АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В

УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Дом учёных им. М. Горького РАН
АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ПОЛЬША
Отделение в Познани
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ АЛЕКСАНДРА I (ФГБОУ ВПО ПГУПС)
МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ В ЩЕЦИНЕ
ЗАПАДНО-ПОМОРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И НА ТРАНСПОРТЕ
Труды
XV Международной научно-практической
конференции молодых учёных, студентов и аспирантов
Санкт-Петербург
2014
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
Дом учёных им. М. Горького РАН
АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ ПОЛЬША
Отделение в Познани
ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ АЛЕКСАНДРА I (ФГБОУ ВПО ПГУПС)
МОРСКАЯ АКАДЕМИЯ В ЩЕЦИНЕ
ЗАПАДНО-ПОМОРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И НА ТРАНСПОРТЕ
Труды
XV Международной научно-практической
конференции молодых учёных, студентов и аспирантов
Санкт-Петербург, 15-17 апреля 2014 г.
ENP1 cross border
cooperation programme
part-financed by
the European Union
united by borders
Estonia-Latvia-Russia Cross-Border Cooperation Programme within European
Neighbourhood and Partnership Instrument 2007-2013
This document has been produced with the financial assistance of the Estonia - Latvia - Russia Cross
Border Cooperation Programme within European Neighbourhood and Partnership Instrument 2007 - 2013.
The contents of this document are the sole responsibility of Petersburg State Transport University and can
under no circumstances be regarded as reflecting the position of the Programme, Programme participating
countries, alongside with the European Union. More information about the programme on E S T -L A T -R U S
programme's webpage - www.estlatrus.eu and EuropeAid Co-operation Office webpage ec.europa.eu.
Санкт-Петербург
2014
УДК 65G1
ББК О.я431
Аб4
Анализ и прогнозирование систем управления в промыш­
ленности и на транспорте : труды XV Международной научно­
практической конференции молодых учёных, студентов и аспи­
рантов, Санкт-Петербург, 15-17 апреля 2014 г. - СанктПетербург : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - 368 с.
ISBN 978-5-7641-0634-2
Сборник содержит статьи молодых ученых, студентов,
аспирантов и преподавателей из г. Валга (Эстония), СанктПетербурга (Россия) и Щецина (Польша), посвященные акту­
альным вопросам систем управления в промышленности и на
транспорте.
Для читателей, интересующихся вопросами управления.
УДК 65.01
ББК О.я431
О РГАНИЗАЦИО ННЫ Й
КОМ ИТЕТ
РЕДАКЦИОННЫ Й
КОМ ИТЕТ
проф. Арефьев И. Б. (Россия) председатель
проф. Заборовский Т. (Польша) сопредседатель
проф. Маликов О. Б. (Россия)
Райнер Куутма (Эстония)
доц. Коровяковский Е. К. (Россия)
доц. Пимоненко М. М. (Россия)
доц. Ходова Г.В. (Россия) учёный секретарь
канд. техн. наук Панова Ю. Н.
канд. техн. наук Шишко М. (Польша)
маг. инж. Васильева И. В. (Россия) отв. секретарь
проф. Вавжиняк В. (Польша) председатель
проф. Сахаров В. В. (Россия) сопредседатель
проф. Очин Е. (Польша)
проф. Первухин Д. А. (Россия)
доц. Афанасьева О. В. (Россия) учёный секретарь
канд. техн. наук Иван С. (Польша)
канд. техн. наук Кендерска К.
(Польша)
доц. Клавдиев А. А. (Россия)
маг. инж. Воронова А. В. (Россия)
отв. секретарь
ПРО ГРАМ М НЫ Й КО М И ТЕ Т
проф. Рыбин П. К. (Россия) - председатель
проф. Юзвяк З. (Польша) - сопредседатель
проф. Волкова В. Н. (Россия)
проф. Мунжишвили Т. (Грузия)
проф. Решняк В. (Польша)
проф. Сергеев С. С. (Беларусь)
проф. Степанов А. Л. (Россия)
проф. Шолтысек Я. (Польша)
канд. техн. наук Тулея И. (Польша) - учёный секретарь
маг. инж. Богдя Ю. (Польша) - отв. секретарь
ISB N 978-5-7641-G 634-2
© Ф Г Б О У В П О П Г У П С , 2G 14
СОДЕРЖАНИЕ
Afanasieva O. V., Akhmetshin I. R.
Probabilistic and statistical analysis of technical characteristics of heating and
ventilating systems.........................................................................................................
7
K^dzierska K., Tuleja J.
Evaluation of the probability of refrigerator appliances failure
occurence........................................................................................................................
14
Kraszewski M.
The rules for handling metal and steel products in the port of Szczecin.............
35
Matuszczak A.
Analysis of the effectiveness of white paper in the context of restrictions on the
number of accidents in freight road transport..........................................................
46
Pasewicz W.
On stochastic model of the transport process..............................................................
54
Rzeczycki A.
Usability analysis of game theory in the strategic logistics decisions of supply
chain - theoretical approach..........................................................................................
59
Sowa M.
National budget, national debt, budgetary deficit in Poland - a basic dependency
analysis...........................................................................................................................
66
Snieg M., Snieg K.
Pre-compression stress relationship clay middle way of its compression............
77
Strychacz J.
Problems in determining the actual weight of the cargo ship on the example of
draft survey....................................................................................................................
85
Szyszko M.
Benefits of the renewable energy from algae - the review of the selected innova­
tions..................................................................................................................................
92
Szyszko M.
The review of offshore wind farms in Europe
-3-
97
Surma O., Сzerniejewska-Surma B., Plust D., Pietrzyk A., Goman A.
Styles of beer...................................................................................................................
108
Surma O., Сzerniejewska-Surma B., Szczygielski M., Plust D., Pietrzyk A.,
Goman A.
The use of venison meat in gastronomy.....................................................................
126
Tundys B.
Polish Transport-Spedition-Logistics (TSL) market - analysis of changes and
trends o f development...................................................................................................
144
Tuleja J., K^dzierska K.
Microstresses in austenitic cast steel cooled violently..............................................
154
Wysocka A.
Analysis of freight transport for own account in the selected european coun­
tries...................................................................................................................................
163
Абушахманов С. С., Афанасьева О. В.
Применение методов системного анализа при исследовании сложных тех­
нических систем (на примере постановочного освещения)..............................
172
Авраменко А.
Этапы проектирования методов и способов сейсморазведки..........................
177
Антропов В. В., Бригаднов И. А.
Групповой метод построения датчика границы одномерного сигнала...........
180
Афанасьева О. В.
Анализ методов исследования вибраций двигателей..........................................
186
Афанасьева О. В., Васильев М. А.
Исследование проектно-технологического процесса создания сложных
технических систем (на примере концертного озвучивания)............................
191
Бузин Е., Трушников В. Е.
Анализ моделей определения надежности систем с одновременным описа­
нием последовательных и параллельных структур.............................................
199
Вавжиняк В., Чернеевски П., Рыбчик А.
Польское рыболовство на Балтике в 2004-2011 гг...............................................
-4-
203
Иванова И. В., Воронова А. В.
Задачи управления качеством разработки программного обеспечения..........
214
Каторин Ю. Ф., Барщевский Е. Г.
Оценка возможностей направленных микрофонов при перехвате акустиче­
ских сигналов..............................................................................................................
217
Колесниченко С. В.
Обоснование моделей и алгоритмов построения интегрированных систем
управления высокодинамичных подвижных объектов.......................................
222
Колесниченко С. В., Баранов С. А.
Исследование экономико-географических условий при обосновании пото­
ков грузооборота предприятий минерально-сырьевого комплекса................
229
Колесниченко С. В., Марчук А. С.
Актуальные вопросы выбора и применения информационных систем
предприятий..................................................................................................................
237
Копанев А. А., Барщевский Е. Г.
Особенности применения генетических алгоритмов в задачах оптимизации
с помощью универсального пакета М А ТЬА Б......................................................
246
Королев Ю. А., Клавдиев А. А.
Анализ методов ультразвукового контроля крупногабаритных металло­
конструкций нефтехимических реакторов...........................................................
249
Коровяковский Е. К., Илесалиев Д. И.
Применение теории массового обслуживания в системе погрузочно­
разгрузочных работ на хлопкоочистительных заводах.......................................
253
Мельников Ю. В., Первухин Д. А.
Показатели эффективности функционирования ОАО «Российские желез­
ные дороги»................................................................................................................
258
Никифорова Е. В., Злотников К.А.
Анализ влияния разных фаз полета на количество авиационных происшест­
вий................................................................................................................................... 264
Панова Ю. Н., Куртин А. Р.
Возможности увеличения железнодорожной составляющей в контейнерообороте морских портов.............................................................................................
-5-
268
П етрова С., Т руш ников В. Е.
Анализ методов расчета структур с заданным уровнем надежности.............
277
П елипенко П. А.
280
Синтез распределённых средств сейсморазведки на основе закона Гука.....
П леханов С. П., А ф анасьева О. В.
Системно-аналитические исследования пассажироперевозок международ­
ного аэропорта (на примере «Пулково-2»).........................................................
282
Сурма О., Ч ернеевска-С урма Б., П луст Д., Щ игельски М., Гоман А.
Гистамин и организм человека.................................................................................
288
Тонкова М. Л.
Организация работы транспортно-экспедиторской компании при доставке
грузов в контейнерах в международном сообщении.........................................
305
Ходова Г. В., И счанов А. А.
Оценка эффективности рекламной деятельности торговой фирмы................
312
Ходова Г. В., Я ковлев А. С.
Прогнозирование развития услуг связи в России...............................................
318
Ц ы ганкова Д. Ю ., Первухин Д. А.
Оценка потенциала нефтеперерабатывающего предприятия по показате­
лям развития................................................................................................................
322
Чернеевска-С урма Б., Сурма О., П луст Д., Щ игельски М., Гоман А.
Рыбы и рыбопродукты - источник гистамина......................................................
327
Ч и таян ц Г. А., С оляник В. В.
Логистический рынок россии: мультимодальные перевозки и их особенно­
сти....................................................................................................................................
342
Ю дникова Е. С., Селедков Д.С.
ГЛ
и
и
Задачи таможенного контроля в условиях международной экономической
интеграции России в ВТО..........................................................................................
347
R ainer K uutm a, Eugene Korovyakovskiy
The project idea of logontrain project........................................................................
352
А ннотации и клю чевы е слова...............................................................................
356
- 6-
yAK 6 2 1 .3 1 1
O. V. Afanasieva, I. R. Akhmetshin
System Analysis and Control Department,
Faculty of Economics,
National Mineral Resources University (University of Mines),
Saint Petersburg, Russia
PROBABILISTIC AND STATISTICAL ANALYSIS OF TECHNICAL
CHARACTERISTICS OF HEATING AND VENTILATING SYSTEMS
Results the analysis of statistical data on the basic, to applied heating and ventilating
systems are given. The technique which can be used by leading structures of the enterprises
for the purpose of a choice of partners among suppliers and customers is offered.
analysis, assessment, forecast, heating and ventilating system.
Needs and demands of specific work types should guide the range of ser­
vices in the field of engineering systems of building and structures for successful
development of the company. Effective operation at the internal and external
markets require knowledge and consideration of objective market laws, ability
to organize and receive operational use of market information, ability to increase
the competitiveness of organization etc.
Objective of the research is to study the statistical data for assessing rele­
vance forecast of a particular heating and ventilation system.
The analysis of statistical data used by main heating and ventilation sys­
tems showed that systems indicators have different trends in different time peri­
ods. Therefore it seems appropriate and in most cases relevant for management
to implement a comprehensive comparative evaluation of the relevance of each
system at different stages.
Based on principles of information and statistical approach it is appropri­
ate to apply specialized packet data STATGRAPHICS Plus for Windows, with
base system contained a fairly complete set of common statistical data analysis
types, to evaluate the relevance of heating and ventilation systems. Moreover
additional modules offer to a scalable system. Statistical data analysis identified
the main heating and ventilation systems used in 1989-2013 yy.
- 7-
Figure 1 show the predictive models built for the analyses of the one-pipe
heating system; figure 2 show the predictive models built for the analyses of the
two-pipe riser heating system; figure 3 show the predictive models built for the
analyses of the heating system with two-pipe incidental internal distribution;
figure 4 show the predictive models built for the analyses of the heating system
with two-pipe beam internal distribution; figure 5 show the predictive models
built for the analyses of the heating system with inside heated floor layout; fig­
ure 6 show the predictive models built for the analyses of the natural exhaust
ventilation system channel; figure 7 show the predictive models built for the
analyses of the mixed ventilation system; figure 8 show the predictive models
built for the analyses of the artificial supply and exhaust ventilation system; fig­
ure 9 show the predictive models built for the analyses of the conditioning duct
system.
Time Sequence Plot for system 1
Quadratic trend = 51,0536 + -6 ,8 3 9 2 9 1 +0,160714 tA2
63
forecast
95,0% limits
43
m
3
-17
0
2
4
6
8
Fig. 1. One-pipe heating system
-8-
10
Time Sequence Plot for system 2
Quadratic trend = 47,0893 + 3,625 t + -0,589286 tA2
0
2
4
6
8
10
Fig. 2. Two-pipe riser heating system
Time Sequence Plot for system 3
Quadratic trend = 0,410714 + 0,291667 t + 0,172619 tA2
0
2
4
6
8
10
Fig. 3. Heating system with two-pipe incidental internal distribution
-9-
Fig. 4. Heating system with two-pipe beam internal distribution
Fig. 5. Heating system with inside heated floor layout
- 10 -
Fig. 6. Natural exhaust ventilation system channel
- 11 -
Fig. 7. Mixed ventilation system
Fig. 8. Artificial supply and exhaust ventilation system
Fig. 9. Conditioning duct system
- 12 -
Simulation results analysis showed that the most promising is heating sys­
tem with two-pipe beam internal distribution. The system has highest complex
refractive and ever-increasing trend. The leadership of the system demonstrated
far ahead of the other systems. This is explained by using the most advanced
materials, durability and efficiency of the system.
Ventilation systems of the leadership still takes natural exhaust ventilation
system since it is the simplest and budget one. Forecast outsider is conditioning
duct system. This is due to high cost of equipment, complexity of installation
and commissioning works. In spite of all the disadvantages of this system it be­
comes more urgent due to advantages not found in one of the other systems, as
well as the system has an increasing trend. As a result of the work established
that indicators systems have different trends in different time periods. Therefore
seems appropriate and in most cases the actual for management to implement a
comprehensive comparative relevance evaluation of each system at different
stages.
The available information situation shows that the most effectively have
models constructed using the principle of maximum uncertainty. One approach
based on this principle is potential method of probability distribution.
Studies suggest the methodology proposed in the comparative evaluation
of heating and ventilation system has the necessary objectivity and sufficient re­
liability. The methodology can be used by enterprise’s management to select
partners of suppliers and customers.
Bibliography
1. Arefyev, I.B. Analysis of the state and behavior of the control object:
Tutorial / I.B. Arefyev. - St. Petersburg. SZTU, 2003. - 51 p.
2. Afanasyeva, O.V. Probabilistic methods for predicting complex sys­
tems. Part I: Training. Benefit / O. V. Afanasyeva. - St. Petersburg. SZTU,
2008. - 197 p.
3. Golik, E.S. Theory and methods of statistical prediction: a tutorial /
E.S. Golik, O.V. Afanasyeva. - St. Petersburg. SZTU, 2007. - 182 p.
Рецензент профессор Очин Е.
- 13 -
yAK 6 2 1 .5 6 5 .9 2
K. KĢdzierska, J. Tuleja
Maritime University
IIT/WIET
H. Poboznego 11
70-500 Szczecin
EVALUATION OF THE PROBABILITY OF REFRIGERATOR APPLIANCES
FAILURE OCCURENCE
In this article statistical methods have been used to evaluate the probability
of refrigerator appliances failure occurrence.
security threats, refrigerant, refrigerating machine.
Introduction
The process of refrigerating equipment operation is a source of many
threats. Apart from typical technical system threats (thermal, electrical, mechan­
ical), which are characteristic for this group of devices, there are also threats that
result from the specific nature of refrigerants. What is important is the fact that
leaks occur every time.
Threats associated with the operation of refrigerating equipment are relat­
ed to physical and chemical properties of refrigerants as well as pressures
and temperatures that occur in refrigerating cycles.
A refrigerant is a substance which, working at low temperatures and low
pressures, absorbs heat from its immediate environment and thus lowers
its temperature [1]-[3].
Substances used in refrigerating machines should have the following
properties [4], [5]:
- they should not react with materials which make up a device - this is
very important because of durability and reliability of the installation,
- they should not form explosive mixtures with air,
- their viscosity should be low - this way the agent will not cause flow
resistance,
- pressure should occur in the evaporator at the lowest temperature re­
quired in the device; then, the air will not flow into the system and no atmos­
pheric moisture will occur,
- specific volume of dry saturated steam of a refrigerant should be small,
- 14 -
- a refrigerant should dissolve a small amount of water - this way it will
not freeze in the expansion valve,
- a refrigerant should not be toxic; in case of leakage, it should not create
a poisoning environment dangerous for staff; it should not destroy food products
stored in chambers,
- it cannot have a destructive influence on the stratospheric ozone layer,
- it should have global warming potential of zero,
- low solidification point and high critical point
- low price equals low production costs.
The main reasons for leaks in refrigerating machines include vibrations of
hull rocked by waves and vibrations caused by operation of the main engine,
mechanical vibrations of compressors, fluid pulsation and other dynamic phe­
nomena, incorrect handling and mounting, corrosion and human errors. Damage
can also be divided into machine operation damage - independent from the de­
vice and its operation (e.g. caused by other devices, fire, etc.), and
by interventions of incompetent people [1]-[3].
1 Time series analysis
In the year 2005-2008, a total of 1.059 refrigerating equipment failures
in commercial facilities in the region West Pomerania was estimated. Failures
and damage to refrigerating equipment were divided into 10 categories [4], [5]:
I. Failures related to leaks in refrigerating machines and related refrigerant
leak.
II. Refrigerating unit damage.
III. Condensers failures.
IV. Evaporators failures.
V. Failures related to the control system, control and unit protection au­
tomatics.
VI. Defrost system failures.
VII. Condenser and evaporator fans damage.
VIII. Electrical system failures.
IX. Damage to additional refrigerating equipment and cooling furniture.
X. Failures related to alarm installations of cooling chambers.
The data on the number of failures in individual months of the years
2005-2008 can be treated as time series. Methods for analyzing dynamics of
mass phenomena can be applied to analyze the data.
STATISTICA PL software was used to analyze time series for each varia­
ble related to the number of failures divided into categories and for the variable
related to failures with the use of the exponential compensation method and
forecasting with Holt's linear trend.
- 15 -
The results of analyses over the exponential compensation method
are presented in graphs (fig. 1-12). The forecast of the number of failures for 12
periods is presented in tables 1-10.
2 Fitting distribution
Chi-square tests have been conducted for variables of the number of fail­
ures in particular categories as well as without dividing it into categories. The
STATISTICA PL software has been used to run the tests.
Each test verifies a hypothesis about the conformity of the distribution of
the number of failures per month in a particular category with the Poisson distri­
bution with X parameter estimated based on the averaged value calculated from
empirical distribution.
Zmienna: Kategoria I, Rozktad: Poissona, Lambda = 6,88636
Test chi-kwadrat = 7,52473, df = 2 (dopasow.), p = 0,02323
*16
------------------------ 1------------------------ 1-------------------------1------------------------ 1------------------------ 1------------------------ 1------------------------ 1------------------------ 1------------------------ 1-------------------------1------------------------ 1------------------------
14
12
10
CD
g
<D
re
N
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Fig. 1. Test for category I:
Ho - the distribution of the number of failures in category I is in conformity with
the Poisson distribution with X = 6,88636; Hi - the distribution of the number of failures
in category I is not the Poisson distribution with X = 6,88636
- 16 -
The results have been presented in graphs (fig. 1-12). Statistical signifi­
cance a in all tests is set at 0,01.
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category I with the Poisson distribution with X = 6,88636.
Zmienna: Kategoria II, Rozktad: Poissona, Lambda = 1,11364
Test chi-kwadrat = 1,66599, df = 1 (dopasow.), p = 0,19680
20
-------------------------- t------------------------- T------------------------- T------------------------- T------------------------- T------------------------- T-------------------------
18 •
■
16
14
^s 12
CD
%
o
10
CO
_ o
S
_I
8
6
4
2
0 ------------ ------ ------ 1------------ 1------ ------ 1------------ 1------1
0
1
2
3
4
1
5
-----6
Fig. 2. Test for category II:
Ho - the distribution of the number of failures in category II is in conformity with
the Poisson distribution with X=1,11364; Hi - the distribution of the number of failures
in category II is not the Poisson distribution with X=1,11364
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category II with the Poisson distribution with X = 1,11364.
- 17 -
Fig. 3. Test for category III:
Ho - the distribution of the number of failures in category III is in conformity
with the Poisson distribution with X = 0,77273; Hi - the distribution of the number
of failures in category III is not the Poisson distribution with X = 0,77273
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category III with the Poisson distribution with X = 0,77273.
- 18 -
Liczba obserwacji
Fig. 4. Test for category IV:
Ho - the distribution of the number of failures in category IV is in conformity
with the Poisson distribution with X = 1,22727; Hi - the distribution of the number
of failures in category IV is not the Poisson distribution with X = 1,22727
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category IV with the Poisson distribution with X = 1,22727.
- 19 -
Fig. 5. Test for category V:
Ho - the distribution of the number of failures in category V is in conformity
with the Poisson distribution with X = 5,02273; Hi - the distribution of the number
of failures in category V is not the Poisson distribution with X = 5,02273
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category V with the Poisson distribution with X = 5,02273.
- 20 -
Zmienna: Kategoria VI, Rozktad: Poissona, Lambda = 2,50000
Test chi-kwadrat = 0,81683, df = 2 (dopasow .), p = 0,66470
1 4
----------------------i--------------------- 1
i----------------------1
i----------------------1
i--------------------- 1
i
12
10
O
?a> 8
CD
00
_Q
O
4
2
0 ------------ ----‘--- ----‘--------‘--- ----‘--------‘--- ----‘--- ----‘----1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1
---
9
Fig. 6. Test for category VI:
Ho - the distribution of the number of failures in category VI is in conformity
with thePoisson distribution with X = 2,5; Hi - the distribution of the number
of failures in category VI is not the Poisson distribution with X = 2,5
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category VI with the Poisson distribution with X = 2,5.
- 21 -
Zmienna: Kategoria VII, Rozktad: Poissona, Lambda = 2,15909
Test chi-kwadrat = 0,65863, df = 3 (dopasow.), p = 0,88289
16 --------■
--------1-------- 1-------- 1--------1-------- 1-------- 1--------1-------- r
14
12
'u- 10
03
<D
S
8
03
_Q
N
4
1
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Fig. 7. Test for category VII:
Ho - the distribution of the number of failures in category VII is in conformity
with the Poisson distribution with X = 2,15909; Hi - the distribution of the number
of failures in category VII is not the Poisson distribution with X = 2,15909
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category VII with the Poisson distribution with X = 2,15909.
- 22 -
Zmienna: Kategoria VIII, Rozkiad: Poissona, Lambda = 0,86364
Test chi-kwadrat = 0,09543, df = 1 (dopasow .), p = 0,75738
20 ----------------'--------------- i----------------t----------------,--------------- r
18 '
--------------- 1
16 ■
---------------------
Liczba
obserwacji
14 ■
12
■
10
■
8
-
6■
4 ■
2 ■
0-1
0
1
2
3
4
Fig. 8. Test for category VIII:
Ho - the distribution of the number of failures in category VIII is in conformity
with the Poisson distribution with X = 0,86364; Hi - the distribution of the number
of failures in category VIII is not the Poisson distribution with X = 0,86364
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category VIII with the Poisson distribution with X = 0,86364.
- 23 -
5
Fig. 9. Test for category IX:
Ho - the distribution of the number of failures in category IX is in conformity
with the Poisson distribution with X = 3,27273; Hi - the distribution of the number
of failures in category IX is not the Poisson distribution with X = 3,27273
At the level of statistical significance a = 0,01the null hypothesis about
the conformity of the distribution of the number of failures in category IX with
the Poisson distribution needs to be rejected in favour of an alternative hypothe­
sis according to which the distribution of the number of failures in category IX
is not the Poisson distribution with X = 3,27273.
- 24 -
Fig. 10. Test for category X:
Ho - the distribution of the number of failures in category X is in conformity
with the Poisson distribution with X=0,25; Hi - the distribution of the number
of failures in category X is not the Poisson distribution with X = 0,25
2
The value of the hypothesis testing % has not been estimated because
of a small number of failure occurrence - three failures a month, and therefore
the value of the test statistics of the Kolmogorov-Smirnov test has been defined
and the critical p value is presented in the graph.
At the level of statistical significance a = 0,01there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number fail­
ures in category X with the Poisson distribution with X = 0,25.
- 25 -
Zmienna: Awarie, Rozktad: Poissona, Lambda = 24,06818
Test chi-kwadrat = 8,01226, df = 1 (dopasow.), p = 0,00465
T-------------1------------ 1-------------1-------------1-------------1-------------1-------------1------------ 1-------------1-------------r
5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Fig. 11. Test for the number of failures without categories:
Ho - the distribution of the number of failures is in conformity
with the Poisson distribution with X = 24,06818; Hi - the distribution
of the number of failures is the Poisson distribution with X = 24,06818
At the level of statistical significance a = 0,01the null hypothesis about
the conformity of the distribution of the number of failures with the Poisson dis­
tribution with X = 24,06818.
The number of failures variable is a discrete variable, but owing to the
great size of the sample N = 1059, it is possible to test the hypothesis about the
conformity of this distribution with the normal distribution with mean m = 24
and deviation a=10.
- 26 -
Zmienna: Awarie razem, Rozktad: Normalny N(24,10)
Test chi-kwadrat = 2,11586, df= 3 (dopasow.), p = 0,54871
1 1
10
1-------------------------------------------1------------------------------------------ 1-------------------------------------------1------------------------------------------ 1-------------------------------------------1------------------------------------------ 1------------------------------------------ T------------------------------------------1-------------------------------------------r
-----------------------------------
■
9
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Fig. 12. Test with the normal distribution for the number of failures altogether:
Ho - the distribution of the number of failures is in conformity with the normal distribution
N(24,10); Hi - the distribution of the number of failures is not the normal distribution
N(24,10)
At the level of statistical significance a = 0,01 there is no basis to reject
the null hypothesis about the conformity of the distribution of the number of
failures together with the normal distribution with mean m = 24 and deviation
a = 10.
3 The evaluation of the probability of failure occurrence theoretical distribution
When determining theoretical distribution of possibility of a particular
number of failures per month, Poisson distributions with ^-lambda parameters,
presented in the table 1 below, have been adopted for variables in individual cat­
egories (except category IX).
- 27 -
Table 1
Poisson distributions with X-lambda parameters
Category
Lambda
1
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
X
2
6,88636
1,11364
0,77273
1,22727
5,02273
2,50000
2,15909
0,86364
0,25000
The most probable number of failures
per month
3
7
1
1
1
5
2-3
2
1
0
The tables 2-10 below present probabilities of a particular number of fail­
ures per month for individual categories (except category IX), calculated from
theoretical distribution.
Table 2
Probabilities of a particular number of failures per month for categories I
calculated from theoretical distribution
(category I, lambda = 6,88637)
The number of
failures per
month
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Probability
2
0,00102
0,00704
0,02422
0,0556
0,09573
0,13184
0,15132
0,14886
0,12814
0,09805
0,06752
0,04227
The number of
failures per
month
3
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
- 28 -
Probability
4
0,02426
0,01285
0,00632
0,0029
0,00125
0,00051
0,00019
0,00007
0,00002
0,00001
0,00000
0,00000
The most probable number of failures in category I is 6 and 7 failures
per month, the occurrence of more than 21 failures per month in category I is
highly unlikely p < 0,00001.
Table 3
Probabilities of a particular number of failures per month for categories II
calculated from theoretical distribution
(category II, lambda = 1,11364)
N
The number of failures per
month
Probability
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3
0,32836
0,36568
0,20362
0,07558
0,02104
0,00469
0,00087
0,00014
0,00002
0,00000
The most probable number of failures in category II is 1 and 0 failures per
month, the occurrence of more than 8 failures per month in category II is highly
unlikely p < 0,00001.
Table 4
Probabilities of a particular number of failures per month for categories III
calculated from theoretical distribution
(category III, lambda = 0,77273)
N
The number of failures per
month
Probability
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0,46175
0,35681
0,13786
0,03551
0,00686
0,00106
0,00014
0,00002
0,00000
- 29 -
The most probable number of failures in category III is 0 and 1 failures
per month, the occurrence of more than 7 failures per month in category III is
highly unlikely p < 0,00001.
Table 5
Probabilities of a particular number of failures per month for categories IV
calculated from theoretical distribution
(category IV, lambda = 1,22727)
N
The number of failures per
month
2
0
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Probability
3
0,29309
3
0,35970
0,22073
0,09030
0,02770
0,00680
0,00139
0,00024
0,00004
0,00001
0,00000
The most probable number of failures in category IV is 1 and 0 failures
per month, the occurrence of more than 9 failures per month in category IV is
highly unlikely p < 0,00001.
Table 6
Probabilities of a particular number of failures per month for categories V
calculated from theoretical distribution
(category V, lambda = 5,02273)
The number
of failures per month
1
0
2
0,00659
The number
of failures per month
3
10
1
0,03308
11
0,00847
2
0,08308
12
0,00354
3
0,1391
13
0,00137
4
0,17466
14
0,00049
Probability
- 30 -
Probability
4
0,01855
1
5
2
0,17546
3
15
4
0,00016
6
0,14688
16
0,00005
7
0,10539
17
0,00002
8
0,06617
18
0,00000
9
0,03693
19
0,00000
The most probable number of failures in category V is 5 and 4 failures per
month, the occurrence of more than 17 failures per month in category V is high­
ly unlikely p < 0,00001.
Table 7
Probabilities of a particular number of failures per month
for categories VI calculated from theoretical distribution
(category VI, lambda = 2,5)
N
The number of failures per
month
Probability
1
0
0,08208
2
1
0,20521
3
2
0,25652
4
3
0,21376
5
4
0,13360
6
5
0,06680
7
6
0,02783
8
7
0,00994
9
8
0,00311
10
9
0,00086
11
10
0,00022
12
11
0,00005
13
12
0,00001
14
13
0,00000
The most probable number of failures in category VI is 2 and 3 failures
per month, the occurrence of more than 12 failures per month in category VI is
highly unlikely p < 0,00001.
- 31 -
Table 8
Probabilities of a particular number of failures per month
for categories VII calculated from theoretical distribution
(category VII, lambda = 2,15909)
N
The number of failures per month
Probability
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,11543
0,24922
0,26905
0,19363
0,10452
0,04513
0,01624
0,00501
0,00135
0,00032
0,00007
0,00001
0,00000
The most probable number of failures in category VII is 2 and 1 failures
per month, the occurrence of more than 11 failures per month in category VII is
highly unlikely p < 0,00001.
Table 9
Probabilities of a particular number of failures per month
for categories VIII calculated from theoretical distribution
(category VIII, lambda = 0,86364)
The number of failures per month
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Probability
0,42162
0,36413
0,15724
0,04527
0,00977
0,00169
0,00024
0,00003
0,00000
The most probable number of failures in category VIII is 0 and 1 failures
per month, the occurrence of more than 7 failures per month in category VIII is
highly unlikely p < 0,00001.
- 32 -
Table 10
Probabilities of a particular number of failures per month
for categories X calculated from theoretical distribution
(category X, lambda = 0,25)
The number of failures per month
Probability
0
1
2
3
4
5
6
0,77880
0,19470
0,02434
0,00203
0,00013
0,00001
0,00000
The most probable number of failures in category X is 0 failures per
month, the occurrence of more than 5 failures per month in category x is highly
unlikely p < 0,00001.
For the variable the number of failures altogether a table with the value
of the cumulative distribution function with parameters ^ = 24 and a = 10,
N(24,10) has been presented (table 11).
Table 11
Cumulative distribution function with parameters
^=24 and a=10, N(24,10)
x
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
F(x)
0,0082
0,01072
0,0139
0,01786
0,02275
0,02872
0,03593
0,04457
0,0548
0,06681
x
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
F(x)
0,08076
0,0968
0,11507
0,13567
0,15866
0,18406
0,21186
0,24196
0,27425
0,30854
x
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
F(x)
0,34458
0,38209
0,42074
0,46017
0,5
0,53983
0,57926
0,61791
0,65542
0,69146
x
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
F(x)
0,72575
0,75804
0,78814
0,81594
0,84134
0,86433
0,88493
0,9032
0,91924
0,93319
x
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
F(x)
0,9452
0,95543
0,96407
0,97128
0,97725
0,98214
0,9861
0,98928
0,9918
0,99379
x
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
F(x)
0,99534
0,99653
0,99744
0,99813
0,99865
0,99903
0,99931
0,99952
0,99966
0,99977
For the variable of the number of failures together we determine proba­
bilities by means of the following formulas:
the probability of the occurrence of the number of failures smaller than
x equals the value of the cumulative distribution function at point x, that is:
- 33 -
P(X < x) = F(x)
(1)
- the probability of the occurrence of the number of failures in range
from xi to x2 equals the difference in the value of the cumulative distribution
function in points x2 and x^ that is:
P(xi < X < x2) = F(x2) - F(xi)
(2)
- the probability of the occurrence of the number of failures greater than
x equals the difference between unity and value of the cumulative distribution
function in point x, that is:
P(X > x) = 1 - F(x)
(3)
where:
x - variable number of failures altogether,
F is the normal distribution function N(24,10).
Since there is not any theoretical distribution, we can assume an empirical
distribution of the occurrence of a particular number of failures for the variable
of the number of failures in category IX, which is presented in the table 12.
Table 12
Empirical distribution of the occurrence of a particular number of failures
for the variable of the number of failures in category IX
The number of failures per month
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Probability
0,11364
0,20455
0,11364
0,13636
0,18182
0,04545
0,04545
0,11364
0,02273
0,00000
0,02273
The most probable number of failures in category X is 1 failure per
month, the occurrence of more than 10 failures per month in category x is highly
unlikely p < 0,00001.
Conclusions
Summing up it needs to be highlighted that only the variable of the num­
ber of failures in category IX is not in conformity with the theoretical distribu­
tion and other variables of the number of failures for the rest of categories are in
- 34 -
conformity with the Poisson distribution with parameters that equal the value of
the arithmetic mean of empirical distributions.
Therefore the variable of the number of failures is in conformity with
the normal distribution with parameters ц which equals the arithmetic mean and
а -standard deviation, calculated from the empirical distribution.
What is more, it is possible to assign the probability of refrigerator appli­
ances failure occurrence in the period from 2005 to 2008 for particular catego­
ries I-X , which has been presented in this article.
Bibliography
1. Bonca Z. (ed.): A guide. New refrigerants and heat carriers. Thermal,
chemical and functional properties. - IPPU MASTA, 2004.
2. Zakrzewski, B., K. K^dzierska: Threats to the environment protection
safety of refrigerating containers, Mi^dzyzdroje Conference 2004.
3. K. Kalinowski: Imperfect cold. Escape of a refrigerant from a refriger­
ating machine - prevention and effects. Refrigeration and air conditioning tech­
nology 2/2003. - PP. 67-69.
4 K^dzierska K., Zakrzewski, B.: Analysis of leaks during operation and
failure of ship's refrigerating machines, Refrigeration No. 8, 2010.
5 K^dzierska K.: Evaluation of the probability of damage leading to emis­
sions of refrigerants from refrigerating machines based on statistical data. ZUT, 2010.
Рецензент профессор Решняк В. И.
УДК 656.6
M. Kraszewski
Akademia Morska w Szczecinie
Wydzial Inzynieryjno-Ekonomiczny Transportu
Naukowe Kolo Inzynierii Transportu
THE RULES FOR HANDLING METAL AND STEEL PRODUCTS
IN THE PORT OF SZCZECIN
The aim of this article is to describe and overwiew the basic rules for handling metal
and steel products in ports of Szczecin and Swinoujscie. Metal and steel products are an im­
portant commodity group handled in the ports of Szczecin and Swinoujscie. Knowledge of
- 35 -
correct and advised methods of handling such materials is crucial to attain a high quality of
services provided by stevedores operating in the port. Correct handling of cargo is also sig­
nificant for reducing the risk of inflicting damage to the cargo and occuring of work-related
accidents.
handling process, port of Szczecin, steel products.
Introduction
During the years 2009 to 2012 the port complex of Szczecin and Swinou­
jscie became the ports which handle the most iron and steel products among Pol­
ish ports. In the year 2012 the amount of iron and steel products traffic in the
ports of Szczecin and Swinoujscie was approximately 1217,3 thousand tonnes
which is 65% of the total iron and steel products in Polish seaports [1].
Growth of this particular cargo traffic in the ports of Szczecin causes a need
to establish efficient and qualitative procedures for handling this type of com­
modities. Efficient and qualitative procedures help to ensure providing effective
service to the clients of the port not only in the manner of the safety of cargo but
also in the manner of safety of the workers and stevedores in the port. Port au­
thorities should establish such procedures and rules which should be later adapted
by all companies providing cargo handling services in the area of the port (fig. 1).
Iron and steel products traffic in
Fig. 1. Iron and steel products traffic in major Polish Ports
in years 2009-2012
Source : own study basis on [1]
- 36 -
1 Basic rules for handling steel and metal products
The main methods of handling steel products in the port of Szczecin are
presented in the document Instrukcja nr 97/EpT/88, Przeladunek i skladowanie
metali which is an overwiev of suggested methods for handling and storing of
steel products. The document was introduced by Szczecin and Swinoujscie Sea­
ports Authority and is purposed for the use of the port workers appointed to the
works associated with handling of steel products.
The document describes following commodities as steel products:
• profiles - this includes L - profiles, U - profiles, T - profiles and I beams,
• reinforcing bars,
• wires,
• slabs,
• sheet metal,
• wire rod,
• rail profiles,
• steel billets [2].
The document introduced by Szczecin and Swinoujscie Seaports authority
describes the main rules regarding unloading steel products from railway car­
riages onto storage areas. According to the paper all of the workers appointed to
the work should be managed by the rigger present on the site of the operation.
Cargoes should be moved from the railroad carriages using 2-leg chain lifting
slings ended with sling hooks. The hooks should be attached to the both sides of
the element. It should be noted that the attachment point should be located at
least 50 centimeters from the end of the moved element [2].
After attaching the hooks, the cargo should be lifted up on a small dis­
tance in order to check the correctness of the sling attachment. If the length of
the unloaded cargo is bigger than half of the lenght of the railway carriage, the
workers should leave the carriage after checking the correctness of the sling at­
tachment. In order to decrease the risk of injuries occuring during leaving and
entering railway carriages workers should use ladders.
When there are no contradictions to continue unloading the cargo, the rig­
ger gives a signal to the crane operator to hoist the cargo. After the cargo is
moved by the crane operator over the storage area, the rigger should guide the
operator in order to place the cargo in the assigned space.
The same procedures apply to the situation when cargo is loaded from a
storage area onto a vessel. First the cargo is hooked and lifted by a crane from a
stockpile located in the storage area. After the cargo is lifted the rigger guides
the crane operator in order to place the cargo on the berth from which it will be
loaded aboard a ship. When the cargo is placed on the berth, the crane operator
- 37 -
can lift the cargo and place it in the cargo hold of the ship. The workers in the
hold should unattach it. In order to place the cargo in the assigned space of the
hold, workers should use forklifts. For safety reasons if the crane operator has to
move the cargo over the forklift, the operator of the forklift should exit it [2].
Long steel and metal products such as rail profiles, which length exceeds
6 meters can be handled by using two cranes simultaneously. This solution is
used because of occuring difficulties associated with moving long objects
through cargo hatches. Lifting slings should be attached to both ends of the
lifted object so that both cranes would be able to move the object horizontally in
a way helping placing it in the cargo hatch. It should be noted that the slings and
ropes attached to the cargo and to the cranes should be always in vertical posi­
tion. When the lifted object is over the cargo hatch, the end of the object which
is closer to the hatch should be lowered by one of the crane operators while the
other operator holds the other end of the object on a constant height (fig. 2). Af­
ter this phase is completed both operators begin to simultaneously lower the
lifted object until it is completely located in the cargo hold [2]. Afterwards crane
operators should place the lifted object in horizontal position, move it over the
assigned place in the hold and finally lower the slings. During unloading the ac­
tions are analogical and in opposite order.
Fig. 2. Rail profiles loaded on a ship simultaneously by two cranes using two
sets consisting of a loading beam and MultiRail Camlock clamps
Source: fot. Mateusz Kraszewski
- 38 -
2 Wire rod handling
Wire rod is usually delivered to the port of Szczecin in singular coils with
approximate weight ranging from 400 to 600 kilograms or bundles consisting of
several coils, consolidated with use of metal strapping bands, which approxi­
mate weight differs from 800 kilograms to 1200 kilograms. It is also possible to
handle units consisting of two consolidated bundles weighing 2400 kilograms.
The lifting sling used for handling wire rodes must have a working load limit of
at least 2500 kilograms. In order to lift wire rod coils and bundles braided rope
slings and C-hooks may be used [2].
The C-hook should be attached by a sling to the main hook of the crane.
In order to lift the wire rod coils stevedores should insert the C-hooks arm
manually into the coil (fig. 3). When using braided rope slings, the sling should
be reeved through the coil and then attached to the hook of the crane. After
checking the correctness of the attachemnt of the slings to the coil the rigger
gives a signal to the crane operator to begin hoisting the cargo.
Fig. 3. Preparations for lifting wire rod coils with use of a double C-hook
Source: fot. Mateusz Kraszewski
Cranes can be used for handling wire rod coils when they are loaded
aboard or unloaded from the ship or when they are moved from railroad car­
riages to the storage area and vice versa. In order to place the coils in a specific
location in a cargo hold of a ship or in a warehouse stevedores use forklifts
equipped with cylindrical coil lifters which are usually covered in rubber to de­
crease the risk of causing damage to the coils.
- 39 -
Stowing wire rod coils in cargo holds should begin with placing the coils
along the sides and bulkheads of the hold. The stevedores should stow the coils
in 3 to 5 layers depending on the type of used equipment and the stability of al­
ready stowed cargo. After reaching a certain stacking height steel sheets of
minimum 18 milimeters in thickness should be placed over the stowed wire rod
coils. The sheets should be at least 50 centimeters wider than the length of wire
rod coil or consolidated bundles stowed beneath it. Dunnage may be used for the
purpose of obtaining an even horizontal surface. Stevedores stowing wire rod
coils on steel sheets placed over already stowed cargo should stack the coils in
maximum three layers, though two layers are advised. If coils are stowed on
steel sheets stevedores should use dunnage to immobilise the coils. The dunnage
should be placed on both sides of a coil and should be equipped in ropes or lines
for the purpose of it's convenient removal [2], [3].
In situations when using forklifts in the cargo hold is impossible due to
lack of space stevedores may move the wire rod coils manually. According to
the instruction for metal and steel products handling following rules should be
respected by workers:
• the surface on which the coils will be moved should be flat, dunnage
should be used in orderd to create an even horizontal surface,
• steel sheets used in cargo holds should be at least 10 meters long and
their width should exceed the wire rod coil's length by 50 centimeters,
• it is advised that the place of stowing a wire rod coil should be as flat as
possible,
• steel sheets used in cargo holds should not be stained, iced or oiled,
• stevedores should not stand directly on already stowed coils,
• slings or C-hook used for lifting the cargo may be unattached from the
coil only if the coil is immobilised with use of dunnage [2].
3 Steel and metal pipes handling
Pipes of lower diameters are delivered to the Port of Szczecin in form of
bundles consisting of several pipes. In case of handling pipes in bundles steve­
dores should use 2-leg wire rope or chain lifting slings. Pipes of larger diameters
shoul be lifted one at a time with use of special clams and lifting beams. Stan­
dard rules for handling metal and steel products should be applied during pipes
handling.
Stevedores should be very careful during handling pipes with flanges.
Any damage to the flange of the pipe may eventuate in rendering the pipe as
useless and not suitable for repairing. Pipes with flanges should be layed upon
dunnage in a manner decreasing the risk of inducing deformations. If pipes are
ended with a flange on only one end they should be stowed in layers with the
ends positioned alternately [4], [5].
- 40 -
In case of pipes of larger dimensions it is advised to place them in cargo
hold in the middle part of the ship because of the profile of the holds. Cargo
hold in the middle part of the ship display a more rectangular and regular profile
which simplifies correct stowing of pipes and increases the total amount of
cargo which can be placed in the hold. During planning of stowing and espe­
cially stacking pipes in cargo holds weight of the cargo should be considered.
Stacking too many or too heavy pipes may cause deformations and damage to
the pipes located in the bottom layers of the stack. Precautions should be taken
during handling of cast iron pipes, which are more breakable compared to pipes
made from other materials [3], [5].
4 Rail profile handling
During rail profile handling basic rules for metal and steel products apply.
In case of rail profiles of significant lenght use of two cranes is advised. Correct
stowing of rail profiles is crucial because of the high quality of rail profiles re­
quired for their further use in constructing railroads.
After moving rail profiles into the cargo holds they should be placed on a
wooden floor built over the bottom of the hold. Profiles should be stowed along
the axis of the ship. Rail profiles should never be stowed crosswise., at a storm
the movement of the ship on waves may cause the rail profiles to move and in
extreme situations damage the hull of the ship (fig. 4). In order to secure and
immobilise the cargo, rail profiles should be stowed in a tight manner creating a
cargo block. First layer of rail profiles should be layed on the foot. In the created
free spaces between the profiles in the first layer stevedores should insert more
profiles with heads facing down. Such layer should be then secured with dun­
nage on which next layers of profiles can be stowed. To prevent inflicting dam­
age to bulkheads stevedores should secure them with dunnage [3].
Fig. 4. Advised method of stowing rail profiles in a cargo hold of a ship
Source : [3]
- 41 -
In order to increase the number of rail profiles handled simultaneously
special clamps such as MultiRail Camlock clamps are used. This type of clamps
used in Port of Szczecin enables handling 6 rail profiles with maximum weight
up to 6000 kilograms simultaneously which notably increases the performance
of cranes (fig. 5).
Fig. 5. Example of a MultiRail Camlock clamp used for rail profile handling in ports of
Szczecin and Swinoujscie
Source: fot. Mateusz Kraszewski
In case of handling rail profiles with 50 meters of length two cranes are
used and each crane is equipped in two MultiRail Camlock clamps attached to a
lifting beam.
5 Steel and metal sheets handling
Steel and metal sheets are delivered to the Port of Szczecin in various
forms. The most common forms of this commodity delivered to the described
Port are:
• thin metal or steel sheets consolidated into packages of various sizes,
• steel or metal sheets in coils,
• long and flaccid sheets of 10 meters in length.
Thin metal or steel sheets consolidated consisting of several sheets as well
as sheets of 10 meters in length should be handled with use of braided wire lift­
ing slings with a special sheet metal lifting clamps. In case of sheets which
- 42 -
length varies from 10 to 17 meters, special lifting clamps for long metal or steel
sheets should be used (fig. 6). Equipment of a crane during lifting steel sheets
formed into coils should consist of a lifting beam with a braided rope sling at­
tached to both ends of the beam. The sling should be firstly attached to one end
of the beam, then the stevedores ought to put the sling through the center of the
coil and attach the sling to a hook attached to the other end of the beam. After
placing the coil in the cargo hold, at the berth or in the storage area, forklifts
should be used for further allocation of the coil [2].
Fig. 6. Steel sheets in coils lifted by a crane equipped
with a lifting beam and a braided rope sling attached
Source: Fot.: Mateusz Kraszewski
Typical weight of steel sheets in coils delivered to the Port of Szczecin
differs from 4 up to 12 tons. The heaviest coils should be stowed in the bottom
layers of a stack in the cargo hold. The axis of the coils should be parallel to the
axis of the ship. In order to prevent contact of coils with water acumulating on
- 43 -
the bottom of the hold stevedores should construct a wooden floor seperating the
cargo from the bottom of the hold. This action can decrease the risk of rusting
during the voyage. Stevedores ought to begin stowing the bottom layer from
spaces along the sides and bulkheads of the hold At the center of the hold an
empty space narrower than the width of a single coil should be left [2].
When stowing the next layer stevedores should insert a locking coil in the
created empty space which will immobilise the coils in the bottom layer (fig. 7).
Fig. 7. Method of immobilising of already stowed steel sheets in coils in a cargo
hold with the use of a locking coil
Source: http://www.tis-gdv.de/
Coils in the second layer are placed in saddles created by the coils in the
bottom layer (fig. 8). In case of steel sheets in coils weighing 10-12 tons it is
strongly advised not to stow them in more than 2 layers because of the risk of
possible damage to the coils in the bottom layers caused by the heavy weight of
coils in the upper layers [3].
Fig. 8. Steel sheet in coil stowed on a wooden pallet
Source: [3]
- 44 -
The effects of placing a big load to the bottom of the cargo hold should be
taken into consideration while planning the operation of stowing the coils. Seri­
ous damage may be caused if the total load of coils exceeds the working load
limit of the materials used for the construction of the cargo hold [3], [5].
Metal sheet coils other than iron or steel, which are vulnerable to defor­
mations and moisture should not be stowed directly on the floor of the cargo
hold. Instead it is advised to stow these coils on pallets. The cumulated weight
of a pallet and coil stowed on it can vary between 3 and 9 tons. Lifting slings
used during palletised coils handling should be at least 10 meters long in order
to prevent damaging the cargo by the sling. Working load limit of pallets used
for stowing should be adequate to the weight of the coils [3].
Summary
Because of the fact that metal and steel products are one of the main
general cargo handled in the ports of Szczecin and Swinoujscie, Szczecin and
Swinoujscie Seaports Authority published Instrukcja nr 97/EpT/88, Przeladunek
i skladowanie metali, which is a set of procedures and rules which should be ap­
plied during the operations of metal and steel products handling. It should be
noted that companies operating in the ports should instruct their workers to
adapt and abide the rules.
Rules presented in the document applies not only to the actions of workers
during handling of metal and steel products but also suggests what devices and
equipment should be used in order to maintain a high quality of services and de­
crease the risk of damaging the cargo during its handling. Instruction published
by the port authorities also describes the advised methods of stowing the cargo
in vessels cargo hold in order to reduce its movement and reduce the risk of
damaging the cargo or the ship itself.
Ports of Szczecin and Swinoujscie is well suited for handling metal and
steel products. The equipment of stevedore companies operating in the area of
the ports are adjusted to handle most metal and steel products and are compati­
ble with the equipment advised by the Szczecin and Swinoujscie Seaports Au­
thority.
Bibliography
1. Rocznik statystyczny gospodarki morskiej, Glowny Urz^d Statystyczny
w Szczecinie, Szczecin 2013.
2. Instrukcja nr 97/EpT/88. Przeladunek i skladowanie metali, Zarz^d
Portu Szczecin-Swinoujscie.
3. Krasowska K,. Popek M., Ladunkoznawstwo, Akademia Morka w
Gdyni, Gdynia 2006.
- 45 -
3. Wizmur J., Ladunkoznawstwo okr^towe. Poradnik encyklopedyczny,
Polskie Towarzystwo Towaroznawcze, Oddzial Morski w Sopocie i Fundacja
Rozwoju Wyzszej Szkoly Morskiej w Gdyni, Sopot-Gdynia 1997.
4. Kemp J. E., Young P., Cargo work, Butterworth-Heinemann, Oxford
1998.
5. Thomas R.E., Thomas’ Stowage, the properties and stowage of cargoes,
Brown, Son & Ferguson, LTD, Glasgow 1983.
6. Sharnow R., Ladunkoznawstwo okr^towe, Wyzsza Szkola Morska w
Gdyni, Gdynia 2000.
Рецензент профессор Шварцбург Л. Э.
УДК 6 5 6 .1 3 :6 8 5
A. Matuszczak
D epartm ent of logistics
Faculty of M anagem ent and Economics of Szczecin
University of Szczecin
ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF WHITE PAPER IN THE CONTEXT
OF RESTRICTIONS ON THE NUMBER OF ACCIDENTS IN FREIGHT ROAD
TRANSPORT
One of the main problems with economic development is increasing pollution of the
environment, which is the effect, among others, the dominant role of transport in the national
economy. This situation implies the need to take initiatives to promote the principles of sus­
tainable development, both at international and national levels. Currently, the issue of sustain­
able development is a leading for European Union countries, especially in the context of the
White Paper 2011.
Also effects of the economic crisis may have a favourable outcome on transport acci­
dent mortality. Many countries had a slight decrease or stagnation in traffic volumes since
2008, accompanied by a much more significant reduction in fatalities. However, in the long­
term, effective road safety policies are the main contributor to reduced mortality [1].
The aim of the considerations is to demonstrate the effectiveness of the implications of
the White Paper in the area of reducing the number of accidents in Poland, as well as to assess
the achievement of that objective strategy for the European Union.
external costs, costs of accidents, the European Union, effectiveness.
- 46 -
Introduction
Road safety concerns all EU citizens. Using the roads and streets is part of
the every-day life for every European. But each year almost 30 000 lives are lost
on these roads. Around 250 000 people are reported to be seriously injured. This
is an unacceptably high price to pay. This situation implies the need to take ini­
tiatives to promote the principles of sustainable development, not only on na­
tional level, but especially on international level. One of the solutions aiming at
reducing the external costs of transport, particularly noise, was the introduction
in the European Union White Paper in 2011.
1 External costs of transport in theory
Transport has an essential role in the daily lives of European citizens. It is
determinant, as protects the fundamental right to mobility of society, as well as
increases the competitiveness of enterprises in the European economy. In addi­
tion, the transport activity supports the economic and social development at lo­
cal, national and international level. In addition to the benefits, transportation
and its permanent development results in external costs for society because of
the economic consequences of the harmful effects of transport services, which
are not internalized by the service providers and the consumer sector. In fact, the
use of transport services implies not only the damage to the environment, such
as, air pollution, climate change and noise, but also damage such as deaths and
injuries caused by traffic accidents.
Permanent increase the transport of goods and environmental awareness
have contributed significantly to account for the these factors in the current po­
litical and social activities, both in the international and nationally scene. A re­
view of selected research papers relating to transport externalities presented in
Table 1.
Table 1
A review of selected research papers relating to transport externalities
in the European Union
Name of document
Authors
1
Green Paper on the impact of transport
on the environment. A Community strat­
egy for sustainable mobility
2
Year of
publication
3
European Commission
1992
European Commission
1992
Policy options for internalising the exter­
nal costs of transport in the European
Union
- 47 -
1
Efficient transport for Europe - policies
for the internalisation of external costs
2
European Conference of Minis­
ters of Transport
ITS, Surface transport costs and charges
C. Nash, T. Sansom, B. P.
Macie, J. Shires, P. Watkiss
1998
M. Holland
1999
C. Nash, T. Sansom, B. Mat­
thews
1999
C. Nash
2000
Sustainable Europe for a Better World: A
European Union Strategy for Sustainable
Development
European Commission
2001
Real Cost Reduction of Door-to-door
Intermodal Transport
S. Weinreich
2001
White Paper. European Transport Policy
for 2010: time to decide
Commission of the European
Communities
2001
D.M. Newbery, G. Santos
2002
Unification of Accounts and Marginal
Costs for Transport Efficiency
University in Leeds
2002
Scenarios, Traffic Forecasts, and Anal­
yses of Corridors on the TransEuropean
Transport Network (TEN-STAC)
NEA, IWWW, COWI
2003
Europejski Program Dzialan na rzecz
Bezpieczenstwa Ruchu Drogowego
Commission of the European
Communities
2003
CE Delft, The price of transport - over­
view of the social costs of transport
Vermeulen
2004
N. B. Kristensen, A. Ohm,
J. Hoy
2004
Externalities of Energy
Concerted actions on Transport Pricing
Research Integration
Pricing European Transport Systems
Estimating urban road congestion costs
Kristensen, Marginal costs of traffic
noise, Generalised values for pricing
policies
Clean Air For Europe
New Energy Externalities Develop­
ment for Sustainability
The Impacts and Costs of Climate
Change
Developing Harmonized European
Approaches toTransport Costing and
Project Assessment
M. Holland, S. Pye, P.
Watkiss, B. Droste-Franke, P.
Bickel
W. Ott, M. Baur, Y. Kauf­
mann
- 48 -
3
1998
2005
2005
P. Watkiss
2005
P. Bickel
2005
1
The car industry commitment to EU
to reduce CO2 emissions: a brand-bybrand progress
Keep Europe moving- sustainable
mobility for our continent. Mid-term
review o f the European Commission’s
2001 Transport White Paper
Determination and application of en­
vironmental costs at different sized
airports: aircraft noise and engine
emissions
The Stern Review
Analysis o f the contribution of
transport policies to the competitive­
ness of the EU economy and compari­
son with the United States
Generalisation of Research on Ac­
counts and Cost Estimation
A critical review of the calculation of
external costs of transport
The calculation of external costs the
transport sector
Road Safety Target in Sight: Making
up for lost time
Document concerning transport poli­
cy towards sustainable development
o f land transport
White Paper 2011
Energy, transport and environment
indicators
2
The European Federation for
Transport and Environment
3
2006
The Council and the European
Parliament
2006
C. Ly, P. Morrel
2006
N. Stern
W. Schade, C. Doll, M.
Maibach, M. Peter, F. Crespo,
D. Carvalho, G. Caiado, M.
Conti, A. Lilico, N. Afraz
University in Leeds
2006
2006
H. Baum
2008
The European Parliament
2009
European Transport Safety
Council
The World Bank
2010
European Commission
European Commission
2011
2013
2006
2011
Source: Own study.
These instruments include a comprehensive set of European Union legis­
lation, support to research projects and activities for awareness-raising. New
transport policy of the European Union, concluded in the White Paper published
on 28th March 2011 [2], attaches primary importance to support the sustainable
development of transport in the Member States, and as one of the strategic aims
to reduce the number of road deaths to almost zero in 2050, while by 2020 this
number is to be reduced by half. The European Union wants to become a world
leader in safety and provide protection in all modes of transport.
- 49 -
2 Analysis of the level of external costs in the European Union
An important element to the start of the analysis is to identify the size of
the external costs of transport in the countries of the European Union, as well as
the size of the income taxes that are paid by the public to cover the external
costs generated by road transport. Table 2 shows that the tax revenues ratio cov­
erage external costs vary significantly between the various Member States. The
cost coverage when all infrastructure costs are included is highest in Denmark,
Latvia, Lithuania, Luxemburg and the lowest in the Scandinavian countries and
Hungary. So, the table makes clear that in none of the Member States that pays
full costs of external costs of road transport.
The representation of fatality rates in Table 2 shows a tendency for rates
to be lower in the north than in the south and lower in the west than in the east,
which is probably the result of different historical backgrounds and traffic poli­
cies. It should also be noted that there is lack of incentives for reducing air pol­
lution, noise, accidents and congestion costs in existing pricing instruments in
road transport [3].
Table 2
Indicative cost coverage ratios for road transport
Country
Austria
Belgium
Bulgaria
Czech Republic
Denmark
Estonia
Finland
France
Germany
Greece
Hungary
Ireland
Italy
Latvia
Lithuania
Luxemburg
Netherlands
Poland
Portugal
Romania
Slovakia
Slovenia
Spain
Sweden
United Kingdom
UE
Total external costs
13,037
12,238
4,33
8,233
5,177
669
5,706
62,285
101,551
7,215
6,516
2,857
52,318
1,332
1,926
1,302
17,487
21,42
6,833
7,234
3,85
2,488
39,796
8,432
67,802
462,033
- 50 -
Total revenues
8,06
6,34
1,12
3,72
5,63
316
4,29
35,06
48,74
6,33
2,43
3,93
35,49
431
550
983
14,58
6,39
4,83
2,32
1,60
1,40
16,10
5,92
6,68
253,25
Source: Own study based on: [4].
Average size of the external costs of road freight transport in the Europe­
an Union, for each category of costs such as air pollution, nature and landscape,
biodiversity losses, soil and water pollution, urban effects and noise, but also
damage dry as deaths and injuries caused by traffic accidents, are presented in
figure 1.
Description
Accidents
Air pollution
Noise
Nature and landscape
Biodiversity losses
Soil and water pollution
Urban effects
Road transport
(freight transport)
17
8,4
2,5
0,7
0,5
1
0,9
Rail transport
(freight transport)
0,2
1,1
1
0
0
0,4
0,1
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Fig. 1. The average external costs (euro/1000tkm) in freight transport for the EU27 according to cost categories and modes of transport
Source: Own study based on: [5].
When interpreting the data presented, it is clear that the highest external
costs generate road transport. This situation reinforces the large number of vehi­
cles which move on the road. Consequently, the largest and most important ex­
ternal cost in the European Union is the cost of road accidents.
- 51 -
What is more, the road accidents cause real socio-economic costs of
around 2% of EU GDP every year. The responsibility is shared, primarily be­
tween the road users, the vehicle manufacturers, the infrastructure managers, the
local and national authorities and the European Union. The European Commis­
sion's road safety policy orientations for the period 2011-2020 [6] present seven
priority objectives: education and training, enforcement, safer infrastructure,
safer vehicles, use of modern technology, emergency and post-injury services
and the safety of vulnerable road users.
In conclusion, one of the main objectives of the United Europe, in accord­
ance with the guidelines of the White Paper is to focus on improving the safety
of road users, thereby reducing the number of accidents.
3 The analysis achieve the objectives of White Paper in terms of reducing
the level of accidents in the European Union
The presence of transnational road safety strategies in almost all Member
States shows a high level of political commitment to road safety matters. This
commitment also contributed to the good figures in the first preliminary road
safety data for 2012.
In 2012, a provisional total of 27 784 road fatalities were reported from
the 27 Member States. This is a decrease of around 9% compared to 2011. In
order to reach the goal of halving the road deaths in ten years' time, an average
reduction of around 7% per year would be needed. The good results of 2012
mean that the road safety figures are now catching up towards the 2020 objec­
tive, following a year of rather discouraging results in 2011. The average reduc­
tion rate is now 5% per year (figure 2).
Road UE
Train UE
Road Poland
Train Poland
Fig. 2. External costs of noise for road transport in the European Union
in 2007-2012
Source: Own study based on: [7].
- 52 -
In 2012, there were 2261 persons killed or seriously injured in railway ac­
cidents in the European Union, around 4,4 % less than in 2011. A total of around
2 178 significant train accidents were registered in the European Union in 2012,
representing a decrease of 19.9 % compared to 2011, this is in line with the reg­
ular declining trend observed since 2004.
The biggest percentage change from 2011 to 2012 is found in Denmark
and Portugal, apart from the small countries with very high fluctuations between
the years. Portugal and Denmark both decreased their number of road deaths by
more than 15% in that one year. However, even with this impressive progress,
Portugal still has well above the EU average number of road deaths. Europe re­
mains - by far - the leading road safety region world-wide. Globally, around 1.3
million people die in road traffic accidents every year. Around 2% of these fatal
accidents occur in the European Union. The differences between the Member
States are decreasing (ranging between 30 and 100 road deaths per million in­
habitants.). Twenty years ago, before the Maastricht Treaty introduced road
safety as a policy area into the European Union acquis, the annual fatality rates
amounted to around 160 dead per million people and the figures varied substan­
tially between the present EU countries, from 90 to 300 dead per million people.
The highest number of road fatalities in 2012 is found, as in many previous
years, in Lithuania, Romania and Poland as well as Greece. Of these Lithuania
and Romania are of special concern as they have experienced an increased num­
ber of road deaths last year, defying the general European trend.
When analyzing trend of accidents in road transport in the European Un­
ion, can be seen from year to year marked decline in accidents, which approxi­
mates the Community to achieve the targets set by the European Commission in
the White Paper.
Conclusions
On the basis of the examination procedure, which was used to study litera­
ture and analysis of statistical data for selected periods before and after the im­
plementation of the White Paper, has verified the effectiveness of the implemen­
tation of the strategy and achieve the targeted objectives in the reduction of the
level of external costs of noise, Poland and the European Union. The European
Commission set the ambitious target of halving the number of road traffic fatali­
ties by 2020 in its White Paper. Roadmap to a Single European Transport Area Towards a competitive and resource efficient transport system. The European
Road Safety Action Programme of 2003 underlines the fact that this target is a
“shared responsibility” and can thus only be achieved with the joint effort of all
stakeholders. Since these papers were published, much progress has been
achieved, fatalities in the European Union fell by 30,12% between 2007 and
2012. Subsequent verification of the level of external costs in the European Un­
ion, will depend on many factors, both internal and external, such as government
- 53 -
policy and commitment of individual countries in the implementation of the ob­
jectives of White Paper.
Bibliography
1. Mortality from transport accidents, in Health at a Glance: Europe 2012,
OECD Publishing.
2. White Paper. Roadmap to a Single European Transport Area - Towards
a competitive and resource efficient transport system, European Commission,
Brussels, 28.3.2011.
3. Traffic Safety Basic Facts 2012, European Commission, Annual Statis­
tical Report 2012.
4. Road infrastructure cost and revenue in Europe - Produced within the
study Internalisation Measures and Policies for all external cost of Transport
(IMPACT) - Deliverable 2, CE Delft and Fraunhofer-ISI, 2008.
5. External costs of transport in Europe. Update study for 2008, CE Delf,
INFRAS, Fraunhafer, Delf JSI.
6. Road Safety Vademecum - Road safety trends, statistics and challenges in
the EU 2011-2012, European Commission, DG for Mobility and Transport 2013.
7. www.epp.eurostat.ec.europa.eu.
Рецензент профессор Юзвяк З.
УДК 5 19.8 7
W. Pasewicz
W est Pomeranian University of Technology in Szczecin
Study of M athematics
Al. Piastow 4 8 /4 9
70-310 Szczecin, Poland
ON STOCHASTIC MODEL OF THE TRANSPORT PROCESS
We consider some stochastic models of the transport process. A demand is a random
variable with known density function. We solve task of transportation assuming that the de­
mand is a random variable with an uniform distribution, a linear distribution and an exponen­
tial distribution.
stochastic model, transport process, density function, demand, supply.
- 54 -
Introduction
Let us consider the transport task with random demand (see e.g. [1], [2] ).
Assume that we have the cost matrix C = [ — Cj > 0, and a1, ... ,am are the
numbers denoting of suppliers supply. The demand of customers is independent
random variables with known density functions. Denote by p the demand of
receipt point j. Let number kj ( lj ) be the know loss which is related to the deliv­
ery of point j too little (too much) goods in relation to its current demand. By the
demand we understand realization (which we do not know in advance) a random
variable. The task is to put such a plan, that the sum of the total cost of transport
and the expected value of both types of losses is the smallest.
A mathematical model of the problem is the following: we need to find the
numbers of x. > 0 (i = 1,..., k; j = 1,..., n), where xij is the quantity of commodity
to be supplied from the i-th provider to j -th customer, satisfy the condition:
k,
V x..iJ < a^, i = 1,
j=1
(1)
for which the function
Z = Z, + E ( Z 2 ),
(2)
where
z
(2a)
= V V Cj X j
i=1 j =1
and
E (Z2) = V Ex. k ( p j - Xj)] + V p Ex [h(Xj - P j )]
j =1 pj >Xj
j=1pj <xj
(2b)
the smallest value is achieved.
The symbol E ( P - x . ) indicates the expected value of a random variP/>x.
able p . - x. in area p . > x . , where x. = V x. and the symbol E (x. - P .) is de­
J
J
J
J
J
J
|4 <'-v*
i=1
termined similarly.
1 Method
Considered the transport task is the non-linear programming and although it
can be reduced to linear models, their solution is considerable computational dif­
ficulties. Therefore, we will take into account the special cases of the problem.
- 55 -
The first component Z 1 in the equality (1) for further consideration will be
omitted, as it presents the classic model of the transport task. We assume that the
quantity of the demand is a random variable p with density function of the
form
f (pj ) = — , for 0 < p j < m ,
m
(3a)
f (pj ) = “T
a pj , for 0 < pj < a ,
(3b)
f (p j) = ^
pj, for pj > 0
(3c)
i.e. with the uniform distribution, the linear distribution and the exponential dis­
tribution, respectively. Note that in the equality (2b) expression kj (pj - xj ) is a
waste (the product of the loss kj by the quantity of the lack of goods (pj - xj )) ,
which is a result providing a point j too little in relation to its current demand.
Similarly lj (xj - p j )just is a waste of the product of the loss lj by the quantity
of the surplus of goods (x] - p j ), which is like providing a point j too much in
relation to its current demand. The task will be finding such values xj in order
to minimize the function Z 2 .
We calculate first the expected value of the expression
(4)
for the density function random variable pj of the form (3 a).
1 U L
(0,0)
Pi
Fig. 1. The probability density function of the uniform random variable p
- 56 -
We have (see, e.g. [3] )
i pj + kjm
1 i = -k2—+1Lx2+ ?1kJ(m- 2xj).
E( Z 3) = l xj|„(x - pj)-d
J
(pj
x
,
)
-dp
m
m
2m 2
0
xj
In order to calculate the optimal value x* , we use the differential calcu­
lus.
We get
dEM = W
x. - dxj
m j
j
and equating the derivative to zero it is easy to see that
m k:
x, = -----— .
j
- j + 1j
The value x , = x* =
m k j minimizes E( Z 3), because d E(5 b)
- j + lj
dx2
k +1
"J ' '] > 0, for all x , since k j , L and m are positive.
m
n
Because E( Z 2 ) = ^ E (Z3), so the total cost of transport of goods for the
j =1
expected value of both types of losses would be the smallest for
n
n k
x “ = Ex* = m
.
7=1
j=1- j + lj
(5)
In the second case where the density of the random variable p j is linear
we get
E( Z 3) = ljxJ.(x.- p. ) 4, pj dpj + Jc(pj - xj )-T2pj dpj
- j
h
3 2k 1 3 1 2
1 3,
x3 +
( - a — a x i + - x i^
3a2 j
a2 3
2
j 6 j
*
kj
ry
We find value x. = a aj-— — which minimizes the E( Z 3) because of
i - j + lj
d 2E (Z3) = 2
dxj
a 2(kj + lj )xj > 0.
Hence, the total cost of transport of goods for the expected value of both
types of losses would be the smallest for
- 57 -
j
(6)
In the third case with the density of the random variable p] of exponential
form, we get
X
]
X
and the total cost of transport of goods for the expected value of both types of
losses will be the smallest ( d E (5 з) = X(k] + lj) e XXj > 0) since
dx
x
(7)
2 Remarks
The special cases were applyed to the model in the situation when the de­
mand is stochastic. However, this model could also be considered, when supply
would be a random variable. In addition, we can consider models taking into ac­
count multiple criteria with solving transport problems (see [4]).
Bibliography
1. Szwarc W., Zagadnienie transportowe, Zastosowania Matematyki,
1962, t.VI, nr.22.
2. Magnanti T.L., Wong R.T., Network Design and Transportation Plan­
ning: Model and Algorithm Transportation Science, 18, 1984.
3. Kshirsagar A. M., Multivariate Analysis, Dekker, New York 1972.
4. Keeney R., Raiffa H., Decisions with Multiple Objectives, Preferences
and Va1ue Tradeoffs. Cambridge University Press, Cambridge 1993.
Рецензент профессор Арефьев И. Б.
- 58 -
yAK 0 0 7 :6 8 1 .3
A. Rzeczycki
D epartm ent of Logistics
Faculty of M anagem ent and Economics of Services
University of Szczecin, Poland
USABILITY ANALYSIS OF GAME THEORY IN THE STRATEGIC LOGISTICS
DECISIONS OF SUPPLY
CHAIN - THEORETICAL APPROACH
Strategic decisions in the supply chain are made on the basis of analyzes of the envi­
ronment including the expected behavior of entities operating in it. These decisions can be
analyzed by using game theory. This article presents selected strategic areas in this context.
These are the issues: decisions in negotiation, creation of purchase groups, information shar­
ing, profit sharing and risk management in supply chains.
supply chain, game theory, strategies, logistics decisions.
Introduction
Game theory is the study of the choice of strategies by interacting rational
agents, or in other words, interactive decision theory [1]. Aumann (1991) sug­
gests that game theory belongs to a third category of theories which are analytic:
game theorists analyze the formal implications of various levels of mutual ra­
tionality in strategic situations. The analysis tells players what they should do
when certain assumptions are met - when others are rational, for instance. There
is no guarantee that the assumptions are met; game theory just tells you what to
do if they are. It is part of a package of sensible advice, but it is not the whole
package [2]. The area of strategic decisions is certainly less dynamic than other
areas of decision-making in the enterprise, so it is more susceptible to the appli­
cation of game theory.
Supply chains strategies are derived from the type of interaction between
participants in the chain: cooperation, competition and control [3]. This ap­
proach is in line with the theory of games, therefore provides another basis for
the verification of the possibility of presentation and solutions of strategic deci­
sion problems in supply chains with use of tools elaborated on the basis of this
theory.
The situation of decision-making problem of negotiation in supply chain
is presented by a tree diagram (fig. 1).
- 59 -
Fig. 1. A negotiation game
Source: Watson J., Strategy - an introduction to game theory, W.W. Nor­
ton & Company, New York 2008.
1 Negotiation problem
Decisions in negotiation are described by the so-called bidding games,
however for supply chains it seems advisable to consider the different types of
games that discuss this issue, namely games with a joint decision. This is due
from expected co-operation and joint profits (payment) for participants in nego­
tiations. In this case, the payment function is the sum of all payments for the
participant J and R (fig. 2). If it is higher than expected payment in case of sign­
ing the contact between other parties, must be assumed that point of negotiations
and the payments will be located on the curve v (x).
Fig. 2. Function of payments in negotiation game
Source: Watson J., Strategy - an introduction to game theory, W.W. Nor­
ton & Company, New York 2008.
- 60 -
The payment of the sum of the players is dependent on the scope of the
agreement (x) and the transfer of profits (t) which does not change the value of
the total payment. If players do not sign the agreement will receive payment
equal 0 or equal to the profit of the signing of an alternative agreement. A re­
gime is a negotiation equilibrium if its description of behavior at individual de­
cision nodes is consistent with sequential rationality and its specification of joint
decisions is consistent with the standard bargaining solution, for given bargain­
ing weights [4].
2 Creation of purchase groups
The functioning of the purchasing group based on the assumption of "a
big can do more" is reasonable economies of scale of implementation several
smaller contracts, which is the very purpose of its establishment. The use of pur­
chasing group power (large one-time or recurring contract) is the basis for min­
imizing the costs associated with the distribution, especially with realization of
one transportation orders set [9].
Consider a set of retailers N ={1;...; n} that sell the same item. They all
have a known demand for a t-period model horizon. All retailers buy the items
at the same manufacturer. When a retailer places an order, the manufacturer
charges ordering cost and production cost, which is linear in the amount of items
ordered. Furthermore, when a retailer carries inventory from one period to the
next period to satisfy future demand, holding costs are incurred. We assume that
in a single period holding costs are equal for each retailer. Now a single retailer
tries to minimize its total ordering, production and holding costs. Note that this
is exactly the situation as in the Economic Lot Sizing (ELS) problem, where set­
up cost in the ELS problem corresponds to ordering cost in the ELS game. If a
collection of retailers cooperates in the above setting, a cost saving may be ob­
tained. Namely, instead of placing individual orders the retailers can place a
joint order and save ordering costs [5].
We search for the ordering quantity q t in a way that total cost are mini­
mized. The total costs consist of holding costs ch
t per stored item, fixed ordering
costs c ts (incurs whenever an order is placed in period t) and unit ordering costs
cp. Depending on the order quantities and the demand, there are I t units of the
item on stock at the end of period t. Formally, each player i e N has a demand
dit that should be met in period t. If all players of set N cooperate they face a
join demand. An order in period t is placed when xt =1, 0 otherwise. The prob­
lem to be solved can be couched as [6]:
c( N) = min £
(cp q t
t =1
- 61 -
+ cSt x t + chlt)
dt
( N
)
=
t =\...,T
d it
x
isN
M
=£ d
t
= 1,....,T
t
t
t
t
=1,....,T
=1,....,T
=1,....,T
=1,....,T
t=l
It = It- + q - dt (N)
q ^M
xt
1 ,q > 0
*t e {0,1}
c(N) represents the total costs for ordering jointly in the grand coalition N. By
construction, total costs for an arbitrary coalition S are positive ( c(S) > 0 for all
S c N ) and total costs for an empty coalition equal 0 ( c(0) = 0) [6].
3 Information sharing
In order to examine the problem of information sharing and her costs we
can define the demand information shared by a coalition as the demand data
faced by the downstream member in the coalition. For example, the distributor
and the manufacturer could form a two-player coalition, where the distributor is
the immediate downstream member of the manufacturer. The distributor re­
ceives the orders placed by his immediate downstream, in example, the retailer.
Hence, in this coalition the demand information shared by the distributor and the
manufacturer is defined as the retailer's order quantity. When three players (in
example, all supply chain members) form a grand coalition, the information
shared by them is the sales data at the retailer's level, in example, the infor­
mation on ultimate customers' demands, which is obtained by the retailer from
the POS information. This can be develop by cooperative game in characteristicfunction form and analyze it to find the appropriate allocation scheme for "fair­
ly" allocating expected cost savings. To find the characteristic-function values of
various coalitions, we can compute total cost savings for each possible coalition
in which the participants share demand information faced by their downstream
members. The joint cost savings of a coalition are equal to the sum of cost re­
ductions incurred by all members in the coalition. In the supply chain under
study, because the manufacturer is the most upstream member, we can assume
that any production quantity determined by the manufacturer will be realized by
his own production schedule. This allows us to compute exactly the manufactur­
er's expected cost in closed form. However, the distributor's and the retailer's or­
ders may not be completely fulfilled by the manufacturer and the distributor, re­
spectively. Specifically, whether or not the order placed by the distributor for
period t can be satisfied by the manufacturer depends on the order-up-to level
- 62 -
chosen by the manufacturer at the end of the period t - 1. For the retailer, the
process would be much more complex because the fulfillment of the retailer's
order for the period t + 1 relies on the actual order-up-to level at the distributor
at the end of the period t, which also depends on the manufacturer's order-up-to
level at the end of the period t - 1. Although it may be possible to formulate
models with the (more realistic) assumption of less than 100% fill rates, the re­
sulting expressions become too intractable to analyze. For game modeling and
analysis, we can use simulation to estimate expected costs of the retailer and the
distributor [7].
To find a proper scheme of allocating the expected cost savings achieved
by an information-sharing coalition, we can follow the procedure below [7]:
Identify all possible information-sharing coalitional structures for the sup­
ply chain.
Compute expected costs incurred by the manufacturer in different infor­
mation-sharing coalitions.
Use simulation to find expected costs incurred by the distributor and the
retailer in different informationsharing coalitions.
Develop a cooperative game in characteristic function form in terms of the
cost savings for all possible information-sharing coalitions.
Analyze the cooperative game to find an appropriate solution representing
an allocation scheme for the supply chain.
4 Revenue-sharing contracts
Consider a buyer-supplier supply chain with a single item supplied. This
item is sold by the buyer at a price p in an external market (fig. 3). Thereby, the
buyer faces a newsvendor problem: The market demand is stochastic and the
quantities ordered by the buyer have to be specified before the start of the selling
season. Denote the market demand as a random variable D with the probability
density function f(D) and the cumulated density function F(D), the quantity or­
dered by the buyer by Q, and the quantity sold to the market by M (Q). Neither
the order of the buyer nor the market demand have to be fulfilled completely, in
example, voluntary compliance is assumed for both buyer and supplier. Fur­
thermore, the buyer has the possibility to sell leftover inventory I(Q) = (Q M(Q))+ at a salvage value v. Production costs at the supplier’s site are denoted
by c0 [8].
In the default planning process without coordination, the supplier speci­
fies a wholesale price w for the traded good. Unfortunately, such a wholesale
price (contract) does not coordinate the supply chain under standard assumption
(amongst them, risk-neutrality and self-interest od parties). This can be recog­
nized by the following analysis. Consider
the expected profit of the buy­
er dependent on Q § e (.Q) is made up by the profit for selling all units ordered in
- 63 -
the external market less the difference of selling price and salvage value for the
salvaged units. Since S v iQ ) is strictly concave, Q a, the optimal order quantity
of the buyer, can be obtained by differentiating [8].
Without coordination
With revenue sharing
pM(Q)s
^ --------- Flow of funds before the selling season
< --------- Flow of funds after the selling season
Fig. 3. Supply chain without and with coordination by revenue sharing
Source: Albrecht M., Supply Chain Coordination Mechanisms - New Ap­
proaches for Collaborative Planning, Springer, Berlin 2010, p. 37.
5 Risk management
Nodes of the supply chain enterprises, changes in operations will affect
the upstream and downstream businesses and even the entire supply chain.
Therefore, the whole enterprises in supply chain mutual influence and restrict,
so it is an organic whole. In every supply chain, a network of businesses is con­
ceived where each business depends on the business upstream from it in the
- 64 -
supply chain for supplies and services. The spread of risk in the supply chain at
some stage will affect the efficiency and effect of entire supply chain’s opera­
tion, resulting in it deviates from the intended management objectives. There­
fore, cooperation is enterprise’s most effective way to deal with the risk, this is
not only one of the methods of risk management, but also an essential require­
ment of the supply chain [9].
Using the Shapley value method directly to distributes the actual risk in
the supply chain will encounter many problems. There are two main reasons.
first, it is caused by the avail, because the avail may be positive or negative. If
there is no uniform initial conditions, that is, if we don’t limit the avail is posi­
tive or negative, it’s likely to result in solution instability. Second, the initial
value of avail, that is void, may be not zero. For the case of non-zero initial val­
ue, can be explained in two aspects. The first aspect, once the enterprise be­
comes the supply chain node firstly. It would reduce the risk of other enterprises
that want to enter the supply chain. The second aspect, if the enterprise wants to
participate other supply chain or changes the industry, then its risk would be
greater than before. With the method of Shapely value man can put forward two
distributive methods of increasing risk in cooperation based on cooperation
game theory. First method is not only considered the marginal contributions of
each enterprise, but also considered the idea of the average distribution. Second
method only considered marginal contribution of enterprises. Which method
should be chosen in practical applications should according from specific prob­
lems at the market [9].
Summary
The examples of strategic logistics decisions in the supply chain confirm
the possibility of using game theory to analyze them, but at the same time point­
ing out her limitations. In particular, the lack of widely understood versatility.
The possibility of building models and solutions for games relates to certain start
situation, and therefore practical use is subject to the prior verification of ass.
The project was financed by the National Science Center awarded on the basis
of the decision DEC-2011/01/N/HS4/07386 number.
Bibliography
1. McCain R.A., Game Theory - A Nontechnical Introduction to the
Analysis of Strategy, World Scientific, Singapore 2010.
2. Camerer C.F., Does strategy research need game theory? Strategic
Management Journal (1986-1998); Winter 1991; 12, SPECIAL ISSUE;
ABI/INFORM Complete.
3. Lupicka A., Relacje w lancuchach dostaw, w: Strategie lancuchow
dostaw, red. M. Ciesielski, J. Dlugosz, PWE, Warszawa 2010.
- 65 -
4. Watson J., Strategy - an introduction to game theory, W.W. Norton &
Company, New York 2008.
5. Heuvel W., Borm P., Hamers H., Economic Lot-Sizing Games (17
2004, 11). ERIM Report Series Reference No. ERS-2004-088-LIS. Available at
http://ssrn.com/abstract=636804.
6. Drechsel J., Cooperative Lot Sizing Games in Supply Chains, Springer­
Verlag, Berlin Heidelberg 2010.
7. Leng M., Parlar M., Allocation of Cost Savings in a Three-Level Sup­
ply Chain with Demand Information Sharing: A Cooperative-Game Approach,
Operations Research 57(1), Informs 2009.
8. Albrecht M., Supply Chain Coordination Mechanisms - New Ap­
proaches for Collaborative Planning, Springer, Berlin 2010.
9. Ji X., Chen W., Pang Ch., Xu R., Distribution of Supply Chain Risk
Based on Cooperative Games, Proceedings of the International Symposium on
Intelligent Information Systems and Applications (IISA’09), Qingdao, P. R.
China, Oct. 28-30, 2009.
10. Nowicka K., Grupy zakupowe, czyli duzy moze wi^cej. „Gospodarka
Materialowa i Logistyka” 2009, nr 5.
Рецензент профессор Мунжишвили Т.
УДК 336.142.3
M. Sowa
The Szczecin University,
The Faculty of Management and Economics of Services,
The Department of Logistics,
Cukrowa 8, 71-004 Szczecin, Poland
e-mail: mariusz.sowa@wzieu.pl
NATIONAL BUDGET, NATIONAL DEBT, BUDGETARY DEFICIT IN POLAND A BASIC DEPENDENCY ANALYSIS
The national budget system is one o f the most important elements o f national financial
system which determines terms and conditions o f public sector functioning by referring to the
rules o f the law as a whole, determining revenue and expenditure as well as procedures o f na­
tional budget planning and implementation. The budget system allows to accumulate capital
and allocate it for the purposes o f the public sector o f the national economy.
- 66 -
Taxes are the main source o f financing o f the majority o f national expenditure. When
expenditure exceeds revenue, there is budgetary deficit and when revenue exceeds expendi­
ture, there is budget surplus [1]. Accumulation o f future budgetary deficits generates national
debt which is constituted by loans taken out for the central budget, budget agencies and funds,
local government commitments and issued interest-bearing bonds [1].
The article attempts to present the essence, function and process o f national budget
creation and to point out the dependencies between national budget, deficit and national debt.
national budget, budgetary deficit, national debt.
1 The essence and functions of the national budget as the most
important element of budget system
The tradition of revenue and expenditure planning of each country goes
back a very long time and involves even the times when there were not any
budgets in the modern sense of this word. The etymology of the term 'national
budget' is related to a Latin word 'bulga' which means 'a basket or a bag used to
collect money'.
The English budget [1], created in 1688, was the first budget that was cre­
ated by means of a clear framework and included such elements as means of na­
tional money supply accumulation and national revenue and expenditure predic­
tion.
The first Polish budget, on the other hand, which corresponds to the mod­
ern budget, was passed by Sejm in 1768 as "Tabelle intrat i ekspensy
ordynaryjnej i ekstraordynaryjnej".
Even though the meaning of this budget was of minor significance, it
clearly pointed out the sources to cover the deficit and distinguished between
two kinds of expenditure: ordinary and extraordinary ones. Another budget
regulations were included in the Constitution of 3 May 1971. At present, as the
result of long-term evolution of conceptions proposed by theoreticians, as well
as solutions used in practice, national budget is called an annual financial plan,
expressed in terms of money, describing administrators of financial resources
and a set of objectives they are assigned to [2]. National budget can be interpret­
ed in three aspects: economic, legal and organizational, which have been inter­
preted in table 1.
In Poland national budget for a particular year is presented in the form of
a budget act passed as a legal act. This act specifies the sources and amount of
particular revenue as well as types of expenditure. Besides, the budget includes
also financial plans and funds. The budget act is a legal act that is a collection of
regulations related to budget economy for a particular year. Budget economy
consists in accumulating and spending public financial resources and is imple­
mented by state and local government authorities [2]. Because of the amount of
- 67 -
financial resources the budget accumulates and distributes, it is a fundamental
financial instrument of a country by means of which it affects economic pro­
cesses.
Table 1
The interpretation of a national budget in economic, legal and organizational aspects
Aspect
Interpretation
Economic
Financial plan including a collation o f government reve­
nue and expenditure forecasted for the following budget
year, prepared by the government and approved by the
parliament in the form o f a budget act.
Legal
A legal act in the form o f a budget act specifying national
revenue and expenditure (determined based on regula­
tions in force) for the period o f one calendar year.
Organizational
An instrument to manage finance as well as a planning
tool as regards revenue and expenditure development re­
lated to a specified period o f time.
Source: Flejterski S., Swiecka B., The elements o f finance and banking,
CeDeWu, Warsaw 2006, p. 403.
Thus, it is a centralized money fund which accumulates and distributes
public resources for the economic development of a country and all collective
needs. Since 1991 there has been a separation between national and local budg­
ets. Local budgets (at the municipal level) were excluded from the national
budget and regional budgets (at the voivodeship level) were integrated with the
central budget and have been called the national budget since.
Increasing revenue to budget and allocating expenditure depends on the
legislature (the parliament) and the executive (the government). The government
is responsible for preparing the project of the budget and approving it and con­
trolling its implementation is the task of the parliament [3].
2 The functions of national budget
The budget as an analytical, planning and controlling tool is used to
achieve specified tasks and objectives. Thanks to these functions, which have
been presented in table 2, it affects particular economic processes.
- 68 -
Table 2
The functions of the national budget
Function
1
Objective
2
3
stabilizing
- stabilizng economic processes by main­
taining stable economic growth and intended
dynamics o f the development o f specific eco­
nomic fields,
- using budget revenue and expenditure to
mitigate business cycle fluctuations and to
ensure balanced economic growth
Economic
redistributional
allocation
economic growth
Controlling (informational)
Political
Management
- reducing disparities in the level o f eco­
nomic development o f various regions,
- levelling disparities in income o f different
social groups as well as creating conditions
for social security for the poorest,
- determining budget contribution in the
secondary allocation o f generated national
revenue
- supporting effective and rational alloca­
tion o f resources in economy,
- rational, from the social and theory o f
choice perspective, allocation o f resources,
- ensuring the flow o f resources to finance
specified public needs
- limiting unemployment by investing budget
in human capital and science,
- stimulating economic growth,
- restructuring economy
- controlling the course o f economic pro­
cesses by means o f cash flow analysis,
- predicting undesirable cases o f misadministration, improvidence and corruption when
managing budget resource
- appropriate management o f resources
flow, both in case o f revenue and expendi­
ture,
- influencing socio-economic policy in an
active way
- planning and predicting the level and
structure o f budget revenue and expenditure.
- 69 -
1
2
Social
3
- socializing the decision making process in
the process o f budget creation as well as its im­
plementation,
- settling disputes and conflicts related to
budgetary decisions,
- attracting interest in public issues, operation
o f fields o f the public sector and methods used
to finance it
Source: Own work based on: Marciniak S., Macro- and microeconomics,
Basic problems, PWN, Warsaw 2013, p. 439; Flejterski S., Swiecka B., Ele­
ments o f finance and banking, CeDeWu, Warsaw 2006, p. 404; Pietrzak B.,
Polanski Z., Wozniak B., The financial system in Poland, Polish Scientific Pub­
lishers PWN, Warsaw 2006, pp. 499-500.
3 The process of budget creation
There is not any legal definition of budget procedure, which results from
the fact that these issues are regulated in numerous legal act, the most important
of which include: the Constitution of the Republic of Poland, the Act on public
finances and the Rules of Procedure of the Sejm and the Senat. These acts de­
termine duties of various entities related to the preparation of the draft of the
budget act, passing it, its implementation and preparing a report of this imple­
mentation as well as granting discharge to the government among others. This
procedure concerns one of the most important acts, namely the budget act,
which determines the level of national revenue and expenditure among others,
and which indicates a number of features specific as regards other acts. In case
of works on the project of the budget act and report on budget implementation, a
special mode of work, both governmental and parliamentary, is envisaged with a
leading role of parliamentary Public Finance Committee. The draft of the budget
plan, prepared in the Ministry of Finance, needs to take into account the ar­
rangements specified in the national long-term financial plan and the course of
action included in the Convergence Programme approved by the government.
It needs to be highlighted that budget procedures vary from country to
country. However, some similarities can be found, e.g. the government is respon­
sible for the preparation of budget, but the parliament has the possibility to intro­
duce some changes into the budget project, bearing in mind that in case of bicam­
eral parliament the first house is more powerful, the time to work on the draft of
the budget project is specified and rather limited (in Poland it is four months), in
case a act is not passed on time, there are sanctions (in Poland the President can
shorten the term of the Sejm and the Senat) and protective measures enabling to
manage financial economy in case of delays in passing the budget act, budget im­
plementation is controlled. In EU countries the influence exerted by the Union
law is more and more visible [4]. The process of budget planning itself is a se­
- 70 -
quence of subsequent stages that are related to each other. Figure 1 presents an
example of a simplified planning process, including its stages.
The first stage of this process is preparing a macroeconomic forecast
which determines the conditions in which the budget is going to be implemented
(the level of GDP, price increase, employment, money supply, interest rates, un­
employment). This stage includes budget revenue and expenditure planning, and
therefore, the possible level of budgetary deficit. The Minister of Finance is
obliged to present to the government the arrangements of the national budget for
the following year as well as the list of governmental bodies whose plans of rev­
enue and expenditure may be included in the budget act.
Fig. 1. The process of the national budget planning
Source: Own work based on Flejterski S., Swiecka B., Elements o f finance
and banking, CeDeWu, Warsaw 2006, pp. 406-407.
Another step in the process of national budget creation consists in the
Minister of Finance presenting the draft of the budget act for the following year
together with its justification to the government. The government passes the
draft of the budget act and presents it to the Sejm together with its justification
until September, 30 preceding the budget year.
- 71 -
The third stage is passing the budget by the Sejm in the form of budget
act. Then the government presents the draft of the budget act for the following
year to the Sejm three months before the budget year at the latest. The Senat has
the right to make amendments to the budget act within 20 days after the date it
received it. The President of the Republic of Poland sings the budget act within
7 days, but he also has the right to ask the Constitutional Court to verify its con­
stitutional compliance (this takes place before the act is signed). The Constitu­
tional Court, on the other hand, is obliged to take a decision within 2 months
since this request has been made at the latest. Within 21 days after the budget act
has been passed, the administers of the budgetary parts present a detailed plan of
revenue and expenditure of the budgetary part to the Minister of Finance. This
plan is called the budget execution system. Until October, 31 the Minister of Fi­
nances allocates special-purpose reserves. Within 5 months after the end of the
budget year the government submits the report on the implementation of the
budget year together with the information on the national debt to the Sejm. The
Sejm examines the report and after consulting the Supreme Audit Office and
within 90 days grants the discharge to the government. The last stage of the
budget procedure is the control of budget implementation in which the Minister
of Finance exercises control over budget revenue and expenditure implementa­
tion and the amount of budgetary deficit. The administers of the budgetary parts,
on the other hand, exercise control over the whole financial economy of organi­
zational units that are dependent on them.
4 The structure of national budget in Poland
National budget is the fundamental element of public finances. In demo­
cratic countries budget plans take the form of an act which authorizes the gov­
ernment to take income at times provided by law and spending it on objectives
specified in the act under the control of the parliament which approved the
budget [5]. The national budget consists of [3]:
- the statement of revenue and expenditure, the balance of which consti­
tute the result, namely budgetary deficit or surplus,
- the statement of revenue and expenditure related to borrowing, lending
and repaying foreign loans,
- the sum of budget and loan balances.
The structure of national budget on the revenue side is determined by their
source, and on the expenditure side the purposes they are put to. The structure of
the central budget in Poland in 2013 has been presented in table 3.
The basic source of the national budget financing are tax revenues
(89,2%), which are supplemented by untaxed revenue (10,3%) as well as EU
funds (0,5%). However, it needs to be remembered that at present almost all EU
funds are included in a separate budget of EU funds. Value added tax is the most
important tax of all tax revenues (64% of total revenue). Apart from it, excise
- 72 -
tax (22%), personal income tax (14%) and corporation tax (10%) also play a
significant role.
About 1% of budget revenue comes from extraction tax, tax on betting
and gambling and tonnage tax. When it comes to untaxed revenue, fees, fines,
interest rates and other untaxed revenue play an important role (almost 7%) as
well as dividends and payments from profits earned by state enterprises and sin­
gle-member companies of the State Treasury (2%) [6].
Table 3
The structure of the national budget in Poland in 2013
The structure of national budget revenue
(mld PLN)
Total revenue
1. Tax revenue
1.1. Indirect taxation
1.1.1. Value added tax
1.1.2. Excise tax
100,00
89,2
The structure of budget expenditure
(% )
Total expenditure
Subsidies and grants
100
47,00
64,2
Benefits for natural persons
7,3
42,2
21,6
Current expenditure o f budget
entities
18,7
1.1.3. Tax on betting and gam­
bling
1.2. Corporation tax
0,4
National debt management
3,00
9,9
Assets-related spending
4,8
1.3. Personal income tax
14,3
EU own resources
5,3
1.4. Tonnage tax
0,0
1.5. Extraction tax
0,7
3,9
2. Untaxed revenue
10,3
Financing projects by using EU
funds
2.1. Dividends
2,0
2.2. Payment o f N B P ’s profit
0,1
2.3. Duty
2.4. Fees, fines, interest rates and
other untaxed revenue
2.5. LGUs contribution
0,7
6,7
3. EU funds and other non­
repayable funds
0,8
0,5
Source: Own work based on: The 2013 budget act; The opinion on the
2013 budget act, The Analyses and Documentation Office, the Chancellery of
Senate, Warsaw, December 2012, pp. 4-9, date of access: 12.01.2014.
5 Budgetary deficit. National debt
The principle of equilibrium is believed to be one of the most controver­
sial budget rules. According to this principle, the revenue and expenditure
shown in the budget shall be in balance. Budgetary balance means that the na­
- 73 -
tional budget system is able to finance all of its expenditures with obtained rev­
enue during the year. Reaching and sustaining the state of budget balance is ex­
tremely difficult. In economy it often gives way to unbalanced budget. When
revenue is lower than expenditure, we deal with budgetary deficit (budget ex­
penditures are higher than tax revenues and public saving is negative [7]).
Budgetary deficit often results from the impetuousness of economic processes
which the government was unable to predict or take into account when the
budget was being prepared. The national budgetary deficit is calculated as a per­
centage of the predominance of budget expenditure over revenue in relation to
the gross national product. It is depicted by the following dependence:
E- R
100% *------- ,
GDP
where E - budget expenditure,
R - budget revenue,
GDP - Gross domestic product.
In EU, the budgetary deficit calculated in this way should not exceed 3%.
The maximal level of the national budgetary deficit for 2013, specified in the
budget act, is 35,565,5 m. PLN, which corresponds 2,1% of GDP. The most
common causes of budgetary deficit include among others:
- an increase in the volume of public expenditure,
- public revenue shortfall,
- the type of pursued socio-economic policy of a country and social ex­
pectations,
- the impact of pressure groups having influence on the procedure of
budget approval.
The budgetary deficit is covered by resources obtained by the budget in
the form of bank loans. We can differentiate between national and foreign
debt[5]. The national debt has influence on the redistribution of the generated
national revenue. It charges the revenue generated in the future with expendi­
ture. The foreign debt causes redistribution of the national revenue between
countries and can be used as one of means to make the borrowing country de­
pendent on the country-creditor, which is a very worrying phenomenon. There­
fore the following questions arises: What level of deficit can a country afford?
The answers is: the level which investors are willing to finance. If investors do
not want to buy bonds, the country will not have resources to cover expenditures
and the deficit “will limit itself”. Another difficult question is whether the budg­
etary deficit discourages or encourages private investment. It is often stated that
government expenditure significantly undermines the viability of the economy
because by deciding to finance huge public work schemes or develop the manu­
facturing activity, the government eliminates public investors from these fields
and hinders the development of the private sector. This view is based on the as­
- 74 -
sumption that the demand for bank loans to finance government expenditure re­
sults in the increase in the interest rates which, in turn, exerts negative influence
on private investment. This view, however, is questionable because one can ar­
gue that increasing the interest rate has greater influence on investment expendi­
ture of small companies and instalment purchase of consumer goods than in­
vestment expenditure of large companies.
Table 5
The causes of the national debt
Causes
- budgetary deficit lingering for a long period o f time,
which becomes debt (budgetary deficit financing),
- deep and long-lasting economic collapse,
- public expenditure rising because o f external events,
- political and economic objectives o f the ruling elite,
- periods o f economic crises and wars,
- the implemented economic doctrine which may in­
clude intentional keeping o f budgetary deficit and nation­
al debt as tools of interventionism,
- bank loans taken by the central budget, budget agen­
cies and funds,
- the commitments of local governments
Source: Based on: Sobiech K., Nawrot K., Macroeconomics, PWE, War­
saw 2008, p. 182; Flejterski S., Swiecka B., Elements o f finance and banking,
CeDeWu, Warsaw 2006, p. 418.
In EU countries the adopted fiscal policy is related to high public expendi­
ture which is higher than current budget revenue of a particular country.
The negative consequences of high interest rates can be levelled by solu­
tions accepted in the tax system, which enables to exclude expenditure related to
the repayment of interest rates from the tax base. Therefore, the budgetary defi­
cit does not have to result in “discouraging private investment which is condi­
tioned by numerous factors [8]. Only a few countries are able to avoid budgetary
deficit. The sum of budgetary deficits of previous periods constitutes the nation­
al debt. It is a financial liability of the authorities resulting from the bank loans
taken to cover budgetary deficit. Table 5 presents the causes of the national debt.
The strategy for managing the debt of the financial sector for the 2013­
2016 periods assumes that the national debt in Poland will amount to 845,8 bil­
lion PLN by the end of 2012, which constitutes 52,4% of GDP and 894,7 billion
PLN (55,5% of GDP) in accordance to the EU methodology. In 2013 the national
debts is supposed to amount to 867,6 billion PLN (920,9 in accordance to the EU
- 75 -
methodology) which will constitute 51,4% of GDP (54,5% of GDP - the EU meth­
odology). Treasury debt constitutes the major part of this debt (94%).
It has been assumed that in the following years the national debt is going
to rise at a moderate pace, which assuming the GDP growth, will cause the de­
cline of the debt-GDP ratio. In 2016 the share of the national debt in GDP is
supposed to fall below the first prudence threshold, that is below 50% of GDP.
However, it is difficult to evaluate the feasibility of this assumption owing to
high amount of uncertainty. The national debt remaining at the same level is one
of reasons for the increase in budget expenditure. Some of budget revenue is
spent on national debt management. High level of the national debt result in the
increase of costs of this management which is caused mainly by the high interest
rate of government loans [8]. High national debt occurs also in the countries
which do not have development equity and whose economy is growing. Here the
following questions need to be asked: What are the limits to the national debt
and who decides about them? What happens to a country which stops repaying
its liabilities? The debt and budgetary deficit policy in the majority of countries
is regulated by law which determines the acceptable level of national debt.
Therefore the country which stops repaying its liabilities needs to consider that
nobody will grant it another loan. As a result, the government is forced to bal­
ance budget expenditure with revenue.
Conclusion
Budget is the main public fund used in order to finance national purposes,
comparing the forecasted revenue and expenditure for a particular budget year.
In Poland the national budget for a particular year is presented in the form of a
budget act passed as a legal act. This act specifies the sources and amount of
particular revenue as well as types of expenditure. The government is responsi­
ble for preparing the project of the budget and approving it and controlling its
implementation is the task of the parliament.
Government expenditure financed by loans taken from citizens or enter­
prises give a result similar to raising taxes. By selling government bonds or
treasury bills, the government mobilizes unused savings and spends them to fi­
nance public expenditure, but at the same time decreases the possible demand.
Therefore, the sale of some of public assets results in the country taking over
some of citizens’ or enterprises’ savings.
The national debt remaining at the same level is one of reasons for the in­
crease in budget expenditure. Some of budget revenue is spent on national debt
management. The higher level of the national debt is, the greater its negative in­
fluence on economy becomes. One of fundamental consequences of the national
debt is perceiving a particular country as a high-risk country and its negative in­
fluence on the level and changeability of interest rates and exchange rates.
- 76 -
Bibliography
1. Flejterski S., Swiecka B., The elements of finance and banking,
CeDeWu, Warsaw 2009.
2. Pietrzak B., Polanski Z., Wozniak B., The financial system in Poland,
Polish Scientific Publishers PWN, Warsaw 2006.
3. Marciniak S., Macro- and microeconomics, Basic problems, PWN,
Warsaw 2013.
4. WWW.sejm.gov.pl/leksykon budzetowy/procedura budzetowa
5. Sobiech K., Nawrot K., Macroeconomics, PWE, Warsaw 2008.
6. The Analyses and Documentation Office - the Team for Analyses and
Thematic Studies, the Opinion on the 2014 budget act, the Chancellery of Sen­
ate, Warsaw, 2012.
7. Blanchard O., Macroeconomics, Oficyna a Wolters Kluwer business,
Warsaw 2011, p.81.
8. Milewki R., Kwiatkowski E., The principles of economics, PWN, 2005.
9. Begg D., Fischer S., Dornbusch R., Macroeconomics, PWE, Warsaw 2007.
10. Gajl N., Budget economy in the light of comparative law, PWN, War­
saw, 1995.
11. www.sejm.gov.pl
Рецензент профессор Волкова В. Н.
УДК 669.0(075.8)
M. Snieg, K. Snieg
Department of Construction and Use of Technical Device
Faculty of Environmental Management and Agriculture
West Pomeranian University of Technology, Szczecin
PRE-COMPRESSION STRESS RELATIONSHIP CLAY MIDDLE WAY
OF ITS COMPRESSION
The study was performed in the laboratory on samples o f model. The object o f the
study was middle o f clay. The soil compaction was carried out in the unit, which later helped
to inflict burdens static method. The formation o f the samples consisted o f placing on the
main board, metal cylinders filled with soil o f a certain mass o f soil, and then assumed a spe­
cific load values, respectively, 50 kPa, 100 kPa, 150kPa, 200kPa. The formation o f each sam­
- 77 -
ple took 2 minutes. Molded samples were again loaded statically and dynamically. The study
showed that the yield strength depends on the method o f exerting pressure. The samples
which were deformed dynamically achieved much higher pre-compression stress values than
samples deformed by the static method.
soil, compaction, pre-compression stress.
Introduction
Increase in the level of technical of farms equipment means that the fields
are working more and more efficient vehicles and farm machinery, often larger
and heavier. These carries negative consequences for the soil environment. One
of them is excessive soil compaction very high pressures caused by the wheels of
agricultural machinery for soil (Van den Akker et al. 2003). The compacted soil
filtration properties worsen and reduce its ability to store water and nutrients
(Poniatowska 2003). This reduces yields and quality, especially in times of
drought (Hadas et al., 1990). Together withincrease of soil compaction is a grow­
ing demand for energy needed to operate machinery and equipment (Oskoui and
Voorhees 1991). Soil compaction increases the risk of water erosion, pollution of
surface waters fertilizers and plant protection products (Alakukku 1996). Number
of compacted soil density change is dependent on the applied pressure and its re­
lationship to stress, called soil mechanics or plasticizing pre-consolidaction ten­
sion. If the pressure is greater than the stress pre-consolidaction, according to
findings density growth rate will be greater than for smaller pressures. One of the
most commonly used in engineering practice methods for determining the status
of the land is pre-consolidaction method Casagrande (1936). You can designate
a characteristic pre-compression stress (pre-consolidaction) beyond which
means that the process is a warp density of the virgin, which means that it takes
place under tension greater than the stresses to which the soil was subjected in
the past, with the result that - as mentioned above increases the risk of excessive
soil compaction. The Casagrande method is often used in clinical susceptibility
of agricultural soils to compaction. This is evidenced by studies carried out by
Horn (1981), Koolen (1982), Koolen and Kuipers (1989), Craig (1992),
Dawidowski and Koolen (1994).
The aim of this study was to investigate the effect of the method of second­
ary soil compaction on the value of the designated pre-compression stress.
1 Materials and methods
The study was performed in the laboratory on samples of model. The object
of study was the clay middle. Formation of the samples was carried out in rings of
steel with a diameter of 0 = 50 mm, 0 = 100mm, and about the same height h =
50 mm. Exerting pressure were 50, 100, 150, 200 kPa - in the vertical direction to
the surface of a loose mass of soil (under reduced lateral extensibility). The sam­
- 78 -
ple loading time during molding was 2 minutes. After forming the sample defor­
mation again using two ways of exerting pressure on the surface of the sample static (Fig. 2) and dynamic (Fig. 1). Secondary static and dynamic deformation
took place in conditions of limited and the possible lateral expansion of the soil.
Pre-compression stress of the soil was determined by linear regression.
Fig. 1. Dynamic compaction of soil sam ples
Fig. 2. Apparatus for forming a static (compaction) and deformation of sam ples:
1 - instrument for m easuring the am ount of deform ation-dial gauge, 2 - rear grip dial
indicator mounted on a frame m achine, 3 - rectangular arm on the bench which were
weights, 4 - pin punch pressing, 5 - stam p, 6 - ring already formed soil, 7 - plate rigidly
mounted in the frame of the apparatus, 8 - weights resting on the bench rectangular arm
- 79 -
2 Results and discussion
The conducted studies have shown that the deformation process of soil
varies depending of test, respectively, for a possible expansion of the lateral side
and limited extensibility. Comparing two methods of static and dynamic get a
clear picture of the experimental procedure.
First summarizes the charts do not logarithms:
a) static method - the possible lateral expansion of the "L"
- Limited lateral expansion "D" (fig. 3),
b) dynamic method - possible lateral expansion of the "L"
- Limited lateral expansion "D" (fig. 4).
* Form. [50kFJal met.stat.cyli n.L
* Form. [50kFA] met.stat.cyli nd.D
□
10G
200
3G0
4G0
5GG
Presure ikPal
Fig. 3. The process of deformation of the soil - the static method
Fig. 4. The process of deformation of the soil - the dynamic method
- 80 -
Following are the graphs for which preparation - the emphasis has been
logarithmized to get a clearer picture of the process of soil deformation as a
function of applied pressure. The first figure shows the waveform charts in the
static method in two possible variants of the soil deformation:
I - a possible side expansion of soil,
II - limited lateral expansion of the soil.
Figure 5 illustrates deformation process of respective molded samples
50kPa. Experiments performed in the static method have shown that the defor­
mation process of the possible lateral expansion of the soil [I - variant] was
characterized by a much greater increase in deformation with respect to the pres­
sure increment which later begins to stabilize, but slightly increased (fig. 5). In
contrast, the course of deformation of soil in conditions of limited lateral expan­
sion [II - version] is characterized by the rapid growth of the strain, which is in
the later stage of deformation stabilizes and only slightly increases as a function
of applied pressure (fig. 5).
Fig. 5. The process of deformation of the soil - the static method
If the soil is able to lateral expansion [I - variant], the process of soil
compaction under the board [Denki thrust] ends up at a time when the stamp
will produce so-called - soil wedge. From that moment on soil subjected to
stress is pushed to sides and the density of the plate does not change. In the se­
cond case [II - variant], deformation occurs more rapidly, since the soil is lim­
ited by the cylinder walls. Figure 6 shows the waveform charts in the method of
dynamic deformation two possible variants of the soil:
I - a possible side expansion of soil,
II - limited lateral expansion of the soil.
- 81 -
Experiments performed in the dynamic method have shown that defor­
mation process of the possible lateral expansion of soil [I - variant] is character­
ized by a much greater increase in strain as compared to the growth stresses
which later begins to rise more rapidly (fig. 6). In contrast, deformation of the
soil in the course of the conditions of limited lateral expansion [II - variant] is
characterized by a rapid increase in stress value with respect to deformation,
which in later stage of deformation is stabilized and proportionally increased
(fig. 6).
i6 i
n horm. [bOkPaj14 -
met. dyn. cyhnd. D
* Forin. [5GkFs j-
E 12 ■
F
ma>
o>
CTJ
^s: 8 L f)
e-I<
—T>i
W 4-
m st dvn. cyllnd L.
Q.
2G»
-r:—!?—
0,5
p
□
1
n
1,5
2
2,5
3,5
L o g pressure [kPa]
Fig. 6. The process of deformation of the so il-th e dynamic method
The research work carried out included the significance of the designation
of tension limit. The detected values used to prepare comparative charts. The
following is a comparison of two graphs pre-compression stress in the method:
a) static:
- The possible expansion of the lateral "L",
- A limited expansion side "D",
Graphs 7 and 8 showed pre-compression stress in terms of possible side
expansion regardless of the method chosen reference pressure. Trend line is al­
most parallel with the trend of a slight increase in the curve indicative of possi­
ble side expansion in the area of highest stress forming.
Then summarizes the two comparison charts pre-compression stress in the
method:
a) static and dynamic:
- The conditions for a possible lateral expansion of the "L",
b) dynamic:
- The possible expansion of the lateral "L",
- A limited expansion side "D".
- 82 -
250
E
Si o -I------------- 1------------- 1------------- 1------------- 1------------- 1
£
0
50
100
150
200
250
Q.
Preload stress [kPa]
Fig.7. Pre-compression stress distribution at the static deformation
Fig. 8. Distribution of pre-compression stress at a strain dynamic
350
o
£
0 -I----------1--------- 1--------- 1--------- 1--------- 1
0
50
100
150
200
250
Preload stress [kPa]
Fig. 9. Distribution of pre-compression stress at deformation static and dynamic
(possible expansion)
- 83 -
Graphs 9 and 10 shows that the maximum boundary stress values were
achieved in the dynamic possible both in the lateral expansion of the soil and the
possibility of reduced lateral extensibility soil. The progress curves is similar,
with a small increase in the tendency for the method of the dynamic stresses as a
function of increase in stress formation.
Fig. 10. Distribution of pre-compression stress at deformation static and dynamic
(limited expansion)
Conclusions
The process of soil compaction by using a flat plate only in the initial
phase of deformation is similar to nature regardless of how the reference load
and the assumed conditions of its deformation.
Significant impact on the value of the pre-compression stress has a way of
deformation of the soil samples. Stress limit values laid down in the conditions
of a possible lateral expansion were much higher from the pre-compression
stress values prescribed in the conditions of limited lateral expansion.
Pre-compression stress depends of method of exerting pressure. The sam­
ples were deformed dynamically and achieved much higher pre-compression
stress values than samples deformed by the static method.
Bibliography
1. Alakukku L. 1996. Persistence of soil compaction due to high loads
traffic. II Long-term effect on the properties of fine - textured and organic soils.
Soil Tillage Res. 37 (4), 223-238.
2. Casagrande A. 1936. The determination of preconsolidation load and its
practical significance, in: Procedings of the International Conference on Soil
Mechanics and Foundation Engineering, 22-26 June 1936, Vol. 3, Cambridge,
MA, 60-64.
3. Craig R.F. 1992. Soil mechanics. London. Chapman and Hall.
- 84 -
4. Dawidowski J.B., Koolen A.J. 1994. Computerized determination of
the preconsolidation stress in compaction testing of field core samples. Soil Till­
age Res. 31, 277-282.
5. Hadas A., Shmulevich O., Hadas O., Wolf D. 1990. Forage wheat
yields as affected by compaction and convention vs. wide frame tractor traffic
patterns. Trans. A s Ae 33 (1), 79-85.
6. Horn R. 1981. Eine methode zur ermittlung der druckbelastung von
böden anhand von drucksetzungsver suchen. Z.f. Kulturtechnik und
Landentwicklung 22, 20-26.
7. Koolen A.J. 1982. Precompaction stress determination on
precompacted soil, in: Proceedings of the 9th Conference of the International
Soil Tillage Research Organisation. Osijek, 21-25 June 1982, 225-230.
8. Koolen A.J., Kuipers H. 1989. Soil deformation under compressive
forces, in.: Red. Larson W.E., Blake G.R., Allmaras R.R., Voorhees W.B., Gup­
ta S.C., Mechanics and related processes in structured agricultural soils. Pro­
ceedings of the 2nd Workshop, St. Paul, MN, 1989 by Kluwer Academic Pub­
lishers. - ISBN 0-7923-0342-3.
9. Oskoui K.E., Voorheers W.B. 1991. Economical consequences of soil
compaction. Trans. ASAE 34 (6), 2317-2323.
10. Poniatowska J. 2003. G^stosc obj^tosciowa gleb mineralnych i jej
znaczenie dla warunkow rozwoju roslin. Rocz. Gleboznaw., t. 54 (4), 103-113.
11. Van den Akker J.J.H., Arvidsson J., Horn R. 2003. Introduction to the
special issue on experiences with the impact and prevention of subsoil compac­
tion in the European Union. Soil Tillage Res. 73, 1-8.
Рецензент профессор Юзвяк З.
УДК 621.313.333
J. Strychacz
Akademia Morska w Szczecinie
Wydzial Inzynieryjno-Ekonomiczny Transportu
Naukowe Kolo Inzynierii Transportu
PROBLEMS IN DETERMINING THE ACTUAL WEIGHT OF THE CARGO SHIP
ON THE EXAMPLE OF DRAFT SURVEY
The article presents problem concerning means o f determination o f weight by draft
survey. The article presents types o f ships, where this method is used. Detailed analysis and
application o f this method is presented in this article, as well.
- 85 -
draft survey, bulk ship, cargo handling, loads.
Introduction
Loads, which is located on board the ship can be described based on its
mass. In the case of general cargo ships transporting goods is sufficient to know
the number of transported cargo units (eg containers, pallets, crates, etc.), while
for vessels that carry bulk goods is the weight of the load. In determining the
weight of goods transported by ship mass method is used, which consists in de­
termining the weight of the load after reading, among others draft of the vessel,
calculate the displacement and finding balance weights (empty vessel, fuel, bal­
last and other supplies). Measurements and calculations are carried out before
and after the loading operations. Draft Survey allows you to determine the
amount of transported goods which is a common problem in the process of wa­
ter transport (inland and marine).
1 Types of sea transport to which the draft survey method
Lo-Lo (Lift on - Lift off) - a unit of the vertical load vessels with capaci­
ties ranging from a few to more than 16,000 TEUs. Frequently used for
transcontinental lines [1].
Fig. 1. Example of a loaded container ship. Just know the total number of loaded
containers. Gdansk. The giant container ship from Asia parked on the quay port
- 86 -
Container. The ship also carries cargo to Helsinki and St. Petersburg / Fot.
Damian Kramski
Source: www.polska.pl
Ro-Ro, or roll on-roll off - ships, which are characterized by large open
cargo space. Most are used for the carriage of goods such as cars, wagons. Such
vessels can also carry passengers [2].
Flo-Flo (float on - Float off) - ship, truck, characterized by a low center
of a long superstructure deck between the fore and aft engine room. By filling
the ballast tanks can be dipping lower deck under the water surface and the
placement of the load. The earliest so transported drilling rigs and other vessels
[1].
G-3 RORO I CONTAINERSHIP
Fig. 2. Diagram of the ship's cargo, ro-ro
Source: w w w .auctionexport.com
Bulk carriers - ships designed to carry dry cargo mainly without packag­
ing such as metal ores, coal, fertilizers, etc. Loading is done by pouring the
product directly into the hold. The group of ships mass also includes vessels
tanks, which are used for the carriage of liquid bulk cargoes. This type of vessel
is divided into small units to local navigation (coaster to 10 000 DWT) and those
that are used to transport iron ore or coal for a very long distance (from 150 000
DWT) [3].
- 87 -
Fig. 3. Dockwise - transport platform. Dockwise Vanguard is the largest
and m ost advanced truck (heavy lift v essel flo-flo) in the world
Source: www.dockwise.com
Fig. 4. Unloading bulk carrier v essel type of mineral fertilizer. Szczecin - Bulgarian Wharf
Source: Jakub Strychacz
- 88 -
2 The issue of draft survey calculation performed on the example
of the type of bulk carrier ship
The first problem, which you need to pay attention to the performance
measurements are read undocking from the scale. It is a common scale made
Roman numerals or Arabic degrees in decimetres. Character height is adjusted
so that the reading of values was possible even at an oblique side. The standard
shall be read with six points of the ship. When performing measurements take
into account weather conditions , wave height created by the wind, as well as
obstacles such as ice and other factors which may affect the wrong scale read­
ing. Any mistake by 1 cm when reading on the ship about 5,000 GRT (Gross
register tonnage) is roughly 3.5 tons to plus or minus the total weight of the load
due to the factors that influence the mistakes can be divided into: the impact of
the availability of draft marks the time of day or night and waving. The main
problem is the recent phenomenon - waves, which have the greatest difficult to
read the scale properly [4]. Figure 5 shows a plot of the error undocking [cm ] at
the appropriate values of wavelength [m].
Fig. 5. A plot of the size of the error relative to the height of the wave
Source: http://www.koipsm.ps.pl
The characters read on the scales will be averaged and converted into im­
mersion.
Another problem is the calculation. The values of displacement can be ob­
tained by two calculation methods. The first method is the method of calculation
of the independent amendment to deformation of the hull of the ship. In the first
- 89 -
stage arithmetic mean determined draft of the vessel, and then means to trim and
deflection. Then collected information on the ship for which the measurement is
performed, and read the data contained in the tables of hydrostatic. The next
patch is calculated taking into account trim and deformation of the hull. Finally,
the calculation is performed displacements, mindful of amendments and taking
into account the density of sea water.
The second possible method of calculation method is the average medi­
um- dives. In this method determines the mean average of drafts and trim. Just
as in the previous method to read data from tables hydrostatic calculated taking
into account amendments trim and buoyancy in mind about the amendments and
the density of sea water into account. To eliminate as many imperfections, be
sure to carefully determine the mass of inventory, change ballast conditions, as
well as the constant (fixed value of vessels) or the weight of the vessel prior to
loading and after loading [5].
Analyzing the two methods of calculation, we can see that the basic dif­
ference between them is how to take into account the deformation of the hull of
the ship.
An important problem is to calculate the weight of the load on the basis of
the draft of the vessel taking into account the deformation of the hull on differ­
ent types of units. As a result of the use and continuous operation of the ship, the
ship equipment deployment along the hull, distribution inventory, ballast and
even the ship's cargo arise deformation along the entire length of the fuselage. In
order to prevent the emergence of hull damage, there are different ways of plan­
ning processes such as loading and unloading takes place every second hold or
starting from the first and last unloading carried out so that the forces acting on
the ship during unloading work to be minimized. Despite proper planning pro­
cesses are often patchy unloading bending or sagging. When calculating the
weight of the load on the basis of draft deformed assumed to be uniform. Anoth­
er problem is the effect of deformation of the hull to read the draft of the vessel
needed to calculate the weight of the load. In such a situation, use patterns half,
which assumptions do not always correspond to the actual ship. Designs include
half found that the maximum deformation occurs in the plane owr^za, and the
ship is either bent or deflect during operation. Currently proposed are solutions
that can streamline and improve the accuracy of calculations. One of the pro­
posals is to put on the stretch between owr^zem and aft vertical lines of addi­
tional characters, which make it easier to determine the deformation lines with
greater accuracy. Another solution is to equip individuals above about 150 me­
ters with devices that could count forces deforming the hull. The problem is,
however, the forces acting on the variability of the vessel at the time of loading,
and unloading of the cargo hold [4].
- 90 -
Ship hull deformations produced during the period of construction of the
ship or its improper use. Hull deformations may also occur when inadequate
trimming cargo in the hold of the ship. Distortion can also occur due to exces­
sive sun deck and a large temperature difference [5].
Summary
The article describes the most problematic issues related to the appoint­
ment of the load weight based on measurements of drafts. There is a number of
problems that should be paid attention by performing measurements (eg. Differ­
ent construction of reservoirs on the ship, the lack of ability to measure the tanks
due to malfunction, etc.). Bear in mind that work well with the ship's crew above all, the first officer (responsible for loading the goods on board the ship),
the presence of which shall be measured and consult the results. Appropriate co­
operation guarantees deal with any problems encountered during the execution
of draft survey.
Bibliography
1. Shipping Innovation pod r e d a k j N. Wijnolst,Tor Wergeland.
2. Roll-On/Roll-Off Ships: Stowage and Securing of Vehicles - The Code
of Practice Autorzy Maritime and Coastguard Agency,
3. Czeslaw Wojewodka Handel mi^dzynarodowy drog^ morsk^
Wydawnictwo Morskie, 1976-2004.
4. Wi^ckiewicz W., Zanurzenia statku w czasie eksploatacji,
Wydawnictwo Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia 2004.
5. Orszulok W., Wytrzymalosc kadluba statku w eksploatacji,
Wydawnictwo Morskie, Gdansk 1983.
6. Jurdzinski M., Kabacinski J., Okreslanie masy ladunku na podstawie
zanurzenia statku, Fundacja Rozwoju Akademii Morskiej w Szczecinie, Gdynia­
Szczecin 2005.
7. Code of Uniform Standards and Procedures for the Performance of
Draft Surveys of Coal Cargoes. United Nations. Economic Commission for Eu­
rope, 1992.
8. Kabacinski J., Wzory polowkowe, htpp://www.mea.szczecin.pl/PDF/
wzory-polowkowe.pdf.
Рецензент профессор Степанов А. Л.
- 91 -
yAK 620(075.8)
M. Szyszko
Maritime University of Szczecin
Engineering and Economics
Faculty of Transport
Institute of Transport Engineering
BENEFITS OF THE RENEWABLE ENERGY FROM ALGAE THE REVIEW OF THE SELECTED INNOVATIONS
The article presents an overview o f selected innovations using algae. This article pre­
sents an overview o f selected innovations using algae. The paper presents methods o f algae
cultivation using open air system and closed system. It also presents the use o f algae in the
building construction, street lights and transport, as a biofuel.
algae, biomass, biofuel, renewable energy, algae cultivation
Introduction
Algae, as biomass are widely used in the development of the so-called
source of III generation source of energy. More and more often used as nutri­
tional supplements for humans and animals are also used in cosmetics, bio­
plastics.
Research carried out throughout the world on the possibility of using al­
gae as a component of bio-fuels. In addition, many studies carried out to deter­
mine the possibility of application algae as a way of heating buildings. Algae are
increasingly used for wastewater treatment. The big advantage is the ease of cul­
tivation of algae for individual and industrial.
1 The basic properties of algae and their cultivation
Research results done by research centers and institutions all over the
world indicates, that the main factors determining the growth of algae, are [1]:
- insolation,
- temperatue,
- air flow,
- pH.
Algae using energy from sunlight and for conversion of CO2 by means of
photosynthesis process convert organic compounds include building material for
their cells. Natural light is unsufficient for algal growth, because of
- 92 -
photoinhition phenomena, which has negative influences on growth of algae. On
the other hand, when the natural light intensity is too low, the growth of algae
proceeds much more slowly than expected. Furthermore, the higher the density
of the culture, influenses on the conditions for penetration of light within it, so
resulting of this is less easily accessible to the cells, what reduces efficiency of
photosynthesis process. Therefore an appropriate culture conditions to ensure
optimal exposure [2], [3].
In order to obtain a corresponding increase in cultivation is also necessary
to maintain the proper temperature. Research done by research centers all over
the world shows that an appropriate temperature for growth of algae culture is in
the range from 20° C to 24° C, and used for the production of algae biomass can
tolerate temperatures in the range of from 16°C to 27°C [2], [3].
An important factor in the proper growth of algae is also pH. With the
growth of algae culture density observed an increase in the pH, but the increase
in biomass was favorable pH should be in the range of 7.0 to 9.0. Being con­
trolled this phenomenon relies on the introduction of the CO2 stream, which
lowers the alkalinity [2].
Algae can be grown naturally in the water aqueducts, such as sea, lake,
pond, but also can be farmed for individual and on the industrial scale. For this
purpose, are open systems and closed systems-called photo-bioreactors (PBR)
[1], [2].
2 Open air systems
Nowadays, the most common opened culticative systems is called "Open
Raceway Ponds - ORPs" that is equipped with the necessary equipment for the
control and the cultivation of algae. The large area and small depth of ORPs is to
ensure that the cells of algae optimal access to sunlight. In addition, for the effi­
cient growth of algal biomass , it is important to provide mechanical agitation of
the liquid medium. For this purpose, the most commonly used is a paddle wheel
that forces a continuous circulation of the culture liquid in the tank. Nutrients,
nitrogen and phosphorus compounds are fed to the container before the paddle
wheel, moreover air with CO2) is introduced in the form of bubbles into the liq­
uid medium by a system of perforated tubes located at the bottom of the reser­
voir, along the flow path of the liquid culture. The main disadvantage of open
tanks are large water losses as a result of the evaporation, particularly in periods
of increasing sun lights [2].
So, ORPs are equipped with a set of sensors that monitor key parameters
of the culture. The process is automated , the data obtained from sensors allow
rationally control the breeding of algae. Another disadvantage of the open air
system is the possibility of contamination of the culture organisms feeding on
algae (zooplankton), viruses or organisms competing with algae cells with nutri­
ents, so it need special optimal condisions [2].
- 93 -
Baffle
Flow
Baffle
Fig. 1. Open air system for algae cultivation
Source: [4]
3 Closed systems
These systems are called fotobioreaktorow (PBs). Most commonly used
for the cultivation of algae are tubular photobioreactors, which are made of
transparent tubes of the system where the liquid flows inside the culture and
growth of the biomass occurs on the algae through photosynthesis [2]. These
tubes generally have a diameter up to 10 cm, to provide the maximum delivery
of light to the culture medium. This solution allows to obtain a very large sur­
face to volume ratio, which is very important for efficient production [2].
Fig. 2. Closed system for algae cultivation
Source: [4]
One of the main advantages of the closed system is a solution to the prob­
lem of evaporation of water and reduce the risk of failure of culture. Another
advantage is to provide a mixing of the culture liquid by a pump. An important
- 94 -
problem is also the flow rate. If it is too large, will be shortened duration of pho­
tosynthesis in algae cells. If it is too small, the cells begin to accumulate on the
inner surface of the pipe, which will reduce light penetration into the liquid me­
dium. During culture ORPs formed during photosynthesis, oxygen is not a prob­
lem because goes directly from the tanks and the atmosphere. Results of re­
search done by interantional research centres indicates that PBs due to the ap­
plied solutions can produce algae biomass yield , up to 13 times greater than in
the tanks ORPs, but construction costs are higher than PBs ORPs. An important
advantage of PBs compared to the ORPs is the possibility of building a produc­
tion plant occupying a much smaller area [2].
4 Examples of the use of algae in the construction industry and transport
In Hamburg, Germany stands a new apartment building whose walls are
covered with green slime. This is a building in modern technology BIQ - The
Bio Intelligence Quotient house. Algae are contained within 129 glass bioreac­
tors, photosynthesize and multiply during sunlight. The 15-unit apartment com­
plex creates heat, biofuel. German engineers worked on beauty of the building
design [5], [6].
The whole renewable system consists of such element, what has been
shown in Fig. 3: [2].
1. BIQ bioreactors are bolted to the south side of the building and don't
need human intervention or cleaning. Each bioreactor holds about six gallons of
water between panels of laminated safety glass.
2. A circulatory system pushes water, phosphorous, and nitrogen through
the bioreactors. The CO2 supply comes from the exhaust pipe of a ground-floor
generator and it prevent the algae from growing too thick.
■i
_
■flnfTTT
~a—
;n tn d
*»«*i
confnuad
Fig. 3. Algae house - BIQ
Source: [5]
- 95 -
3. When algae reproduce, they give heat, what give a result, that during
sunny day the water in the bioactor able to reach 37,7°C. Moreover the heated
water circulates through pipes embedded in the floors to warm the rooms or to
preheat the water used in showers and kitchens. Excess hot water is stored under
the building.
4. At least every week, the algae are filtered from the water and carried to
a university, where they are processed for methane and hydrogen [5].
The BIQ is setting new standards as the first building in the world to have
a bioreactor fa?ade. These are used to produce energy, and can also control light
and shade. Inside of building, an innovative living concept is aimed at ensuring
maximum design versatility for everyday life, and gives us a glimpse into urban
life in the future. With its innovative living concept, futuristic exterior, and “in­
telligent” algae fa?ade [5], [6].
The second innovation which is worth to analyse is algae street
"Biolamp". This innovation was designed by Hungarian designer Peter Horvath.
It is basic and typical construction: a chamber containing water and algae. The
algae reach CO2 from the environment, which is sucked into the chamber and
circulated to the algae by a pump. Moreover when becomes biomass that is
pushed through underground tubes to a nearby bio fuel station, what has been
shown on the following figure 4 [7].
Fig. 4. Algae street lamp for lighting and biofuel
Source: [7]
At these fuel station where cars that work on biomass can fuel up. This
lamp play double role: first of all it lighting a street and the second one biomass
is designed as biofuel [7].
Another use of algae is biofuel. At 2009 in San Francisco was presented
the first algae fuel-powered car all over the world, named the Algaeus. The hy­
- 96 -
brid car, which is a Prius tricked out with a nickel metal hydride battery and a
plug, runs on green crude from Sapphire Energy. It is planning to produce green
petrol 2 million gallons of algae-based diesel fuel each year in the next two
years - but eventually it is expected that it will be cost-competitive with fossil
fuels. And while the Algaeus only runs on a 5% blend of algae fuel, so it can be
green solution in new technology [8], [9].
Bibliography
1. www.eaba-association.eu.
2. Biomasa z alg, www.kierunekchemia.pl.
3. www.algae-energy.co.uk.
4. www.growing-algae.com.
5. Ferris D., Innovative Algae House, w: www.sierraclub.org.
6. Smart material houses w: www.iba-hamburg.de.
7. Recycled Smog: Algae Street Lamp Eats Smog, Fuels Cars w: www.gajitz.com.
8. Opportunities for Algae as Biofuel Remain w: www.alternativefoels.about.com.
9. Schwartz A., First Algae-Powered Car Attempts to Cross US on 25
Galllons. - w: www.inhabitat.com.
Рецензент профессор Шварцбург Л.
УДК 504.064
M. Szyszko
Maritime University of Szczecin
Engineering and Economics
Faculty of Transport
Institute of Transport Engineering
THE REVIEW OF OFFSHORE WIND FARMS IN EUROPE
The article present general description o f offshore wind farm target in Europe. It pre­
sents increasing tendency in installation o f new farms with new modern turbines in power in
MW. The article presents also description o f existing farm is such European countries, as:
Germany, Finland, Sweden, Denmark, Netherland, UK, Belgium, Ireland and Portugal. The
coefficient factor, which indicates o f efficiency has been presented in this article as well.
offshore wind farms, wind turbines.
- 97 -
Introduction
Offshore wind power refers to the construction of wind farms in bodies of
water to generate electricity from wind. Wind power is clean, renewable type of
energy source which produce clean energy without green effect and no gas
emissions. One turbine with power 2 MW is able to save 4000 ton of CO2 emis­
sions annually [1].
Offshore wind energy has enourmous potential, and its production is high­
ly cost efficient compared to other renewable energy sources, so European
Commission has therefore identified offshore wind energy as the strategic im­
portance with regard to the European Union energy targets and reducing de­
pendence on energy imports [2]
1 General description of offshore wind farm market in Europe
Figure 1 shows the amount of power generated by offshore wind turbines
in European countries.
2010
2011
2012
-i Energy from new turbins
2013
h Total energy from turbins
Fig. 1. Energy gained from new and total offshore wind turbines in Europe
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
- 98 -
In 2010 created 9 new offshore wind farms, which are installed as a result
of the 308 new turbines. In 2011 came another 9 offshore wind farms and 235
turbines, which increased the production capacity of 30%. In 2011, installed the
first offshore wind farm in Portugal, with a capacity of 2 MW.
A significant increase can be observed in 2012, which established farms
and turbines installed. In the year there was a power increase of 31% compared
to 2011. In 2013, notes another significant increase in the number of installed
turbines which increased the generation of power by 41% compared to 2012. In
2013 there was increasing the power generated by offshore wind farms in rela­
tion to the year 2012 at 122%.
The figures below presents overview of the number of offshore wind tur­
bines installed in European countries in year 2013. Figure 2 shows the statistics
relating to the number of offshore wind turbines installed in 2013 of the country,
while Figure 3 with the division on the sea basin. Research carried out in this ar­
ticle on this subject showed a significant part in generating power from offshore
wind turbines in Europe, such European countries, as: Belgium, Denmark, Ger­
many, Netherlands, Sweden and UK.
Fig. 2. Number of total offshore wind turbines installed in year 2 0 1 3
Source: own study basis on dates [6]
- 99 -
Atlantic Ocean
(1 056 MW) 16%
(Baltic Sea
(1 143 MW) 17%
North Sea
(4 363 MW) 66%
Fig. 3. Share of offshore wind farms by se a basin
Source: own study basis on dates [6]
2 Detailed review offshore wind farms due to European countries
Belgium
Below there are the Belgian offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Belwind 1: 55 turbines, 165 MW,
2) Belwind 2 Demonstration: 1 turbine, 6 MW,
3) Northwind: 72 turbines, 216 MW,
4) Thornton Bank 1: 6 turbines, 30 MW,
5) Thornton Bank 2 : 30 turbines, 180 MW,
6) Thornton Bank 3: 18 turbines, 108 MW.
Denmark
In 1991, in Denmark, there installed the first ever commercial offshore
wind farm.
It was a breakthrough that strongly influenced the further development of
offshore wind energy in Denmark and all Europe. Vindeby wind farm consists
of (11) 450kW wind turbines and is located approximately 2 km from the coast­
line.
- 100 -
Table 1
Number of turbines and MW connected in Belgium in years 2010-2013
2010
1
55
165
2
61
195
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
2
61
195
2012
1
30
184,5
3
91
379,5
2013
3
44
192
6
135
571
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Below there are the Danish offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Anholt: 111 turbines, 399,6 MW
2) Horns Rev 2: 91 turbines, 209,3 MW,
3) Rodsand 2: 90 turbines, 207 MW,
4) Nysted 1: 72 turbines, 165,6 MW,
5) Horns Rev 1: 80 turbines, 160 MW,
6) Middelgrunden: 20 turbines, 40 MW,
7) Samso: 10 turbines, 23 MW,
8) Sprogo: 7 turbines, 21 MW,
9) Ronland: 8 turbines, 17,2 MW,
10) Avedore Holme: 3 turbines, 10,8 MW,
11) Frederikshavn: 3 turbines, 7,6 MW,
12 ) Tuno Knob: 10 turbines, 4,95 MW.
Table 2
Number of turbines and MW connected in Denmark in years 2010-2013
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2010
2
93
207,03
12
400
853,7
2011
1
1
3,6
13
401
857,3
2012
1
13
46,8
12
416
921
2013
1
97
350
12
513
1271
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Nowadays there are two big offshore wind farm projects that are under
construction. One of them is Anholt which is in 2014 installed to gained 400
MW power. When it is fully installed, that 15% supply of energy will come
- 101 -
from offshore wind farms. The next large planned farm which will give 600
MW is Kriegers Flak. When it is full completed it will connect transmission line
between Denmark, Germany and Sweden [8].
Finland
Below there are the Finish offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [10]:
1) Kemi Ajos: 10 turbines, 30 MW,
2) Pori Offshore 1, 1 turbine, 2,3 MW.
Table 3
Number of turbines and MW connected in Finland in years 2010-2013
2010
1
1
2,3
2
9
26,3
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
2
9
26,3
2012
2
9
26,3
2013
2
9
26,3
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Germany
Below there are the German offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Alpha Ventus: 12 turbines, 60 MW,
2) Baltic 1: 21 turbines, 48,3 MW,
3) Baltic 2: 80 turbines, 288 MW,
4) Bard Offshore 1: 80 turbines, 400 MW,
5) Borkum West 2: 80 turbines, 400 MW,
6) Breitling Demonstration: 1 turbine, 2,5 MW,
7) Dan Tysk: 80 turbines, 288 MW,
8) Ems Emden: 1 turbines, 4,5 MW,
9) Global Tech 1: 80 turbines, 400 MW,
10) Hooksiel Demonstration: 1 turbine, 5 MW,
1 1 ) Meerwind Süd und Ost: 80 turbines, 288 MW,
12 ) Nordsee Ost: 48 turbines, 48 MW,
13) Riffgat: 30 turbines, 108 MW.
- 102 -
Table 4
Number of turbines and MW connected in Germany in years 2010-2013
2010
2
10
50
5
19
92
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
2
33
108,3
6
52
200,3
2012
1
16
80
6
68
280,3
2013
8
212
733
13
116
520
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
According to the German government strategy by the year 2030 it is ex­
pected to gain 15% electrical energy from offshore wind farms in all consump­
tion of electricity in Germany [9].
Ireland
Below there are the Irish offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Arklow Bank 1, 7 turbines, 25,2 MW.
Table 5
Number of turbines and MW connected in Ireland in years 2010-2013
2010
1
7
25,2
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
1
7
25,2
2012
1
7
25,2
2013
1
7
25,2
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Netherland
Below there are the Dutch offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [10]:
1) Egmond aan Zee: 36 turbines, 108 MW,
2 ) Irene Vorrink: 28 turbines, 16,8 MW,
3) Lely: 4 turbines, 2 MW,
4) Prinses Amalia Windpark: 60 turbines, 120 MW.
- 103 -
Norway
Below there are the Norwegian offshore wind farms by name, size of
power generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Hywind Demonstration: 1 turbine, 2,3 MW.
Table 6
Number of turbines and MW connected in Netherland in years 2010-2013
2010
4
128
246,8
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
4
128
246,8
2012
4
124
246,8
2013
4
124
247
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Table 7
Number of turbines and MW connected in Norway in years 2010-2013
2010
1
1
2,3
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
1
1
2,3
2012
1
1
2,3
2013
1
1
2,3
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Portugal
Below there are the Portuguese offshore wind farms by name, size of
power generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) WindFloat Demonstration: 1 turbine, 2 MW.
Table 8
Number of turbines and MW connected in Portugal in years 2010-2013
2010
-
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
- 104 -
2011
1
1
2,0
1
1
2,0
2012
1
1
2,0
2013
1
1
2,0
Sweden
Below there are the German offshore wind farms by name, size of power
generated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Bockstigen: 5 turbines, 2,5 MW,
2) Karehamn: 16 turbines, 48 MW,
3) Lillgrund: 48 turbines, 110,4 MW,
4) Utgrunden 1: 7 turbines, 10,5 MW,
5) Vindpark Vanern: 10 turbines, 30 MW.
Table 9
Number of turbines and MW connected in Sweden in years 2010-2013
2010
5
75
163,7
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2011
5
75
163,7
2012
5
75
163,7
2013
1
16
48
6
91
212
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
United Kingdom
Below there are the UK offshore wind farms by name, size of power gen­
erated and the number of turbines in the farm [7]:
1) Barrow: 30 turbines, 90 MW,
2) Beatrice Demonstration: 2 turbines, 10 MW,
3) Blyth: 2 turbines, 4 MW,
4) Burbo Bank 1, 25 turbines, 90 MW,
5) Greater Gabbard, 140 turbines, 504 MW,
6) Gunfleet Sands: 48 turbines, 172.8 MW
7) Gunfleet Sands 3 Demonstration: 2 turbines, 12 MW,
8) Gwynt y Mor: 160 turbines, 576 MW,
9) Kentish Flats 1: 30 turbines, 90 MW,
10) Lines: 75 turbines, 270 MW,
1 1 ) London Array 1: 175 turbines, 630 MW,
12) Lynn and Inner Dowsing: 54 turbines, 194.4 MW,
13) North Hoyle: 30 turbines, 60 MW,
14) Ormonde: 30 turbines, 150 MW,
15) Rhyl Flats: 25 turbines, 90 MW,
16) Robin Rigg: 60 turbines, 180 MW,
17) Scroby Sands: 30 turbines, 60 MW,
18) Sheringham Shoal: 88 turbines, 316.8 MW,
19) Teesside: 27 turbines, 62.1 MW,
- 105 -
20) Thanet: 100 turbines, 300 MW,
21) Walney 1: 51 turbines, 183.6 MW,
22) Walney 2 : 51 turbines, 183.6 MW.
Table 10
Number of turbines and MW connected in UK in years 2010-2013
Years
Number new installed offshore farms
Number new offshore installed turbines
Power in MW from new installed turbines
Number total installed offshore farms
Number total installed turbines
Total power in MW
2010
3
149
458,4
13
436
1341,2
2011
5
200
752,45
18
636
2093,7
2012
6
234
854,2
20
870
2947,9
2013
8
212
733
23
1082
3681
Source: own study basis on dates [3, 4, 5, 6]
Summary
Offshore wing energy is rapidly developing in the Baltic Sea Region. It
plays very important role in renewable energy target for 2020. the analyzes and
studies in 2010-2013 showed a significant increase in the use of offshore wind
energy, what more is expected to further increase in 2020.
The reason for this situation is the fact that the Baltic Sea Region is grow­
ing from year to year, the demand for wind energy. In addition to Denmark,
Sweden, Finland and Germany planned to create offshore wind farms in the wa­
ters of the Polish and Lithuania [10].
Cooficient of effectivness [ MW / 1 turbine ]
Fig. 4. Coefficient factor of effectiven ess in M W /lturbine
- 106 -
Source: own study. Figure 4 presents coefficient factor of effectiveness in
MW for 1 turbine. It indicates that in German and Belgium average power of
one turbine generate more than 4 MW.
Bibliography
1. Tonderski A., Hentsch S., Challenges and opportunities in The South
Baltic Region, Offshore wind energy in The South Baltic Region - challenges
and opportunities, April 2013.
2. www.southbaltic-offshore.eu
3. The European offshore wind industry key trends and statistics 2010, A
report by the European Wind Energy Association, in: www.ewea.org
4. The European offshore wind industry key trends and statistics 2011, A
report by the European Wind Energy Association, in: www.ewea.org
5. The European offshore wind industry key trends and statistics 2012, A
report by the European Wind Energy Association, in: www.ewea.org
6. The European offshore wind industry key trends and statistics 2013, A
report by the European Wind Energy Association, in: www.ewea.org
7. www.lorc.dk
8. Danborg F., Clausen N.E., Offshore wind energy in Denmark, Offshore
wind energy in The South Baltic Region - challenges and opportunities, April
2013.
9. Wagner A., Albrecht Ch., Offshore wind energy in Germany, Offshore
wind energy in The South Baltic Region - challenges and opportunities, April
2013.
10. Blazaukas N., Spatial planning - How can this facilitate the offshore
wind energy development, Offshore wind energy in The South Baltic Region challenges and opportunities, April 2013.
11. www.ewea.org
Рецензент профессор Заборовский Т.
- 107 -
yAK 663.47
O. Surma **, B. Czerniejewska-Surma *, D. Plust *, A. Pietrzyk *,
A. Goman *
^Department of Commodity Sciences and Quality Assessment,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
**Department of Food Technology,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
STYLES OF BEER
Beer is a valued drink mainly due to sensory properties and a good ability to quench
thirst. The consumer evaluates beer not only for its appearance, taste, but also colour and
smell. Depending on the style of beer this drink is characterized by a diversity of organoleptic
qualities and awareness o f beer styles selection among consumers is growing.
beer, technological process, beer styles, chemical composition
Introduction
Beer, which is an alcoholic beverage resulting from the fermentation of an
aqueous extract of germinated grains and hops has been very popular around the
world for a long time. It persists on place to generally recognized as the oldest
and most noble liquor which is the wine.
Awareness of beer style selection among consumers is becoming greater.
Brewing is flourishing even in countries that have not previously had great tradi­
tions in this industry. In turn, the old beers are restored to grace and the new
ones are still being created new - based on unknown or not used so far additives
(McFarland, 2010).
Although the lager in Pilsen style is today considered as the most common
type of beer not only in our country but in the world, Polish drinker is aware of
existence of dozens of different styles of beer. In many shops there already are,
for example, wheat beer and altos, Belgian beers and lambiks, monastic and
Irish stouts and English ales. Falat and others (2002) say that even small Polish
breweries are involved in brewing similar beers, for which it is a chance to find
their place in the so-called. economic niches of beer market (Falat et. all 2002).
- 108 -
1 Beer consumption in the world and in Poland
1.1 Beer consumption in the world
After the golden period of high growth in the global beer production in
2008 there was the unexpected collapse of the size of its consumption and thus a
decline in production. Since 2010 re-global stabilization has been observed.
In recent years, a systematic increase in beer production has occurred
mainly in Asian countries such as China, South Korea and Vietnam. In contrast,
highly economically developed South Africa, demonstrated stability of produc­
tion, in Nigeria beer consumption has increased by more than 30%. In turn, the
situation in Australia and Oceania reached a stable position. In Europe and
North America, there was a significant drop in production and consumption of
beer. However, since 2011 the situation has gradually begun to improve. Despite
the reduction in the production of beer in Europe and the U.S. in the years 2008
- 2010, the brewing industry in the world in general settlement turned back to
the level of production of beer before 2008 (Stasiak, 2011).
1.2 Beer consumption in Poland
Based on consumer behaviour and consumption in other countries, the
beer market in Poland is rated as developmental. As a result of investments in
the expansion and modernization of industrial capacity and the environment in
the years 1992-2003, the brewing industry in Poland, was determined to lead the
world in terms of technological and technical level. These actions resulted in a
significant improvement in the quality of beer and dynamic development of in­
dustry, despite the economic crises which can be seen until today (Przegalinska,
2004).
During the first decades of the twentieth century, successively from year
to year beer consumption in Poland increased by a few percent. In 2005, beer
consumption in this country increased by 5.2% compared to the previous year
and at the beginning of 2006 breweries assumed that this growth will increase
further by 2-3%. But no one expected an increase by up to 7.2%. It is the result
of a Europe, which is 85-86 litres of beer per person. At the same time in socalled beer powers countries, which are undeniably Germany and Czech Repub­
lic, beer consumption exceed 100 litres per person. Poland occupied the tenth
position in terms of beer consumption in the world and fifth in Europe. In the
2007 there was a record of growth in beer consumption by as much as 8.4%.
In 2008, there was a breakdown, which was considered by the representa­
tives of brewing industry to be the result of higher prices of barley, hops and en­
ergy. Annual average beer consumption was 91-94 litres per person and it ex­
ceeded the European average, which was 85 litres and has placed Poland in third
- 109 -
place in Europe behind Germany and the Czech Republic. Polish market inevi­
tably approached the natural level of saturation and in consequence of the gov­
ernment announcement to raise the excise tax on beer by 13% with the year
2009 it led to an even larger fall in consumption (GUS 2011).
The brewing industry recorded a decrease in beer sales in 2009 compared
to 2008, up 10.1% from 35.861 million to 32.250 million hl.
The economic downturn and an increase in excise duty drastically inhibit­
ed the dynamic growth of beer production observed in recent years. The ratio of
consumption per person has fallen from 94 to 85 litres - to the level which was
four years ago.
Polish beer market at this time became very heavily consolidated. The
largest players on the market was BC (Beer Company) with 45% market share,
Zywiec group with the participation of 35%. The third largest group is the
Carlsberg Poland (13%) and the fourth Royal Unibrew (4%). In total, these four
groups of brewers should have 97% of the beer market and the remaining 3%
belongs to regional breweries and microbreweries. The first three have noted a
decline in beer sales by an average of 3-6.2% in 2009. In turn, a group of Royal
Unibrew Poland increased its sales by 5% mainly due to the brand Lomza,
which was introduced into the country.
In contrast, many regional breweries came out of the collapse unscathed,
because there was no longer focus on price competition with concerns and peo­
ple came to the roots of brewing - traditionally brewed beers. Some breweries
even recorded a large increase, including Ciechan brewery - up to 20%. In con­
trast, there was an increase of about 10% in sales of beer from the brewery Pom­
eranian Amber. In turn, Jagiello’s brewery, specializing in the production of cer­
tified organic beer, increased its sales by 9%.
Przegalinska (2010) believes that despite a general decline in beer con­
sumption among Poles there was noted a trend in search for beers with interest­
ing new flavours and beers brewed traditionally. Now there was the so-called
boom in non-pasteurized beer, which is the domain of small and medium-sized
breweries. Also, wheat beers, dark and fruity began to enjoy increasing popularity.
Another year is also not conducive to the Polish brewing due to the entry
into maturity and saturation, as well as because of the general conditions in the
country. This resulted in a minimal (0.3%) - but still the overall decline in beer
consumption. The crisis was not without a significance for the industry that
prompted consumers to save on alcohol or cigarettes.
At the end of year brewers managed to halt the downward trend and stabi­
lize the market (Gut, 2011). In 2011 there was a slight increase in demand for
beer by about 3.2%. At the same time in 2011, on the market appeared even
more than in previous years, new species, flavours and types of beer (Gut,
- 110 -
2012). In 2012, the average Pole drank 97 litres of beer which was mainly
caused by warm spring and organization of Euro 2012. 37.8 million hectolitres
of beer were sold which stabilizes Poland in the group of countries that are lead­
ing in Europe. During this period, there was interest in regional beers and taste.
Beer niche, including unpasteurized, whole wheat or flavoured concentrate at
the moment about 7% of the market (GUS 2011).
2 Materials for beer production
2.1. Barley
Barley generally is divided into two types multi-row and two-row. The
most suitable for brewing is spring barley, i.e. sown in Europe in the spring,
two-row. It is characterized by a preferred (symmetric) shape of grains, low pro­
tein content and high extractivity. It also has good technological properties such
as susceptibility to loosening of the endosperm during germination, which are
very important during processing into malt. In the barley grains protein consti­
tutes 9-13% for technological purposes, however, less protein content of 9.5 11.5% is more suitable, since too much protein of it influences a low protein ex­
tract content and complicates the loosening which adversely affects the grain for
malting.
Before you get party for malt production, grains must undergo two stages
of cleaning. The purpose of the preliminary cleaning is to remove barley weed,
seeds and other impurities lighter, as dust and chaff that can be harmful to
health. This is necessary due to the fact that they contain more moisture than
barley and can lead to mould growth in barley. Pre-cleaning is to move grain
through three screens which in turn stop - large debris such as stones, straw. The
second one stops medium size contaminants. In contrast, the third one stops minor impurities such as sand.
The essential cleaning involves removing the essential heavier impurities.
Barley directed to the magnetic camera is separated from the magnetic iron im­
purities. The next step is to separate the circular grains of other crops and weed
seeds and so damaged halves. The final step in the preparation of malting barley
is sorting. The grains are sorted on sieves to separate the grain thickness of 2.5
mm from the smaller ones. This is necessary to ensure an even smaller grain go
faster through the process of moisturizing and germination. After sorting we can
distinguish thicker fraction called technical barley from which we receive the
highest extractivity malt. Also barley fines may be malted, but separately. Malt
formed from it has a lower price quality, thus is used in the subsequent produc­
tion of the smallest possible part (Dylkowski, 1993; Baca and Golebiowski ,
1997).
- 111 -
2.2 Water
Process water used in the production of beer should comply with the same
requirements as drinking water, both in terms of chemical and biological proper­
ties.
In some stages of beer production the requirements are even stricker in
terms of hardness of the water and the microbiological quality and oxygen con­
tent. Minerals contained in the water affect many processes in the production of
beer. The most common water-soluble salts - calcium and magnesium are de­
termined by the so-called water hardness. The water hardness is expressed in
German degrees where 1°n equivalent to 10 mg of calcium salts converted to
calcium oxide (CaO) in 1dm3 of water. We can distinguish solid hardness which
lowers the pH and transient hardness - causing an increase in pH.
Water for the mashing process should be less than the residual alkalinity
5°n. It is determine with the acidifying properties of cations and anions alkaliz­
ing properties and their relationship. Water with high alkalinity residual raises
the pH of the mash and wort, which has an adverse effect on the course of en­
zymatic processes during mashing. Increased protein content worsens colloidal
stability of beer. Higher pH also affects the prolongation of wort filtration. Wa­
ter with high hardness decreases brewhouse efficiency and reduces the ultimate
degree of attenuation. During the boiling of wort with hops water with a higher
pH will increase the degree of extraction of bitter and tannic . Tart and unpleas­
ant bitterness in beer will be created.
Water for washing and storage of the yeast, in turn, should be tough. Soft
water causes the flocculation of yeast. In contrast, water for diluting concentrat­
ed broths and filtration process must correspond to very high requirements, it
must be sterile and free from smell and taste. In turn, water for washing bottles
should have low hardness so as not to cause the formation of mist generation
and deposition of scale on the elements of the washer (Pazera and Rzemieniuk,
1998; Marjanowski 2011).
2.3 Yeast
Alcoholic fermentation, which results in beer, depends on the activity of
the yeast. Yeasts are unicellular fungi - deriving its energy:
in the presence of oxygen for respiration,
in the absence of oxygen by fermentation.
The brewery uses a yeast of the genus Saccharomyces cerevisiae.
Selected strains of this yeast are systematically selected and grown in pure cul­
tures for the brewing industry. During the production of beer yeast ferment sug­
ars in the wort and convert them into alcohol. Similarly, metabolism wayside the
products clearly affect the taste and character of beer. The most important and
most practical is the division of the yeast into top and bottom fermentation. Ale
- 112 -
yeast accumulate in the foam on the surface of the fermenting wort, while the
bottom-fermenting yeast form a layer on the bottom of the tank. Among yeasts
that are used in brewing we can distinguish numerous strains. Selection of a
strain to be set depends on the fermentation:
behaviour during fermentation (upper or lower) ,
flocculation ability (dusty or flocculating yeast)
efficiency of fermentation (fermentation rate and degree of attenuation)
intensity of reproduction (generation time)
creation and distribution of fermentation products (flavour formation) .
For fermentation attitude all kinds or species other than pure cultured
yeast, are treated in the brewery as infections. They are so called. "Wild yeast"
that go to the brewery mostly by raw materials and may cause adverse changes
in taste and smell and may cause turbidity of beer (Kunze, 1999; Narziss, 2009;
Jarzabek et al, 2010).
2.4 Hops
Hops are spice of beer, which gives the characteristic bitterness and has a
big impact on the flavour. As brewer female inflorescences are long-term peren­
nial, reaching 5-7 m in height in the form of several centimetres in length cones.
Inside the closed cones are grains of lupulin resins - which owes beer flavour
and essential oils which have been identified withmore than 200 different aro­
matic components. This plant preserves and protects the beer from bacteria and
also affects its clarity and allows you to get a beautiful and stable foam
(Kaczmarek, 1994). Degree of hops content/ bitterness is expressed in units of
the IBU (International Bittering from called Units (international bitterness
units). 1 IBU corresponds to the so-called 1 milligram. Iso-alpha acids derived
from hops in 1 liter of beer. The more IBU, the more bitter the beer. Verhagen
(2010) reports that the same level of IBU in light beer gives the impression of
greater bitterness than in beer with a higher content of the extract.
3 Beer technological process
3.1 Malt production
To achieve the quick start of germination process, without which we will
not get malt, barley should be afforded with necessary amount of water and air.
Soaking process takes place in deep tanks and aims to stimulate vital grain activ­
ity and start of biochemical and structural changes. During soaking, the water
penetrates center of grain causing formation of enzyme, so that the seed begins
to sprout. Water is up taken by the grain and depends on many factors, including
the soaking time, variety, harvest year, the water temperature - the warmer it is
the faster the grain has reached a sufficient degree of soaking.
- 113 -
Equally important is their size, since small and damaged grains absorb
water too quickly so to avoid uneven germination of grain sorting on the first
and second grade and tailings is used. Simultaneously, the development of life
alternately activates the respiration of barley and the demand for oxygen. To
prevent inhibition of transformation of life in the grain, after six hours of the
soaking first water should be drained and barley well ventilated; simultaneously
carbon dioxide should be removed. Providing seed with adequate amounts of
water and sufficient air entrainment will not only start the quick germination
process but also the correct course (Kunze 1999 Synak and Rydzkowski, 2010).
Seed germination causes formation and activation of enzymes that are re­
quired in the mashing process. It is important to loosen the structure of the endo­
sperm, which allows the extraction of soluble substances contained in the grain
(Pazera, Rzemieniuk, 1998).
The major enzymes in this process are:
• amylolytic enzymes (a- and P-amylase) breakdown of starch. aamylase is synthesized in caryopses then penetrates into endosperm, P-amylase
is present in small quantities in barley;
• proteolytic enzymes (proteases and peptidases ) decompose protein;
• cytolytic enzymes (P-glucanase and xylanases) decomposing the endo­
sperm cell walls, which allow other enzymes access to the cell interior grain;
• fat-degrading enzymes (lipase);
• degrading enzymes phosphoric acid esters (phosphatase) (Marczak et
al, 2009).
The temperature during germination should increase no more than 1°C per
day. The temperature should increase slowly to a maximum of 17-18°C for pale
malt and for dark malt to 23-25°C. The needs of the oxygen is greater at the be­
ginning than at the end of germination when the CO2 content can be greater in
the air in order to reduce losses of dry matter. In contrast, the water content in
the grain should be maintained all the time at a constant level.
The aim of the next stage - malt drying is:
reducing the water content,
interruption of germination and respiration,
halt enzymatic pathways and keep enzymes necessary for the processes
taking place in the brewhouse,
producing in malt characteristic aromatics and flavours (Pazera,
Rzemieniuk, 1998).
Depending on ways and conditions of drying we can receive different
types of malt, for example, pale malt (Pilsen and-dried at temperatures 30-75°C)
and dark malt (of the Munich - dried at temperatures to 105 °C).
In order to obtain beers in different flavours, colour and taste specialty
malts additives are used which include, among others, Vienna malt, caramel
- 114 -
coloring, melanoid or wheat. After drying, the malt must be cooled as quickly as
possible in order to preserve colour and embrittlement of grain (Synak,
Rydzkowski, 2009). After cooling malt is heading to be degermed. Sprouts are
3-4% of dry weight of the barley and are very valuable waste, used as a valuable
component for feeding stuff (Kunze, 1999).
3.2 Wort production
The aim of wort production is to transform insoluble components into sol­
uble, mainly into fermenting sugars. Preparation of wort takes place in the
brewhouse and begins from kibbling malt. Shot blasting is a process of mechan­
ical fragmentation that must be done to facilitate the transition of extractives to
the water during mashing (Kunze 1999, Marczewski et al, 2009). During blast­
ing we receive husk, coarse and fine grits and flour and depending on the partic­
ipation of these fractions it can be obtained another extract content (Synak,
Rydzkowski, 2009). There are the following methods of blasting:
• blasting cleaning - the most commonly used are 6-cyllindircal grinders,
which in addition to malt blasting separate soybean, meal and hulls;
• wet blasting - grinders of this type are often used and the water absorp­
tion during such grinding of malt can reach 15 %. In addition, the separation of
30% husks from malt gives a positive effect, in the form of milder taste of beer
and improves its durability;
• blasting using grinders hammer (Narziss, 2009).
Mashing is the most important process in the production of wort and as­
signed it crucial. The objective is a complete decomposition of starch mashing,
proteins and other compounds in water-soluble, which go into solution as com­
ponents of the extract. Kunze (1999) argues that the principal amount of the ex­
tract is formed by the action of enzymes, which are allowed to operate at opti­
mal temperatures.
The traditional method of mashing is divided into two types:
• infusion - infusion method with various modifications are commonly
used in the brewing industry, in particular for the production of light beer and
full. This method does not apply to the cooking, and the mash is heated to com­
plete saccharification 76°C. The process of malt loosened can last from 1.5 to 2
hours. There is an increasing infusion method in which the primary tinctures are
mixed and heated with charge 1°C/min and top-down method, during which
malt is first mixed with water at a temperature of 70° C and then allowed to
permeate into the vat. This method is mostly used in the UK for the manufacture
of top-fermenting beer;
• decoction - uses the full range of optimum temperatures for enzymes
(37 ^ 75°C) and also for a better gelatinization of starch a portion of the mash
- 115 -
should be cooked. The process takes up to 3 hours. When using this method we
achieve a beer with a fuller taste (Pazera, Rzemieniuk, 1998).
The aqueous solution of the extract substance is called wort and insoluble
part is defined as brewers. Brewers consist mainly of scales, embryos and other
substances that during mashing are not passed into the solution. For the produc­
tion of beer, only wort which for this purpose should be separated from brewers
grains is only used. A separation process is called mash filtration (Kunze, 1999;
Narziss, 2009).
During filtration of the mash extract should be as completely abstracted.
Filtering process, in which brewers grains act as filter material takes place in
two phases, which extend one after the other :
• rafting front wort (wort flows through the Brewers and is thereby fil­
tered);
• draff-leaching elution - elution with hot water extract (Kunze, 1999).
The filtered wort is boiled in a brew kettle , in order to destroy enzymes
and maintain optimum ratio between protein solutes and carbohydrates, espe­
cially between maltose and dextrins. Cooking is carried out at a temperature of
100-110°C and it takes 1 to 2 hours (Kaczmarek, 1994). Cooking wort with
hops is a key step to ensure an adequate level of polypeptides in beer and conse­
quently a stable foam beer. Optimizing the cooking temperature of the wort is
very important because too high causes the degradation of foam (Kordialik Bogacka, 2007).While cooking the wort with hops the dissolution of hop (main­
ly a-acids) and their isomerization to iso-a-acids resins that cause the formation
of the characteristic bitterness in beer. Dissolved oils are also responsible for the
formation of hops in beer hop aroma (Baranowski, 2011). After cooking, the hot
sludge is separated in the tank and then cooling the wort takes place in a plate
heat exchanger to adjustable temperature of 5-7°C . The cooled wort is in the
final stage aerated (Synak, Rydzkowski, 2009).
3.3 Wort fermentation
During the wort fermentation yeast are added which produce beer bouquet
in basic ingredients: ethyl alcohol and carbon dioxide. At this stage, the for­
mation of other organic compounds which exhibit different properties flavouring
agents, wherein the ratio of the content is different depending on the type of
fermentation (Buchanan et al, 2009).
Depending on the added yeast fermentation, there are three ways of fer­
mentation:
• top fermentation, where the process takes place at a temperature of 1525°C and is short-lived. The beverage contains a large amount of CO2, which
- 116 -
causes yeast float on the surface of beer. The beer is ready for consumption after
3-5 days;
• bottom fermentation , which proceeds at a temperature of 5-9°C and
lasts 7-12 days. After the fermentation the yeast fall to the bottom;
• spontaneous fermentation, where pure cultures of yeast are added, the process takes place due to the presence of malt different strains of yeast that
can get into the fermenters from the air. The process is long, beer matures long
(Czerwinska, 2009).
In wort extract concentration is expressed in weight percent, formerly in
degrees Balling (°Blg ). For example, beer extract 12 % wt. is a beer, which was
a result of the fermentation broth containing 12 g of substances derived from
malt and hops in 100 g of solution. Falat et al (2002 ) argue that the higher the
concentration the more full-bodied beer and stronger in terms of alcohol content.
3.4 Beer aging
Beer aging is called a secondary fermentation and it extends in lagering
tanks, at a temperature of about -1° to 1°C, at an overpressure of 0.03-0.05 MPa.
Resting time is varied for different types of beer; it takes 4 to 6 weeks (classical
method) or 2 to 3 weeks in unitanks (Synak and Rydzkowski, 2009). Unitanks or
cylindrical-conical tanks are insulated vessels, where the cylindrical portion is
closed from the bottom of an inverted cone base to the top. This structure enables
collection and exchange of yeast during the ongoing process of fermenting and
maturation of beer. In this device valves can be controlled remotely and cooling
mantle of beer can be carried out throughout the mass or individual zones. The
process of fermentation and maturation in unitanks is energy-efficient, environ­
mentally clean and easy to control the production of beer (Capik, 2001). During
storage the saturation of beer with carbon dioxide, clarification of beer, getting the
proper degree of fermentation and the production of appropriate flavour bouquet
follows (Synak and Rydzkowski, 2009).
3.5 Beer filtration
Filtration, as one of the last stages is a very important step in the produc­
tion of beer. This is a process in which the physicochemical stability of the beer
is obtained and possibly microbial stability (Pasztaleniec, 2009). The aim of
beer filtration and stabilization is to remove suspensions, prevent the precipita­
tion of unwanted deposits in the product and give it clarity and gloss. Currently,
the most common beer is filtered using a candle filters diatomaceous earth
(Jackson, 2007).
- 117 -
3.6 Pasteurization and beer bottling
After filtration to extend the shelf life beer are subjected to pasteurization,
which usually takes place before pouring into bottles or kegs. It includes heating
the beer for at least 50 seconds at 68-72°C and then quickly cooling. Pouring
beer into bottles, cans or kegs is ending production stage. The oxygen content of
what gets into the bottle with beer should be minimized to prevent the oxidation
of higher alcohols and aldehydes (Synak and Rydzkowski, 2009; Salamon,
2012).
4 Beer styles
Due to the fermentation conditions, there are three types of beer.
I. The top-fermented beers, which include the following styles:
> Ale - this is the term for beers produced mainly by the British and usu­
ally dark brown in colour and low carbonation. However, today you can meet
several varieties differing in terms of colour, taste and strength:
• Pale ale - refers to a clear, amber colour of the beer. It is characterized
by a malty flavour fullness, delicate fruity accents and distinctive bitterness;
• India pale ale (IPA) - this is in turn stronger pale ale variety with en­
hanced bitterness and higher alcohol content. IPA beer is usually a bright, gold­
en - even embarrassing in shades of orange colour (Bamforth, 2003);
• Mild - a gentle malty beer, almost sweet, which contains little alcohol;
• Bitter - a beer copper-golden colour, moderate hop bitterness and
strong taste;
• Brown - this is in turn beer with low alcohol content, dark brown color
and sweet taste. Currently there are more peanut and stronger than ever.
There are many varieties of ale style but as, for example: Vintage but
Double / Imperial India pale ale, premium / extra special bitter or golden /
blonde ale, and Barley Wine / strong ale as well as the old ale well Stotch ale
(McFarland, 2010).
> Porter - this, in turn, dark and bitter beer, which is brewed with pale
malt and dark (caramel, chocolate or black). The smell of it is very intense, often
referred to as malt - wine. It is reflected in a slight acidity, but the dominant fla­
vor is roasty, associated with coffee and caramel (Marczak, 2009).
> Stout - this beer is very dark, almost black colour. Made with intensely
roasted malt with the addition of roasted barley. There are several variations:
• Dry stout - a variation of style that evolved directly from the porter. It
is a very dark beer, dry with the rich taste. The most common example is the
beer brand Guinness;
• Russian imperial stout - it is the strongest porter brewed for export to
Russia. It is very strongly hopped beer (90 IBU). Found in the bouquet of fruit,
- 118 -
especially red currant and raisin harmonized with resin and smoky notes derived
from burnt beans. It is characterized by a high alcohol content (10 %);
• Oatmeal Stout (oatmeal stout) - a beer brewed with the addition of
oats, which impart a silky smoothness, oiliness and enhances its richness. It is
richer than dry stout beer style, with notes of caramel and nuts;
• Milk stout (milk stout) - a variety of sweet stout containing lactose or
milk sugar. Yeasts are not able to ferment the sugar, because the beer is sweetish
and denser (Sadownik, 2000);
• Chocolate Stout - a stout boiled with an additional amount of chocolate
malt or chunks of real chocolate. The style beers are noticeable notes of cocoa,
chocolate and coffee (McFarland, 2010).
> Wheat beer - it comes from Bavaria, brewed with minimum 50 % of
wheat malt. An important feature of wheat malt is high in protein, which give
rise to turbidities in the beer and gives abundant foam. These beers are hard to
filter and as the result most of them are sold with natural yeast sediment. The
taste of beer are slightly sour and gives the impression of sweetness. In turn, the
smell is associated with gingerbread, banana and cloves and a high CO2 content
gives them a refreshing taste. Among the wheat beers can be distinguished:
• Hefeweizen (Weizen, Weissbier) - this is south German version unfil­
tered wheat beer with yeast. The beer has strong smell of bananas, smoked and
fresh lime. Beer colour is yellow to orange and yellow orange foam;
• Kristallweizen (filtered version obtained from Hefeweizen) - beer foam
is white, and the colour of the beer is light to dark gold for what looks like a
Pils. In terms of taste and smell in this beer stand out herbal accents, forestry,
rose and gently malt and raw grain;
• Dunkelweizen - beer has, in turn, a dark brown colour and gray-brown
foam. For its brewing dark malts are used which leaves in it notes of caramel,
raisin and chocolate . Just behind them perceptible odor should be milky burned
and smells associated with bread skin or toffee (Buchanan et al, 2010);
• Weizenbock - is similar to Dunkelweizen but much stronger. It is a
dark beer in which we find notes of fruit and spice flavor;
• Witbier or White Ale - is a variety originating from Belgium. To brew
this type of beer adjuncts are added to cereals and a variety of spices by what
they have citrus aroma of coriander in the background;
• Berliner Weisse - this is a light, sour beer, brewed in Berlin. There is a
large share of wheat malt in it- up to 75 %, giving it a big, snow-white cap of
foam. This variety is often called the Champagne of the North (Sadownik,
1999).
> Kölsch - a beer brewed only in Cologne, characterized by extremely
clear, straw- colour resulting from the use of only malted barley with a small
- 119 -
amount of wheat. The taste of the beer is delicately fruity, slightly herbal and
tangy. It is a long- aged beer (Falat and others, 2002).
> Altbier - it is an old German beer, which due to long storage at low
temperature has a clean and fresh character. The taste of the beer is quite fruity
and with a distinct hop bitterness, malt accent. Typical alt is the colour of deep
amber, copper or even bronze (Sadownik, 2001).
> Abbey Ale / Trappist (monastic beer / Trappist ) - they are produced by
the monks in 5 Belgian and one Dutch monasteries. These beers are solid, from
dark amber to brown, lightly hopped, but with a big malt component. In a com­
plex fruity flavor notes consist of plum, currant and spice, and light acidity at the
end completes the bouquet of beer.
This style can be distinguished trappist beer "dubbel" and "trippel" which
as the name suggests are even fuller and richer in flavor (Sadownik, 2000;
2000a; Sadowiak, 2001).
II. Bottom-fermented beer called lagers which include:
> Pilsner (Pilsener, Pilsner, Pils) - this is a beer from Pilzen in Czech
Republic.
The style of this beer has a very bright colour and a bitter taste. It is pro­
duced exclusively from very clear barley malt. There are 3 variations thereof Pilsner (Czech), German Pilsner (Pils), pilsner Dutch (Scandinavian), (Wisniew­
ski, 1994).
> Bock - a beer brewed seasonally in certain months of the year. It is
characterized by the colour of burnt orange, the mahogany - a dark copper. It is
brewed mostly from Vienna and Munich malt, lightly hopped, but with a rather
high alcohol content (5.5-15%). There are, inter alia:
• Traditional Bock - for its production Munich malt is used, chocolate
and caramel, so it is a dark, copper colour. Clearly noticeable is the malty flavor
with a hint of caramel.
• Maibock - a beer brewed typically seasonally - in late December and
January. Among all type of Bock beers distinguishes its pungent aroma hop;
• Doppelbock - is called double bock. It is quite heavy beer with clear
hints of malt and alcohol. Most noticeable is the smell of plum. The alcohol con­
tent ranges from 7.5-13 %;
• Eisbock - this beer is freeze-drying. In this way the ice crystals are
produced and then removed thus increasing the concentration of all components
of beer. Eisbock is characteristic for its malty aroma with a slight aroma of corn
and the alcohol content can reach up to 15% (Marczewski et al, 2010).
> March beer - a bottom-fermented beer regarded as an icon of Europe­
an brewing. Its production requires very good quality of aromatic malts, noble
hops and a long few months aging. Another name for this beer is elegant beer,
- 120 -
complex taste with a balance between maltiness and bitterness and characterized
by a deep copper colour (Jackson, 1994).
> Baltic Porter - it is considered to be the most interesting and original
achievement of Polish brewing. It is a derivative of the British imperial stout,
however, it is a bottom-fermented beer which results in less fruity scent. For its
production we use Pilsner and Munich malt, possibly with the addition of stain­
ing malt and / or caramel. It is characterized by a high extract and high alcohol
content (10%), (Falat et al, 2002; Sadowiak, 2011).
III.
Beer spontaneous fermentation - are produced using wild yeast
strains:
> Lambik - the traditional Belgian style beer is a combination type, re­
sulting from the subsequent fermentation. For the manufacture of beer unmalted
wheat and hops already spent are used. It is a tart beer, earthy sour aroma com­
parable to horse blankets and complex fruity taste. Young Lambiks mature 6-12
months and the old ones age in oak barrels for at least two years and are there­
fore even more sour and have a cheese stench.
> Guez - a mixture of old and young Lambik, closed for conditioning in
the bottle for many months to achieve carbonation time by which it is called the
"Brussels champagne". It is spicy and sour in taste, usually much dry. It is char­
acterized by the smell of fruit and ester (McFarland , 2010).
> Faro - it is Lambik to which caramelized sugar or molasses is added.
> Kriek - a style that is produced from cherries dipped for a few months
in Lambik. This is a beer with a distinct taste of cherry with a hint of almond
(Jackson, 1994).
5 The chemical composition of beer
Beer contains volatile and extractive substances. Substance content in the
beer should be identified periodically, because under the influence of physico­
chemical factors the colloidal system changes (most of the extractable substanc­
es), as well as the composition of the volatiles (Pazera, Rzemieniuk, 1998).
The beers include:
• Alcohol - 100 g of beer is about 4 g, or 5 ml of pure alcohol. The alco­
hol in beer is not as pure ethanol, but accompanied by higher alcohols that arise
in nutrition yeast. They are also called fusel oil. In larger quantities cause head­
aches, delayed reaction, symptoms of poisoning;
• Water - beer quenches thirst, and this effect results, among others, in
the high content of water and soluble minerals therein . Water is the main com­
ponent of the beer - reaches its share 92g per 100g of the beverage;
• Carbohydrates - which are in the beer extract 75-80 % of the content
(approximately 40 carbohydrate compounds) - mainly dextrin. One liter of beer
contains 28g of average energy;
- 121 -
• Proteins and amino acids defective - beer is a low protein food and yet
has all the essential amino acids, which constitute 6-9 %, which gives about 4.4
g protein per liter of beer (Kunze, 1999);
• Tannins - polyphenols (flavonoids) - are present in the beer in an
amount of 153 mg / l of beer. They have antioxidant properties and are able to
inhibit free radicals. Flavonoids contained in beer are more easily absorbed by
the human body than those contained in the wine. Furthermore, in contrast to the
wine , beer also contains melanoid compounds, also with antioxidant properties
(Gerhauser, 2005);
• Body bitter - derived from hops, which once was widely regarded as a
medicinal plant. Their properties are bacteriostatic and preserve beer. One of the
components of feed hop - flavonoids xanthohumol, was recognized as an ex­
tremely effective antioxidant that protects cholesterol and inhibiting carcinogen­
esis (Baranowski, 2007);
• Vitamins - beer has the highest content of vitamin B, however, there
are also vitamins A, D, E and H. One liter of beer contains a total of about 210
mg of a variety of vitamins (Ricken, Van Braak, 1999). Beer is rich in B vita­
mins, derived from cereal grains and yeast. The content of one bottle of beer
B12 covers up to 50 % of the dose of the recommended daily intake. The con­
tent of niacin (vitamin PP), folate (vitamin B11, folic acid), and pyridoxine (vit­
amin B6), in turn, covers about 15 % of the recommended daily intake. Even
more of these vitamins are in the unfiltered beer or conditioned in the bottle;
• Minerals - beer is relatively rich in potassium and phosphorus and low
in sodium;
• A small amount of calcium, the raised of magnesium can be considered
a protective factor against the formation of gallstones and stones in kidney;
• Fiber - beer contains considerable amounts of soluble dietary fiber (be­
ta - glucans derived from the cell walls of barley). A glass of beer can supply
15% of the daily requirement of fiber by regulating the digestive tract
(Sadownik, 2011);
• Organic acids - in beer there are about 650 mg of organic acids in 1 li­
ter. Fruit acids are easily available yet they stimulate pancreas function. Lactic
acids, especially L-type very well affect digestion;
• Carbon dioxide - in 100g of beer there is about 0.5 grams of CO2. It
mainly contributes to the refreshing, but also to the production of digestive acid
in the stomach;
• Purines - beer is the drink poor in purines. Per liter of beer there is only
130 mg of the compounds (Ricken, Van Braak, 1999);
• Amines - beer contains about 50 amines, and their impact on the hu­
man body is very diverse. These increase the lumen of blood vessels and stimu­
late heart activity, on the other hand, lead to the intensification of the secretory
- 122 -
activity of the stomach. They can also cause severe headaches and insomnia and
histamine may also cause allergic reactions. Their total value may be about 20
mg / liter of beer (Baranowski et al, 2011);
•
Sulphur dioxide - in all types of beers there are different types of sulfur
compounds. Sulfur can come from virtually any raw material required for the
production of beer. The content of SO2 in beer, depends on the composition of
wort, the oxygen content, lipids, concentration the yeast strain and yeast fermen­
tation and storage conditions (Buchanan et al, 2009).
Summary
Beer is a low alcoholic beverage obtained by alcoholic fermentation of the
wort by yeast under the lower or upper and spontaneous fermentation. Not only
is the quality of beer affected by the materials used in its production, but also by
the principle of the whole process. Consumers are choosing beer guided chiefly
by sensory qualities in particular taste, smell, colour and saturation and clarity.
Awareness-beer style selection among consumers is becoming higher. Therefore
brewing flourishes even in the countries that have not previously had too great
traditions in this industry. In turn, the old beers are restored to grace and the new
ones are still being created new - based on unknown or not used so far additives.
Bibliography
1. Baca E., Gol^biowski T. Nowe spojrzenie na wskazniki warunkuj^ce
wartosc technologiczn^ j^czmienia i slodu browarnego. Przem. Ferm. i Owoc. Warz., 1997, 10, s. 1-22.
2. Bamforth C.W. Beers, history and types. Encyclopedia of Food Sci­
ences and Nutrition. 2003, s. 418-422.
3. Baranowski K., Baca E., Salamon A., Michalowska D., Zielinska D.,
Karas M. Czy zawartosc amin biogennych w piwie moze byc jednym z
parametrow oceny jego jakosci zdrowotnej? Przem. Ferm. i Owoc. - Warz.,
2011, 7/8, s. 68-70.
4. Baranowski K. Polifenole prozdrowotne w chmielu oraz w
granulatach i ekstraktach chmielowych stosowanych do produkcji piwa w
Polsce (1). Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 2007, 12, s. 7-9.
5. Baranowski K. 2011. Jak uzyskac w piwie dobry jakosciowo i stabilny
aromat chmielowy? Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 11-12, 24.
6. Capik A. Wplyw zmiany technologii produkcji (klasycznej ^ CKT
^ HGB) na profil smakowo - zapachowy piwa. Ksztaltowanie cech
sensorycznych piwa. Wydaw. Naukowe Akapit, Krakow, 2001.
7. Choldrych M. Gatunki piwa i kryteria oceny sensorycznej. Przem.
Spoz. 2011, 65, s. 54-56.
- 123 -
8. Czerwinska D. Nawarzyc sobie piwa. Przegl^d Gastronom. 2009, 4,
s. 14-16.
9. Dylkowski W. Browarnictwo. WSiP, Warszawa, 1993.
10. Falat Z., Gorska R., Plinta P., Sadownik A., Wojtala D. Przewodnik
piwosza. Wydaw. Pascal, Bielsko-Biala, 2002.
11. Gerhäuser. Beer constituents as potencial cancer chemopreventive
agents. Eur. J Cancer, 2005, 41, s. 1941-1954.
12. GUS. Maly rocznik statystyczny. 2011.
13. Gut D. Rok 2010 w ocenie organizacji branžowych. Przem. Ferm. i
Owoc. - Warz., 2011, 2, s. 3.
14. Gut D. Rok 2011 w ocenie organizacji branžowych. Przem. Ferm. i
Owoc. - Warz., 2012, 1, s. 18.
15. Jackson M. Piwa - przegl^d gatunkow. Wydaw. Pascal, BielskoBiala, 1994.
16. Jackson M. Tyskie - vademecum piwa. Wydaw. Muza, Warszawa,
2007.
17. Jarz^bek Z., Marczak J., Marczewski B. Sk^d si<? w piwie wzi^ly
droždže? Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 2010, 4, s. 46-48.
18. Kordialik - Bogacka E. Wplyw procesu technologicznego na
stabilnosc piany piwa. Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 2007, 1, s. 27-28.
19. Kunze W. Technologia piwa i slodu. Wydaw. Piwochmiel, Warszawa,
1999.
20. Marczak J., Jarz^bek Z., Marczewski B. Piwo z pszenicy. Przem.
Ferm. i Owoc. - Warz., 2010, 1, s. 12-13.
21. Marczak J., Marczewski B., Lesiecki M. Po co piwu enzymy? Przem.
Ferm. i Owoc. - Warz., 2009, 2, s. 10-12.
22. Marczak J. Piwo gasz^ce pragnienie rewolucji. Przem. Ferm. i Owoc.
- Warz., 2009, 1, s. 24-25.
23. Marczewski B., Lesiecki M., Marczak J. Piwo w imadle, czyli kilka
slow o sensory ce zlocistego napoju. Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 2009, 4, s.
32-33.
24. Marczewski B., Marczak J., Jarz^bek J. Bock zwany kozlakiem.
Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 2010, 9, s. 10-11.
25. Marjanowski J. Wymagania jakosciowe wody do produkcji piwa oraz
metody przygotowania wody w przemysle piwowarskim. Przem. Ferm. i Owoc.
- Warz., 2011, 9, s. 10-12.
26. McFarland B. Najlepsze piwa swiata. Wydaw. Olejsiuk, Ožarow Mazowiecki, 2010.
27. Narziss L. Nowoczesna technologia a jakosc piwa - refleksje na ten
temat i rady Mistrza - prof. Ludwika Narzissa dla wspolczesnych technologow
- 124 -
piwowarow. Opracowano na podstawie Brauwelt International 2009, 5, 349­
350; 2, 8.
28. Pasztaleniec G. Optymalizacja filtracji piwa. Przem. Ferm. i Owoc. Warz., 2009, 3, s. 16-17.
29. Pazera T., Rzemieniuk T. Browarnictwo, przemysl fermentacyjny.
WSiP, Warszawa, 1998.
30. Przegalinska M. Wplyw stawek podatku akcyzowego na sytuacj?
sektora piwowarskiego w aspekcie integracji z Ш ц Europejsk^. Przem. Ferm. i
Owoc. - Warz., 2004, 4, s. 12-13.
31. Przegalinska M. Rynek piwa w Polsce zmniejszyl si? znacz^co.
Przem. Ferm. i Owoc. - Warz., 2010, 3, s. 12.
32. Ricken K. H., Van Braak H. Piwo na zdrowie! Wydaw. Interspar,
Warszawa, 1999.
33. Sadownik A. Piwosza Przewodnik Po Piwa Przypadkach - Piwa
pszeniczne. Piwosz bezalkoholowy, 1999, 4, s. 21 - 23.
34. Sadownik A. PPPPP - Stout!. Piwosz bezalkoholowy, 2000, 7, s. 23­
24.
35. Sadownik A. PPPPP - trunki klasztorne. Piwosz bezalkoholowy,
2000a, 5, s. 17-19.
36. Sadownik A. PPPPP - Alt. Piwosz bezalkoholowy, 2001, 11/12, s. 14.
37. Sadownik A. O prozdrowotnych wlasciwosciach piwa. Przem. Ferm. i
Owoc.-Warz., Specjalne wydanie - piwa browarow regionalnych, 2011, 1,
s. 10-14.
38. Stasiak M. Swiatowy rynek piwa w 2011 roku. Przem. Ferm. i
Owoc.-Warz., 2011, 3, s. 4-6.
39. Synak J., Rydzkowski T. Technologia produkcji piwa jasnego pelnego
oraz wplyw wybranych dodatkow smakowych na jego cechy organoleptyczne i
trwalosc. Przem. Ferm. i Owoc.-Warz., 2009, 3, s. 18-22.
40. Verhagen L. C. Beer Flavor. Comprehensive Natural Products, 2010,
3, s. 967-997.
41. Wisniewski P. Piwa historie niezwykle. Wydaw. Print Shops Prego,
Warszawa, 1993.
Рецензент профессор Вавжиняк В.
- l2 5 -
yAK 338.48
O. Surma**, B. Czerniejewska-Surma*, M. Szczygielski*, D. Plust*,
A.
Pietrzyk*, D. Pietrzak*
*Department of Commodity Sciences and Quality Assessment,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
**Department of Food Technology,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
THE USE OF VENISON MEAT IN GASTRONOMY
Venison meat is valued mainly because o f the nutritional value, high protein content
and low fat content as well as due to the high digestibility. That meat has an attractive profile,
aromatic flavour that distinguishes it from other species. It has a variety o f culinary uses and
dishes made from it are considered as exceptional rarity.
venison, yield, using.
Introduction
Werpachowski and Zalewski (2012) argue that Poland ranks sixth place in
Europe in the game production Most of the raw materials are exported to the Eu­
ropean Union countries. The main customers are Germany, France and Italy. In
Poland, the consumption of venison is very low and amounts to 0,08 kg per year
based on the Pole average.
According to Zina and others (2002) the number of harvested game ani­
mals in Poland, compared to other European countries, is still relatively high. In
terms of raw material the number is 12-14 thousand tons per year. This amount
represents 0,4% of the raw material obtained from animals for slaughter. Polish
cuisine now dominates in poultry, pork and beef. Venison and dishes prepared
from it, which are a rarity for the majority of Poles, almost always administered
as an exquisite dish (Werpachowski and Zalewski, 2012). According to
Zochowska-Kujawska (2005a), West Pomeranian region can boast of fisheriesrich in animals living in the wild. In the West Pomeranian region as a result of
killing in the hunting year 2011-2012 were obtained: 33166 units of wild boar,
19424 units of roe deer, 10,826 units of deer (GUS, 2012).
- 126 -
Table 1
Shooting the most important game animals in thousands pieces (GUS 2012)
Specifications
2000/
2001
2005/
2006
2007/
2008
2008/
2009
2009/
2010
2010/
2011
2011/
2012
0,2
54
6,4
161
233
142
18
104
3,10
60
7,0
167
196
130
10
113
1,8
[thousands pieces]
Elk
Deer
Follow deer
Roe deer
Wild boar
Fox
Hare
Pheasant
Partridge
0,3
41
2,5
158
93
101
65
95
23
41
3,3
147
138
175
30
102
18
41
3,6
141
149
147
23
113
14
46
4,3
157
226
146
18
147
15
51
5,1
176
218
141
19
111
12
1 Distribution of game carcasses
Distribution of wild game carcasses depends on the purpose and require­
ments of the domestic or foreign customer. The marketing and trading network
for processing carcasses of big game are divided into half-carcasses and quar­
ters. This division applies to carcasses of wild boar, deer, elk and fallow deer. In
contrast, roe deer carcasses remain in full after the initial, essential partition, the
individual culinary elements are cut out (Werpachowski and Zalewski, 2012).
Half-carcasses of wild boars, elk, deer, fallow deer and roe deer are skin­
less, then the head, legs and tail are cut off and then divided along the axis of the
body. These carcass can be with fat or without it and with pork loin or without
it.
In turn, quarters are obtained by dividing the half-carcass by cutting be­
tween the eighth and the ninth rib.
In contrast, hare carcasses in trade may be deprived of the head, jumping
front and rear, skinned and devoid of internal organs. They may also be present
in the hair, not skinned and eviscerated.
Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski (1997) argue that the carcasses of
birds can also be gutted, without heads and feet and left behind the oars with
giblets or without giblets and devoid of feathers or be feathered and not viscera
opened.
The next stage of cutting the carcass is splitting into elements felling or
essential elements constituting the whole anatomy. In carrying out this cutting
takes into account both the anatomical structure of the animal and the direction
of the culinary destination of the item (Olszewski, 2007).
- 127 -
Deer carcass is divided like beef carcass . The difference is about isola­
tion, which is not used, in the forequarter neck, chuck and entrecote . In contrast,
deer carcass division is analogous to the distribution of veal carcass, with the
difference that flank and calf saddle are not isolated.
In turn, we divide a boar carcass similar into the pork carcass, however
back fat, loin end and ribs are not isolated, because along with the bacon and the
flank they are a part of the cuisine.
Hare carcass is divided into two main parts: the front and rear and the es­
sential parts are isolated from them (Kopta and Luszczki, 1989).
Table 2
Carcass essential cutting (Dzierzyriska-Cybulko i Fruziriski, 1997)
Parts o f wild boar carcass
Ham with bone
Ham without bone
Loin with bone
Loin without bone
Shoulder with bone
Shoulder without bone
Bacon without bone
Neck without bone
Jowl
Parts o f the deer, elk, fallow
deer and roe deer carcass
Round with bone
Round without bone
Loin with bone
Loin without bone
Shoulder with bone
Shoulder without bone
Ragout
Parts o f hares and wild
rabbits carcass
Round with bone
Loin with bone
Shoulder with bone
Ragout
The whole carcass of game birds is the elemental of culinary but without
the head, containing depot fat. It may be deprived of offal or may not. If the car­
cass is to include offal, the purified components such as: liver, heart and stom­
ach, are wrapped in parchment or polyethylene foil and inserted into the ab­
dominal cavity (Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski, 1997).
2 Slaughter yield of game animals
According to Zina and others (2002) game yield from a technological
point of view, plays an important role in assessing the slaughter of game ani­
mals. Slaughter yield of animals living in the wild is a percentage value. It is
calculated according to the index of indicator called the game yield. Game yield
is the ratio of the weight of the carcass before evisceration to the weight of the
carcass after removing the entrails and offal. At the same rate the slaughter yield
in relevant animal species living in the wild is varied (Werpachowski and
Zalewski, 2012). Zmijewski et al (2007) argue that fluctuations in game yield
are greater than in slaughter animals.
Zochowska-Kujawska (2005) reported that yield of animals living in the
wild is slightly lower than that of slaughter animals. This is correlated with the
- 128 -
weight and anatomy, with age and sex as well as the filling degree of the gastro­
intestinal tract and fattening of the animal. In addition, performance also de­
pends on the game as the abundance of habitat in which the animal was present
and as it was reported by Zmijewski and others (2007), the mass of seizures,
which is meat damaged by a missile is not suitable for processing culinary.
Age and weight of game animals have a significant impact on the perfor­
mance of the edible parts. With age, the weight of the animal increases and de­
creases in the share of non-edible raw materials for fattening effects, such as :the
head, the final sections of the limbs and skin and in turn increases the share of
the bones in the carcass (Rywotycki, 2000).
The most valuable culinary items in the carcasses of wild animals are:
round or ham, or loin and shoulder. The largest percentage in the carcasses of
animals of all species is characterized by leg. It is the third eviscerated carcass
weight. Another significant culinary element is shoulder. Its share in different
carcasses varies within fairly wide limits. For example, in carcasses of wild
boars is 20% of the weight of the carcass, with fallow deer , roe deer about
17 %. The third element, which is the most valuable in terms of nutrition is the
loin. Its percentage, according to Dzierzynska - Cybulko and Fruzinski (1997) is
in the carcass 12-17 %.
Table 3
Features of the game animals and the percentage of certain components
of the carcass (Zin et al., 2002)
Species
Roe deer
Deer
Wild boar
Follow deer
Elk
Hare
Carcass
weight
[kg]
Slaughter
yield
13-17
75-90
80-105
40-55
3-4,5
60
52-60
60-75
48-5 9
65-70
53-72
Round share
[%]
Shoulder
share
Meat share
[%]
41
37-39
30-33
38-45
35-40
18
19-20
21
18-19
12-16
77,5
73,4
63,7
76,2
76,0
72,0
3 The nutritional value of wild game
Wild game meat has high nutritional value. It is caused by complex of
chemical composition.
Zin et al. (2002) argue that, the game meat has a positive effect on the
human body due to favorable morphological composition, which is a very small
amount of fat and chemical composition, which is high in protein and low in
cholesterol.
- 129 -
The basic chemical components of both farm raw game and wild game
meat include protein, fat, carbohydrate, water, minerals and vitamins.
The chemical composition of wild game meat differs slightly from the
chemical composition of the meat of slaughtered animals such as beef or pork
which is associated with different living conditions of these animals. It is be­
lieved (Smolinska, 1976; Czerwinska, 2010) that a game’s complex chemical
composition depends on several factors such as:. the species, age, fattening and
place in the carcass from which the culinary element was taken.
The most valuable in terms of physicochemical constituent of meat is pro­
tein. It is commonly believed (Zmijewski et al., 2001; Gorecka and Szymanko,
2010; Czerniejewska-Surma et al., 2013) that the proteins contained in foods
have different nutritional value. It depends on the content of each of the individ­
ual exogenous amino acids and the sum of essential amino acids and the rela­
tionship between the individual exogenous amino acids.
Venison protein is a wholesome protein containing more exogenous ami­
no acids than meat of farm animals and is characterized by high bioavailability
(Surma et al., 2011; Surma et al., 2012a) .
Smolinska (1975) showed that wild game meat contains amino acids:
valine
and histidine, which are in smaller quantities in pigs and cattle. Some amino ac­
ids by the author are unique to certain species of wild game meat and occur at
the optimum of maturation stage. These amino acids are: tryptophan, methionine
and threonine
Werpachowski and Zalewski (2012) believe that in the largest quantities
in venison are leucine and lysine and in smaller cysteine and hydroxyproline.
The protein content of wild game meat is somewhat higher than those
found in farm animals; it ranges from 17,1 to 24,8% (Smolinska, 1976; Ristic et
al., 1987; Zmijewski and Korzeniowski, 2000, Smith, 2008).
According to Czerniejewska-Surma et al (2013), the largest protein con­
tent have pheasant and wild boar meat, the smallest - boar cub and deer meat.
The intermediate amounts of this nutrient can be found in meat of other species
of game animals.
Also, rabbit meat contains slightly more protein than other wild game car­
casses. The amount thereof ranges from 23,5 to 24,8% . However, the meat is
distinguished by a much larger amount of collagen. For example, loin contains
about 10,4 %, while the leg about 11,4% of collagen (Dzierzynska-Cybulko and
Fruzinski, 1997; Zmijewski et al., 2001).
Collagen as a fibrilar protein and it is a component of cartilage and skele­
tal and muscle membranes. The high content of connective tissue, collagen and
elastin, reduces the nutritional value of raw materials. Collagen is characterized
by defective amino acid composition, because it lacks of tryptophan. It states the
- 130 -
deficiency of tyrosine and sulfur amino acid (Korzeniowski and Zmijewski,
2000; Gorecka and Szmanko, 2010).
The high content of collagen reduces the biological value of meat of hares
which is equivalent to lowering the quality of the cuisine. Muscles, which con­
tain little more connective tissue are often preferred by consumers because of
their high palatability. Heat thermohydrolysis extending in the meat during the
heat treatment results in that meat becomes softer, more juicy and has a high
value of sensory.
According to Korzeniowski and Zmijewski (2001), in tissue of wild boars
protein content ranges from 17,1 to 24,5%. According to Dzierzynska-Cybulko
and Fruzinski (1997) the largest amount of this component contains pork, slight­
ly less ham and neck. The share of the protein collagen in wild boar carcass gen­
eral varies between 7,8% (in the round) to 12,6% (in bacon). Such a high con­
tent of collagen in bacon as Korzeniowski and Zmijewski (2001) claimed is jus­
tified because this part of the carcass consists of a high percentage of fat and
connective tissue.
The high nutritional value of proteins in the meat of game animals may
indicate the value of elk biological muscles. Wholesome protein in an amount of
21%, of which 18% are interchangeable proteins and are synthesized in the hu­
man body, predominant in this composition of meat.
An important component of the chemical compounds present in the mus­
cles of game is fat. It is found in meat in two forms, as a reserve fat and constitu­
tional. Reserve fat accumulates around the internal organs, the skin of the animal
and between muscles. In contrast, constitutional fat is mainly around the muscle
fiber. The amount of fat accumulated in the body depends on many factors, no­
tably: the animal species, sex, diet and lifestyle.
The fat consists of several fractions, among them the greatest importance
are: triglycerides, phospholipids, cholesterol and its esters, free fatty acids pre­
sent in smaller quantities, diglycerides one and other compounds (Korzeniowski
et al, 1975).
Wild animals, unlike farm animals, are characterized by a lower percent­
age of body fat (Kurpios and Wheeler, 1998; Czerniejewska-Surma and
Kosciolowska, 2005).
Smolinska (1976) reports that the average percentage of this component in
the carcasses of certain animals is: deer - about 2,71%, roe deer - about 3,70%,
wild boar - about 3,16%, hare - about 2,30% and mallard duck - about 5,90%.
Distribution of fat in the carcass is uneven. In studies on the chemical
composition of wild boar meat has been demonstrated low levels of fat in the
loin and ham around 1,5 to 3,2%, in the rest of elements the amount is slightly
higher. Neck contains about 9,9-17,7% and bacon around 22,8-34,8%. This low
content of fat in the wild meat affects its calorific value, which is 110-120 kcal
- 131 -
(Smolinska, 1976; Petkov, 1985; Korzeniowski et al., 1991; DzierzynskaCybulko and Fruzinski, 1997).
Fat in game meat, compared to fat in meat of domestic animals has a high
content of unsaturated fatty acids.
The exception is the boar meat, wherein the fat in the muscle of the car­
cass, depending on the element, contains 58,5-62,5% unsaturated fatty acids,
including polyunsaturated 9-15%. In contrast, the fat component derived from
elements of an increased content of fatty tissue has lower amounts of unsaturat­
ed fatty acids. The bacon is about 52% and depot fat about 49%. In the two
types of tissue around 9% are polyunsaturated fatty acids (Korzeniowski and
Zmijewski, 2001).
Korzeniowski et al. (1975) showed that the fat contained in the venison
has seven fatty acids of chain length C14 to C18. Of the saturated fatty acids
present in the largest quantities palmitic and stearic acid predominate and among
the unsaturated fatty acids oleic acid.
In wild birds by Smolinska (1976) most of intramuscular fat include
breast muscles, which increases the value of the technology of these muscle
groups. This is confirmed by research by Czerniejewska - Surma et al. (2013)
who showed that, partridge meat contains about 0,5% fat. The fat is located
around the breast muscle, carcass sides and on the back in the form of thin
stripes. The meat of game birds revealed the presence of about 62% unsaturated
fatty acids. Among these acids dominate oleic, linoleic and oil palmitic acid. In
general, it can be assumed that the fat is dominated by C18 and C20. Comparing
the fat contained in the meat of wild birds and domestic poultry Smolinska
(1976) showed that fat in wild birds contain more linoleic acid, which increases
its nutritional value.
The cholesterol content in the muscles of animals is differentiated. In the
red muscles, which perform more work, is more cholesterol than in the light
muscles (Powre, 1967). According to Cygan - Szczegielniak and Janicki (2009),
a large impact on the amount of cholesterol in meat have age and sex of the an­
imal. In venison cholesterol is about 60 70 mg per 100g of the raw material.
This amount corresponds to its content in pork and beef.
Water is the main component of the raw meat, responsible for its succu­
lence and durability. Wild game meat contains from 66 to 76 % water. 90% of
the water contained in the meat is in muscle fibers and remaining 10 % is in the
intercellular spaces. The water in muscle tissue presents in various states of
binding (a substantial part of the protein) as well as free water (DzierzynskaCybulko and Fruzinski, 1997).
The water content in the raw material is closely correlated to the amount
of fat located in there. The more water in the meat tissues the less fat and con­
versely, the less water the more fat. Water content in the meat of wild boars
- 132 -
ranges from 71,5-74,5% (Korzeniowski et al, 1975; Smolinska, 1975; Petkov,
1985; Mojto et al, 1993; Zmijewski and Korzeniowski, 2000).
In the elements with a high fat content the amount of water is much lower:
in neck it ranges from 64 to 69%, and in bacon from 50 to 59% (Statkievich and
Wrotek, 1991; Statkiewicz et al., 1992, Korzeniowski and Zmijewski, 2000).
The water content of the raw material meat may vary depending on the
species of animal. These differences, however, are not too high and most also
arise with intramuscular fat content. An example of the differences between the
chemical composition of wild game and farm animals can be a wild boars and
pigs. The water content of wild boar meat is from 66 to 74 %, whereas the pigs
comprises from 46 to 60%. The exceptions are very young pigs, fast-growing
and highly meat breed (Zochowska-Kujawska, 2006). Dzierzynska-Cybulko and
Fruzinski (1997) said that the water content in meat is also affected by physical
activity of individual elements of the carcass. The relationship between physical
activity and their muscle hydration. Muscles working more intensive had greater
amount of water. Loin contained an average of 72,4 % water while the muscles
in the shoulder and ham contained its above 73%. The water content in the meat
increases up to the age of the animal. After a period of intensive growth of the
number of it’s in all parts of the carcass starts to slightly decrease. Old animals
meat contain less water, more dry matter and often more fat. In turn, the meat
obtained from young animals is more hydrated but less durable.
High impact on the nutritional value of meat have vitamins. These com­
pounds are in small amounts. They are essential for the proper functioning of the
body. The human body is able to synthesize only some of them in very small
quantities, which do not satisfy the needs of the body. Therefore, they must be
delivered to the body with food (Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski, 1997;
Kunachowicz et al., 2000).
Wild game meat is mainly a source of water-soluble vitamins from group
B and C and the small amount of fat-soluble - A, D, E, K (Dzierzynska-Cybulko
and Fruzinski, 1997).
Gorecka and Szymanko (2010) believe that meat from wild game, thanks
to unlimited access to the natural feed is richer in vitamins than meat from farm
animals: beef or pork .
Russak (2000) argues that the elk meat contains 3-4 times more vitamins
than beef. According to Surma et al. (2011) game can be a good source of vita­
min PP (niacin). Wild game meat contains its average about 5 mg per 100 g of
tissue, whereas elk meat contains up to 3 times more. It was found that fallow
deer and red deer meat is a valuable source of vitamin B2 (riboflavin). Small
amounts thereof are in the meat of wild boars, while rabbits only contain 0,065
mg per 100 g of tissue (Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski, 1997).
- 133 -
The few available literature data do not allow to clearly assess the wild
boar meat in terms of vitamin content. The reported results show quite large var­
iations, e.g., thiamine content ranges from 0,16 mg/100 g of meat to 0,355
mg/100 g of meat and riboflavin 0,07 mg/100 g of meat to 168 mg/100 g The
residual vitamins is even less known. Zmijewski and Korzeniowski (2000) argue
that the reason for such large discrepancies vitamin content in meat is undoubt­
edly a different diet of the animals.
Next to vitamins, an important role for the human body are also minerals
that make up the structure of the muscle fiber .
For the elements present in the meat of game animals we can include:
• macroelements - sodium, potassium, calcium, phosphorus, chlorine,
sulfur , magnesium, iron,
• microelements - copper, manganese, zinc, cobalt, molybdenum
(Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski, 1997).
In venison, minerals, like the other compounds are not evenly spaced. The
differences in the content are the result of the muscle functions e.g.: light mus­
cles accumulate compounds containing phosphorus, in turn, dark and red mus­
cles accumulate higher amounts of potassium, sodium, calcium, and zinc chlo­
ride (Wartenberg, 1975; Korzeniowski et al., 1991, 199a; Drozd, 1997;
Kozaczynski, 1999, 1999a; Zin et al., 2002). The mineral content in meat is also
affected by the food the animals eat and thoroughly content of microelements in
feed.
Wild game meat has a higher mineral content than meat from farm ani­
mals. The total content of these elements is estimated to be approximately 1 %
(Korzeniowski et al., 1975; Smolinska, 1975; Petkov, 1985; Ristic et al., 1987;
Mojto et al., 1993).
According to Zina et al. (2002), game contains 3-4 times more minerals.
High levels of calcium and phosphorus are recorded in the muscles of wild boar,
while high magnesium content in roe deer meat. Elk meat according to these au­
thors, is characterized by a high content of all macro-and micronutrients. Ac­
cording to Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski (1997) high levels of salts min­
eral in the meat of elk is the result of its migration into the remote areas in
search of food. In addition, it was found that the elk to maintain a balance be­
tween macro- and microelements, chooses the ingredients in their diet, which
allow them to compensate for the shortage of individual elements.
- 134 -
4 The use of wild game meat in the catering
Venison and among it the wild boar meat played a big role in traditional
Polish cuisine. A sumptuous repast could not handle without the ham or loin in
gravy (Baranowska and Walkiewicz, 1995).
Nowadays game is sought only by gourmets and its consumption per capi­
ta in comparison with the meat of farm animals is low (Baranowska and
Walkiewicz, 1995).
Exploitation of raw meat from wild animals as Zin and others (2002)
claim, does not constitute, at the present time, the most important form of food
supply. However, the meat due to its taste and nutrients is a variety of our menu.
It is particularly sought after by connoisseurs and served despite the high prices
in exclusive restaurants.
Zmijewski et al. (2001) believe that the most important characteristics of
the meat, which determine its assessment of the culinary and processors are:
colour, crispness, the ability to absorb and maintenance of water and sensory
characteristics. According to these authors, a darker colour of venison meat
compared to domestic animals depends on many factors. One of these factors is
higher pigment content in the meat of venison. An example might be a wild
meat, in which dye content is three times higher than in the meat of domestic
swine and it is 63 ^g / g. The concentration of the dye in the meat of wild boar is
the highest among all species of game. The reason is the higher number of red
fibers, which is one third of all muscle fibers, and it is twice greater than those
found in pigs. Zochowska-Kujawska (2005) believes that wild animals lead a
more active lifestyle than farm animals and therefore their meat is usually hard­
er. Meat sourced from farms mostly comes from animals that are not older than
two years. While venison is sourced from animals of all ages, because of terms
of protection and care of herd.
In the carcasses of older animals there is a larger share of the connective
tissue, which to achieve a proper level of maturity requires additional treat­
ments. The reason for this is that the muscles collagen is more resistant to sof­
tening during cooking . That is why game to obtain the appropriate flavour re­
quires appropriate treatment to the so-called crushing meat. Fragility significant­
ly affects the game consumer value (Anonymous, 1997). The desired level of
meat tenderness is obtained during the ripening. Maturation of meat is a process
in which muscle tissue changes its consistency and flavour, muscle tissue be­
comes fragile, juicy and it gets a pleasant taste (Dzierzynska-Cybulko and
Fruzinski, 1997). Deutz and Deutz (2008) say that, during the maturation pro­
cess muscle fibers are distributed by enzymes and relaxed so that the meat be­
comes more tender, gets an extra taste and smell. During maturation process a
number of biochemical processes take place, which results in a lot of substances
that affect the formation of the flavour profile - the fragrance of meat.
- 135 -
Proteolytic transformations in proteins occur in accumulation of active flavour amino acids compounds (Smolinska, 1975). Dzierzynska-Cybulko and Fruzinski
(1997) argue that for the culinary processing and manufacturing any meat
should always undergo a process of maturation .For this purpose, eviscerated
carcasses of game should be first hanged. The duration of this stage depends on
the age of the animal and the temperature of the room (Zochowska-Kujawska ,
2006). Deutz and Deutz (2008) say that, deer skin should hang 36-40 hours in a
refrigerator or in refrigerator closet at about 5-7 °C, lower temperatures result in
reducing treatment time. In turn, deer and wild boars should hang, depending on
size, in the skin in similar temperatures 48-96 hours. Boar cub include the pa­
rameters listed for roe deer. Deer, boar cub and calves are placed in the refriger­
ator only when you get rigor mortis (rigor mortis). Too early placement of car­
cass in the cold can cause, due to shortening of cooling, becoming meat tough.
Currently crushing game is done by freezing the meat. The carcasses of
rabbits and wild birds are subjected to a freezing process for a period of 7-10
days at a temperature of -10 °C to -18 °C. In turn, thick carcasses of game at
-22°C to -30°C. After thawing the meat acquires the appropriate fragility .
However, in the case of meat from older animals with a high proportion of
connective tissue, to obtain the proper degree of maturity additional treatment
methods are often required. Already in the eighth century to achieve the proper
effect of poultry fragility electrical stimulation was used. Currently the enzymat­
ic treatment is used in the form of a traditional marinade (Anonymous, 1995).
According to Czerwinska (2007), stain or specially made sauce affects the
hardness of the game and its quite unpleasant smell. Marinade is particularly
recommended in the case of meat from older animals, because it causes tissue
softening and meat crushing. In the acidic marinade the meat becomes slightly
sour and herbal aftertaste - spicy fragrance.
According to Zochowska-Kujawska (2006), where the meat intended for
the treatment of technology is young, especially if it is a female, can be directly
used for food preparation or a few days earlier should be rubbed with paste of
crushed spices and vegetables. On the other hand, if the art is older or it intends
to give it a distinctive herbal-spicy flavour and aroma, it should be soaked it in
vinegar herbal marinade. The effect of the marinade is mainly on the action of
acids contained in the foodstuffs. Staining the best performance is obtained with
the smaller pieces of meat because the marinade penetrate to a depth of 6-12
mm.
You can use vinegar, citric acid or lemon juice, tomato juice, beer or dry
wine and curdled milk, buttermilk or whey.
For white meats and poultry best suited are white wines. In turn, the meat
of wild boar, deer, roe deer, hare and birds the best are red wines. To marinade
juniper berry supplement is recommended that blend well with the taste of veni­
- 136 -
son, however, it should be used in small amounts, because the spice can inhibit­
ed the natural taste and smell of food.
To stain, according to Czerwinska (2007), depending on the tastes of
herbs and spices, pepper, garlic, allspice, thyme, rosemary, lemon balm, cinna­
mon, pepper, cloves, sage, basil, tarragon, ginger pieces, coriander, chili, bay
leaves, celery and chives and fruits and vegetables - parsley, carrots and celery,
onions, prunes and nuts can be also added. It is not recommended to use iodized
salt because it can change the flavor of the meat.
Wild game meat, according to Surma and Czerniejewska-Surma (2012,
2012a) compared to the meat of farm animals is considered as unbeatable be­
cause of its sensory qualities.
Smolinska (1975) believes that the game is characterized by exquisite
aroma. A variety of compounds extracted from the raw muscle play the decisive
role in the formation of the flavour profile of the meat. During the meat heat
treatment water-soluble substances react with each other at that time there are
many physicochemical and structural changes. Organic acids such as, lactic acid
and mineral salts play important role in profiling flavour and aroma, which are
considered to be modulators of taste. Volatile aromatic carbonyl compounds,
which manifest themselves during cooking, are considered as one of the most
important sources of flavour characteristics.
Venison has various culinary applications and dishes made from it are
considered as exceptional rarity (Czerwinska, 2007).
Zochowska-Kujawska (2005) reported that wild game meat in many re­
spects meets the requirements of food with high nutritional value, therefore, the
raw material is used for the production of cooked and ripened products. Func­
tionality of game as a raw material for the production of gammon and hams is at
a high level. The value of the pH is strongly correlated with the characteristics
of the usefulness of the technology, such as water absorption and thermal leak­
age as a result, production capacity of the product.
The venison generally do not meet the constituent elements of the PSE or
DFD meat. Therefore, this material allows to create the product with good quali­
ty and proper durability (Anonymous, 1995; Rywotycki, 2000, ZochowskaKujawska, 2005).
Muscles of game animals differ in terms of histological and texture from
meat of farm animals, so people interested in processing of this material must
have knowledge about the processes taking place in the carcasses of hunted an­
imals (Zin et al., 2002).
Wild game meat, as Zochowska-Kujawska (2005) says, requires other
conditions massaging process, which is preceded by the meat injection. The
products of the desired quality is obtained by curing a mixture of the original in­
jection in an amount of 20-30%. Game, especially hunted late autumn, is char­
acterized by a high content of intramuscular fat, so it is a good raw material for
- 137 -
the ripened hams production. According to the author the most commonly used
material for exclusive production of ripened hams, is meat from pigs bred in ex­
tensive system and fed in a specific way, for example, in the case of Spanish and
German Westphalian hams, animals are fed with acorns and in the case of Parma
ham-parsnip and whey - which remain after the manufacture of cheese such as
parmesan.
Meat from animals, which live in the wild and feed with the so-called
gifts of the forest, is the most suitable raw material for the manufacture of such
products.
Czerwinska (2010) describes the extensive use of wild game meat pro­
cessing. The most popular products from venison are charcuterie both luxurious
and offal.
Depending on the degree of grinding of meat and used heat treatment sau­
sages can be high- stable, semi - dry or intermediate and finely minced,
steamed.
The meat of wild boar is used for the production of luxury meats and sau­
sages. For the production of sausages you can use boneless meat - ham, shoul­
der and neck. You can also use the meat from knuckle and shank or slices of
meat from between the ribs and oversized bacon.
For the sausage production, made from wild boar meat, it is necessary to
supplement with pork meat - the shoulder or neck and sometimes with beef and
pork fat. The most famous wild boar sausages are: hunting, hunter, Krakow dry,
grill, smoked and steamed white.
For the sausage production from roe deer meat, quite greasy elements are
used, preferably with hams, shoulders and the rib and leg. It is also recommend­
ed adding bacon pork and pork fat .In contrast, deer sausage is mainly made of
ham and pork fat. Connoisseurs believe that the sausage with the best quality
and sensory properties is obtained by mixing together of various species of wild
game meat of wild boar, roe deer, deer, wild boar bacon.
Venison can also be an addition to meat products produced from farm an­
imals. According to Zochowska-Kujawska (2005), already fragmented small ad­
dition to the wild game meat products from pork increases the most distinguish­
ing features of the product - tenderness and juiciness.
Venison can be subjected to any heat treatment technology: cooking, fry­
ing, baking and stewing To obtain a delicate portion of meat on a plate (Deutz
and Deutz 2008), temperature thermal treatment should be appropriately select­
ed. While preparing venison there is one rule, the more valuable a piece of meat,
the lower the temperature thermal treatment should be used. Excessively high
temperatures cause the meat becomes tough. In the valuable parts of the carcass,
such as a loin or leg, during the heat treatment, the temperature inside the mus­
cle should not exceed 60°C.
- 138 -
Choosing the right heat treatment process by Flis and Procner (1983), de­
pends on the quality of raw material.The rules to select an appropriate heat
treatment are the same as in the case of meat of animals for slaughter.
Cooking - is the process of least used to prepare meals from venison. It is
used mainly for low fat meat with lots of old membranes and tendons (Kopta
and Luszczki, 1994).
Frying - by Flis and Procner (1983 ), it is a type of heat treatment applied
to all kinds of game. Most frying is allocated to the raw material of the highest
quality, young and muscular animals:
Wild boar - loin, neck, shoulder,
Deer - roast beef , steak, round, and loin,
Roe deer - loin and frykando,
Hare - loin and leg.
Stewing - is the most commonly used process for the heat treatment.
While preparing dishes with this method we achieve much better taste results
than cooking.
Baking - due to the low fat content in game meat tissues and high air
temperature in the oven, meat is rapidly dried. For baking mostly are used:
Deer - roast beef, leg and the meat from the shoulder,
Roe deer - loin, leg and shoulder,
The hare - loin and legs,
Wild boar - pork , ham, neck and meat from the shoulder.
Czerwinska (2007) reports that the tastiest dishes from wild birds are from
birds hunted in the autumn and winter. In contrast, meat from old birds best al­
locate to prepare roasted dishes and the best materials are the carcasses of young
birds .
Hunting for pheasants are held for a short period in the year and because
of that meat these is often subjected to freezing. For the culinary production
most suitable are mature birds, at least two years, which contain a higher amount
of fat in the carcass. Then the production of sausages with these birds do not
need the addition of lard or fat. Pheasants sausage need to freeze which disquali­
fies it for retail sale.
Pheasants meat can be dried, like beef one. So-called jerky is produced
(Czerwinska, 2012). Meat is also suitable for baking but earlier the meat is cov­
ered with the slices of bacon, which increases the juiciness and the food is
served in clear gravy. Carcasses can also be stuffed. For exquisite dishes we can
include pheasant legs marinated in brine made of quince.
Blackcock, grouse and wild duck after previous staining and crumbling
the meat is roasted like a normal poultry. Ducks can be stuffed with lard, rubbed
with juniper and stewed with mushrooms and then whole poured with cream.
Duck breast fillets can also be served as wrapped in bacon (Czerwinska, 2007).
- 139 -
Partridges are the most popular game birds (Czerwinska, 2012). Best
quality of meat is obtained from carcasses weighing 200-300 g Partridge meat is
tender, has a characteristic of venison, exquisite taste and smell. It is not used
for the purposes of processing, the most commonly use is for immediate con­
sumption.
It is commonly believed (Czerwinska, 2007), that the partridges and quail
meat has the softest and tastiest meat among all wild birds. They can be ear­
marked for technology treatment directly after being shot because it does not re­
quire crushing or staining. Partridges can be cooked: Provencal-baked in cream,
with truffles or with sauerkraut and apples.
In Poland, Gorecka and Szmanko (2010) say that, only a small group of
consumers has the ability to appreciate the taste of venison. Taking into account
the physicochemical properties, high nutritional value, very beneficial lipid
composition and other advantages of this meat it is worth getting it to a wider
audience in our country.
Summary
Venison is the meat from the slaughtered forest animals. In Poland, most
obtained are carcasses of deer, roe- deer, wild boars, hares and wild birds, espe­
cially pheasants and partridges. This material has an attractive taste and aroma
profile that distinguishes it from the meat of farm animals.
The characteristic qualities of game taste, aromatic owe that game animals
living in the wild and eating only natural ingredients. Feed for these animals
consists of various herbs, stems, bark of young trees and berries and other plant
derived from the so-called forestry pharmacy which causes the game is free
from foreign substances, chemicals such as growth promoters, hormones or an­
tibiotics which are given to farm animals.
Game is valued mainly for their nutritional values: a high nutritional val­
ue, with a high content of protein and a small amount of fat due to the high di­
gestibility and bioavailability.
The consumer quality of the game is affected by many factors, including
age, the deadline killing, the length of the ripening period (ie crushing meat).
But the meat of game animals requires special conditions of puberty, during
which the meat tissue changes its consistency and flavour. Meat tissue becomes
tender, juicy, acquires a pleasant taste and smell. Fragility significantly affects
its consumption value.
To achieve the desired fragility effect of meat, venison is generally
crushed in special marinades called stains. With this treatment the meat acquires
a distinctive taste and slightly sour herbal-spicy fragrance.
Venison is a variety of culinary uses and dishes made from it are consid­
ered exceptional rarity. Preparing them, however, requires knowledge of the
- 140 -
taste of the cook different types of game and the ability to select the appropriate
spices. Spices are designed to enhance the distinctive natural flavour and aroma
of the meat.
Venison has a low fat content, because prior to heat treatment it is good to
lard it with stripes of bacon or wrap them. The meat is then more juicy and fla­
vorful. Heat treatment of game is not much different from other types of meat
cooking, you can fry, boil, bake, braise and even grill. But the principle applies
that the more valuable a piece of meat, the lower the processing temperature
must be used, because the high temperature processing causes that meat be­
comes hard.
Wild game meat, especially wild boar, deer and roe deer meat is used to
produce different kinds of sausages. They are both luxury products such as tasty
and healthy recipes based on traditional ripened products or a wide range of
meat products which include ham or loin and a variety of sausages, offal and
meat products such as pate.
Bibliography
1. Anonimus. Daniele o solidnej jakosci mi^sa. Mi^so i W^dliny, 1995,
4. S. 18-19.
2. Anonimus 1997. Dziczyzna jako žywnosc. Mi^so i W$dliny,1997, 5,
s. 64-68.
3. Baranowska M., Walkiewicz A. Dzik jest zwierz^ciem lownym, a czy
može bye hodowlanym? Przegl^d hodowlany, 1995, 8, 9-10.
4. Cygan-Szczegielniak D., Janicki D. Influence of age and sexon the
cholesterol content in roe deers meat. Med. Wet., 2009, 65, (3), s. 179-180.
5. Czerniejewska-Surma B., Surma O., Plust D., Pietrzyk A., Tymczyna
P., Dembowska E. Quality of Wild birds located on trade market. [w: Analiz i
prognozirowania sistem uprawlenia]. Red. P. K. Rybin; A. P. Gospodarikow.
Wyd. PPUK, San Petersb., 2013, s. 71-77.
6. Czerniejewska-Surma B., Kosciolowska A. Podstawowy sklad chemiczny
oraz zawartosc histaminy w mi^sie sarny. Mi^so i W^dliny, 2005, 4, s. 43-46.
7. Czerwinska D. Možliwosci przetworcze dzikiego ptactwa.
Gospodarka Mi^sna, 2012, 3, s. 28-34.
8. Czerwinska D. Wykorzystanie dziczyzny w przetworstwie mi^sa.
Gospodarka Mi^sna, 2010, 1, s. 10-12.
9. Czerwinska D. Na dziko. Przegl^d Gastronom., 2007, 3, s. 10-11.
10. Deutz A., Deutz U. 2008. Dziczyzna. Polowanie. Przyrz^dzanie.
Wydaw. Bellona, Warszawa, 2008, s. 17-78.
11. Drozd L. Wartosc spožywcza dziczyzny. Dziczyzna - rodzaje,
wartosc i ocena spožywcza. Sesja PTNW, Lublin, 1997, streszczenie doniesien,
s. 27-37.
- 141 -
12. Dzieržynska-Cybulko B., Fruzinski B. Dziczyzna jako žrodlo
žywnošci. PWRiL, Poznan, 1997.
13. Flis
K.,
Procner
A.
Technologia
gastronomiczna
z
Towaroznawstwem. WSiP, Warszawa, 1983.
14. Gorecka J., Szmanko T. Walory žywieniowe dziczyzny, Mag. Przem.
Mi^snego, 2010, 1-2, s. 20-21.
15. GUS. Rocznik Statystyczny Odstrzal wažniejszych zwierz^t lownych.
Produkcja, import, eksport i spožycie mi^sa, tluszczow i podrobow. 2012,
s. 159, 469.
16. Korzeniowski W., Bojarska U., Cierach M. . Wartošc rzežna dzika.
Med. Wet., 1991, 47 (4), s. 166-169.
17. Korzeniowski W., Bojarska U., Cierach M.. Wartošc odžywcza mi^sa
dzikow. Med. Wet., 1991a, 47 (6), s. 279-281.
18. Korzeniowski W., Kwiatkowska A., Zamojski J. Charakterystyka
lipidow dzika i jelenia. Zeszyty Nauk. ART Olsztyn, 1975, 5, s. 69-75.
19. Korzeniowski W., Zmijewski T. Charakterystyka chemiczna mi^sa
dzikow. Gospodarka Mi^sna, 2001, 3, s. 24-25.
20. Kozaczynski K. A. Sam smak. Przegl^d Gastronom., 1999, 7, s. 3.
21. Kozaczynski K. A. Ptaki Peryklesa. Przegl^d Gastronom.,1999a, 12, s. 3.
22. Kunachowicz H., Czarnowska-Misztal E., Turlejska H. Zasady
žywienia czlowieka. WSiP, Warszawa, 2000, s. 46-67.
23. Kurpios M., Kolodziej M. Pozostalošci pochodnych chlorowych
w^glowodorow w tluszczu okolo nerkowym saren pozyskanych w
wojewodztwie szczecinskim. Brom. Chem. Toksykol., 1998, 31, (4), s. 327­
333.
24. Mojto J., Palanska O., Kartusek V., Bezakowa E. Kvalita mäsa
raticovej zveri (daniel, jelen, srnec, diviak) z volnej prirody.
Polnohospodarstwo, 1993, 3, s. 54-60.
25. Nowak D. Mi^so zwierz^t egzotycznych nietypowe žrodlo bialka.
Przem. Spož., 2008, 6, (3), s. 16, 18,20.
26. Olszewski A. Technologia przetworstwa mi^sa. WNT, Warszawa, 2007.
27. Petkov R. Chimičnijat sstav na mieso ot divi svinie. Vet. Med. Nauk.,
1985, 22 (1), s. 53-57.
28. Powre H. D. Free and estrifield cholesterol content of animal muscles
and meat products. J. Food Sci., 1967, 32, s. 30-35.
29. Ristic S., Zivikovic J., Anicic V. 1987. Prilog poznawanju kvaliteta
mesa divljih svinja. Technol. Mesa, 28, 69-72.
30. Russak G. Dziczyzna zdrowa czy niezdrowa. Lowiec Polski, 2000, 8,
s. 78.
31. Rywotycki R. Czynniki šrodowiskowe wplywaj^ce na jakošc mi^sa
dziczyzny. Aura, 2000, 12, s. 29-30.
- 142 -
32. Smolinska T. Wartošc odzywcza i przydatnošc technologiczna mi^sa
zwierz^t lownych. Gospodarka Mi^sna, 1976, 1, s. 23-26.
33. Smolinska T. Czynniki profiluj^ce smak i aromat mi^sa dziczyzny.
Gospodarka Mi^sna, 1975, 9, s. 18-21.
34. Statkiewicz U., Leszczynska M., Zukowska M. Ocena jakošci
mrozonego boczku z dzika. Gospodarka Mi^sna, 1992, 2, s. 14-22.
35. Surma O., Czerniejewska-Surma B. Co z t^ dziczyzny? Ekonatura,
2012, 1, s. 1-5.
36. Surma O., Czerniejewska-Surma B. Wartošc odzywcza mi^sa
zwierz^t lownych ze szczegolnym uwzgl^dnieniem zawartošci histaminy. [w:
Satori w publicznym bezpieczenstwie.] Red. T. Zaborowski. Wyd. IBEN,
Gorzow Wlkp-Poznan, 2012a, rozdz. 57, s. 390-397.
37. Surma O., Czerniejewska-Surma B., Drost A., Szczygielski M. Mi^so
zwierz^t lownych - surowiec konsumpcyjny. [w: Rewaluacja bezpieczenstwa
publicznego.] Red. T. Zaborowski. Wyd. IBEN, Gorzow Wlkp-Poznan, 2011,
rozdz.37, s. 305-309.
38. Wartenberg L. Higiena i zarys technologii dziczyzny. Skrypt AR,
Wroclaw, 1975.
39. Werpachowski M., Zalewski D. Dziczyzna - mi^so niedoceniane
przez polskich konsumentow. Przegl^d hodowlany, 2012, 3-4, s. 29-32.
40. Wrotek E., Statkiewicz U. Ocena jakošci mrozonego mi^sa z dzika
przechowywanego w chlodniach skladowych przez 12 miesi^cy. Gospodarka
Mi^sna, 1991, 7, s. 7-9.
41. Zin M., Znamirowska A., Stanislawczyk R. Znaczenie dziczyzny.
Gospodarka Mi^sna, 2002, 4, s. 28-30.
42. Zmijewski T., Cierach M., Kwiatkowska A. Wartošc uzytkowa tusz
zwierz^t lownych. Roczn. Instyt. Przem. Mi^snego i Tluszczowego, 2007, 3,
s. 17.
43. Zmijewski T., Korzeniowski W. Niewiele tluszczu duzo bialka.
Przegl^d Gastronom.,2000, 12, s. 12-13.
44. Zmijewski T., Korzeniowski W., Ziomek A. 2001. Produkcja mi^sa z
dzikow w Polsce, jego sklad chemiczny i wlašciwošci technologiczne. Zeszyty
Nauk. WSSM, Bydgoszcz, 2001, 4, s. 91-92.
45. Zochowska-Kujawska J. Wartošc odzywcza mi^sa dzikow. Informator
Technologa,2006, s. 40-42.
46. Zochowska-Kujawska J. Wykorzystanie dziczyzny do produkcji mi^sa
kulinarnego i wyrobow mi^snych. Kalejdoskop Mi^sny, 2005, 1, s. 74-77.
47. Zochowska-Kujawska J. Cechy jakošciowe i przydatnošc
technologiczna mi^sa zwierzyny plowej. Przemysl Mi^sny, 2005a, 6, s. 71-74.
Рецензент профессор Юзвяк З.
- 14З -
yAK 656.02
B. Tundys
Department of Logistics
Faculty of Management and Economics of Services
University of Szczecin
Poland
POLISH TRANSPORT-SPEDITION-LOGISTICS (TSL) MARKET ANALYSIS OF CHANGES AND TRENDS OF DEVELOPMENT
The article shows the changes that occurred in the logistics market in Poland in the last
six years. It has been shown the impact and consequences o f the economic crisis and devel­
opment trends that can be observed today.
TSL market, global crisis, situation o f the polish TSL market.
Introduction
Polish TSL (transport-spedition-logistics) market is being constantly
transformed. Impact on its present shape it was the global economic crisis of
2008. Analyzing changes in the Polish logistics market just since 2008, it should
be noted that the due to the secondary nature of the demand effects of the crisis
occurred with some delay. This means that operating companies may have a cer­
tain degree to prepare for changes in economic conditions and the right way to
react. The delayed response to the crisis is also milder. Considering of the mar­
ket from the perspective of the past six years, there is a symptom of the crisis
what is clearly visible. Naturally is it addressed and there is currently observed
slow growth in all market segments TSL.
The purpose of this article is to analyze the changes that have taken place
in the Polish logistics market in recent years and the impact of the economic cri­
sis on its individual components. Basically, it can be argued that the global eco­
nomic crisis has affected the condition and functioning of the Polish logistics
market, but not shaken his balance and changes occurred in a relatively short pe­
riod of time. After the downturn in 2009 and 2010, there are clear trends in the
development and growth of its individual parts.
Changes and analysis of the sector the impact of cyclical changes should
be considered and taking into account to transport and market recognition by
branches of modern warehouse space.
Considering the changes and growth in the logistics market of the last 6
years you can indicate in the majority, that the market is strong and dynamically
- 144 -
developing. Starting with 2007, there was an increase of 17.7 % [1] (compared
to previous ) followed by declines in growth (2008. Increase of 5.8%), but still it
was a positive development. In 2009, the market was in decline and the decline
in its growth by 11 % compared to the previous one. This was related to the ef­
fects of the crisis, which reached as far as the Polish. The next year it is to im­
prove the situation. In 2010 the market increased by 15.4 % in the record year of
2011, up to 22% (compared to 2008 by 4.4 %). In 2012 development was halted
and some decreased with an increase of 11% compared to the previous year. But
this is not a bad situation, slowly you will see, that the sector once again gaining
momentum and is projected to its further development. An important element in
the analysis of the TSL sector is also the number of services (including packages
of logistics services) offered by the company. It turns out that the biggest players
in the market to offer about 11 services (this applies to companies with majority
foreign capital, Polish companies around 7), of which the first three services that
bring in the most revenue companies are: transportation, freight forwarding and
auto logistics services. The sequence in this area is not actually changed in
years. For several years in the research sector TSL indicates optimism index
companies. In recent years, it decreased from a peak in 2008, but still more than
90 % of companies are optimistic about the future, and 55 % of the companies
positively assesses the current situation.
1 Changes in transport infrastructure - characteristics
Starting from 2007. the biggest changes affecting, the condition of the
TSL sector occurred in road transport infrastructure. This has a direct relation­
ship with both the financing of infrastructure activities with the help of funds
from the European Union (2007-2013), as well as the organization of EURO
2012 tournament, which also was the impetus for the modernization and expan­
sion of infrastructure. Not all planned changes failed to realize. However, the
length of roads with the best parameters strongly increased. Changes and their
dynamics presents in Table 1.
Table 1
Public roads in total by category and type of surface
(on 31 December)
Total
ROAD
CATEGO
RIES
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Total
Hard surface
Total
improved unimproved
383053,1 258 910
233 133
383313,2 261 233
235 901
384830
268 807
245 282
406122,1 273 760
249 807
412 263,7 280 400,5 257 563,8
412 035,1 280 719,1 258 060,0
kilometers
25776,85
25331,8
23525
23953
22 836,7
22 659,1
- 145 -
Unsurfaced motorways expressways
124143,4
122080,3
116623,3
132362,3
131 863,2
131 316,0
700
765,2
849,9
857,5
1 069,6
1 365,1
329,9
451,6
521,5
674,7
737,5
1 052,4
Source: opracowanie wlasne na podstawie: Maly rocznik statystyczny
Polski 2013, GUS, Warszawa 2013 oraz Transport - wyniki dzialalnosci 2008,
GUS, Warszawa 2009, Transport - wyniki dzialalnosci 2009, GUS, Warszawa
2010, Transport - wyniki dzialalnosci 2010, GUS, Warszawa 2011, Transport wyniki dzialalnosci 2011, GUS, Warszawa 2012, Transport - wyniki
dzialalnosci 2012, GUS, Warszawa 2013.
Referring to the General Directorate for National Roads and Motorways
(GDDKiA) [2] should be noted that in December 2013 was completed 1,494.45
kilometers of motorways and express roads 1335.55 kilometers. Given the base
year 2007, it is clear that with varying intensity, but definitely the length of ex­
pressways and highways is increased. The largest increase in both categories
was the year 2012. Characteristics per 100 km2 presented in Table 2.
Table 2
Public roads in total by category and type of surface (as at 31 December) per 100 km2,
and the dynamics of change in the number of kilometers of expressways and highways
Road categories
Hard surface
Total improved unimproved
motorways expressways dynamics motorways expressways
per 100 km2
8,2
0,32
km
700
100
km
329,9
100
75,4
7,6
0,39
765,2
109,31
451,6
136,89
2009 85,8
78,4
7,4
0,44
849,9
111,07
521,5
115,48
2010 87,6
79,9
7,7
0,49
857,5
100,89
674,7
129,38
2007 82,8
74,6
2008 83,5
2011
89,7
82,4
7,3
0,58
1 069,60
124,73
737,5
109,31
2012 89,8
82,5
7,3
0,77
1 365,10
127,63
1 052,40
142,7
1494,45
109,48
1335,55
126,91
2013
Source: ibidem.
From Table 2 it is evident that the largest growth rate and hence increase
is the number of kilometers of roads occurred in 2012. In comparison to the pre­
ceding year rate of change it was 24.73% (highway) in the case of expressways
by 42.7%. Relating this to the preceding year (in this case 2011). Referring con­
siderations to the base year (2007) can be interpreted definitely a positive
change. Within 6 years, the number of highways has doubled (an increase of
113%) in relation to the expressways there was an increase of over 300%.
Changes also presents the figure 1.
- 146 -
1494,45
1600
k
i
l
1400
1335,55
1200
1000
o
m
e
800
m otorways
600
expressways
t
r
400
y
200
0
~i
-------------------- 1-------------------- 1-------------------- 1-------------------- 1-------------------- 1-------------------- 1
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
Lata
Fig. 1. Dynamics of changes in the number of kilometers of expressways
and highways in Poland
Source: ibidem.
In rail transport, unfortunately, the situation does not look so promising
and developmentally as road transport. Although a small extent, but the year-onyear decrease in the number of railways (figure 2).
In 2012 observed shortening of railway lines by 134 km (compared to
2011), both the railway network of 108 km and a network operated by other en­
tities (about 26 km). Status of 2012 indicates that the length of the line is operat­
ed 13 km less than in 2007. The reasons for this may be many of the competi­
tiveness of other means of transport and industry through an outdated infrastruc­
ture, low profitability on routes (especially local) and reduce the demand for
transport whole train.
20400
20350
20300
20250
20200
20150
20100
20094
length of
operating lines
20050
20000
19950
t ------------------ 1------------------ 1------------------ 1-------------------1------------------ 1
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Fig. 2. The total length of railway lines in Poland (2007-2012)
Source: ibidem.
- 147 -
When considering issues related to inland waterway infrastructure the ac­
tually situation since 2007 has changed minor extent. In 2007, there were 3660
km of navigable waterways albeit in 2010 were 3659 km navigable. Generally it
can be said that Poland has not used the potential that in view of its territory
large rivers could complement to become the country's transportation system.
The lack of navigability and landing stage is the need to deepen the fairway. The
lack of investment results in such a situation is not different in this mode of
transport.
2 Operational activities in transport
In 2012. there was a decrease in the number of tons of cargo. And so all
modes of transport carried 1,844.1 million tons of cargo, which indicates a de­
crease of 3.6% compared to the previous year and the transport performance of
325.8 billion kilometers which represents an increase of 2.3% compared to
2011. There has been a decrease in freight across all modes of transport and in­
crease transport work had been achieved by the increase in road transport. The
characteristics of the transport structure and its dynamics following Table 3.
Table 3
Structure and dynamics of freight transport in Poland (2007-2012)
Structure and dynamics o f freight transport and modal split 2007-2012
Transport
Total
transport railway
road
air
pipline
2007 2008
in tonnes
107,4 108
103
101,4
108,9 110,4
125,9 103
2009
95
92,7
2011 2012
102,1
80,7
106,4
78,1
2012 2007 2008 2009 2010
Structure in %
105,1 106,5 96,4 100 100 100 100
108
106
92,9 16
15 11,9 12,2
104,7 107
97
79,2 80,9 84,3 83,8
0
0
0
111,1 110,3 90,7 0
102,5
111,9 96,9
97,3
3,2
2,8
2,9
90,9
89,2
99,1
92,5
0,3
0,5
0,3
0,4
0,2
0,4
108,9
112,1
111,9
134,8
105,5
103,4
110,1
102,2
112,5
97,1
89,9 0,6 0,5 0,3
96,6 0,8 0,6 0,5
Structure in %
102,3 100 100 100
91
20,3 18,6 15,4
106,6 59,7 62,4 67,7
95,7 0
0
0
95,2 8,8 7,6 8,1
100
15,8
69,6
0
7,9
100
16,4
68,7
0
7,4
100
15
71,6
0
6,9
101
82,9
88,2
89,7 0,5 0,5 0,4
107,9 95,1 10,7 10,9 8,4
0,3
6,4
0,3
6,7
0,3
6,2
Innland
waterways 105,6 82,8 69,7
sea
114,1 91,4 89,8
tonne- kilometres
107,5 104,4 101,3
total
101,5 95,9 83,5
transport railway
116,9 109,2 109,9
road
air
89,1
108,4 80
pipline
91,9 109,2 107,8
Innland
waterways 108,2 95,1 80,1
sea
89,7 105
78,8
2010
2011
Source: ibidem.
- 148 -
3,4
3
3
100 100
13 12,5
83,5 84
0
0
Road transport in 2012, transported 1,548.1 million tons of cargo, which
is 3.0% less than in 2011 and the transport performance in tonne-kilometers in­
creased by 6.6%. Achieved volume of freight road transport expressed in tonne­
kilometers accounted for 12.0% of the total transport of the European Union. In
international transport Poland was even higher share of nearly 21% and it was in
the first position. In 2012, rail transported a total number of 231 million tons of
cargo by 7.1% less than in 2011 and the transport reached 48.9 billion tonne­
kilometers and was lower by 9.0%.
The level of freight tone-km invests Polish rail in second place among the
27 EU countries as Germany and ahead of France, with the participation of over
13% in overall EU transport. In the field of international transport Polish rail­
ways occupy third place behind Germany and Latvia (Table 4).
Table 4
Transportation of cargo in 2007-2012
Cargo transport (tonnes)
2007
2008
2009
2010
2011
2012
1532728 1655965 1691421 1795573 1912172 1844070
245346 248860 201226 234568 248606 230878
1213216 1339473 1424883 1491253 1596209 1548111
Transport
Total
Railway
Raod
Road transport for hire or re­
646212
ward
691256
749559
870126
839193
808297
503546
567034
46
52866
11432
9792
519465
648217
47
49029
10447
8109
557204
675324
37
50242
9378
5655
563656
721127
41
56208
8362
5141
639138
757016
45
54482
7737
5093
620199
739814
41
52958
7476
4579
o f which road transport entities
Road transport on own account
air
pipline
sea
Innland waterways
Source: ibidem.
Transport flights transported 40.7 thousand tons of cargo, which is 9.3%
less than in 2011, the international communications transport a decline of 10.9%
in domestic transport were lower by 0.9 %. The international movement of cargo
transhipped weight was lower by 5.3 % while for checked-in to foreign ports by 6.4 %, and for arrivals from foreign ports - by 4.4 %. Weight of cargo tran­
shipped in domestic traffic was lower by 10.9 %. In 2012, inland waterway
transported 4.6 million tons of cargo the transport performance of 815.4 million
tonne-kilometers. Compared to 2011, transport services were lower by 10.1 %,
while transport by 10.3 %. Maritime transport fleet Polish shippers transported
7.5 million tons of cargo, its mean by 3.4% less than last year, while transport in
- 149 -
tonne-kilometers was lower by 4.9 %. The relationship with the Polish ports
transported 6.0 million tons of cargo, its mean by 3.1% more than in 2011, while
the Polish seaports were sent ships maritime transport fleet by 9.0 % more cargo
and brought about 9 % less. Between the ports of foreign transport services were
reduced by 21.9%. Cargo turnover in the Polish sea ports (international trade
and maritime cabotage) in 2012 amounted to 58.8 million tons, which is 1.9 %
more than in the previous year (Table 5).
Table 5
Cargo traffic at major ports in Poland
Port
Gdansk
Gdynia
Szczecin
Swinoujscie
Police
Total
Annual
change
2007
17072,5
14849,1
8008,6
7385,4
2054,4
51377
2008
18757,8
12859,6
7531,5
8843,1
2158,8
52158,8
Cargo tra ffic (tys. ton)
2009
2010
2011
18863
26421,2
23512,9
11360,9
12346,1
12991,7
6991,6
7969,2
8064
7038,2
10682,7
11279,9
802
1829
1718,3
47064,7
61258,2
59577,8
-
101,52%
90,23%
130,16%
97,26%
2012
24379,5
13186,9
7590,1
10679,8
2022,6
59870,9
100,49%
dynamics
2012/2008
1,30
1,03
1,01
1,21
0,94
1,15
Source: ibidem.
Increasingly important role in Polish ports plays general cargo. In 2012
there was an increase in the supply of cargo ferry in Swinoujscie ferry terminal
by 8.3 %, with more than 5.76 million tonnes to more than 6.24 million tonnes,
which means that a group of ports of Szczecin - Swinoujscie transhipment in­
creased by more than 2.5% and reached volume of almost 21.4 million tonnes.
In Gdynia, an increase turnover was affected by cargo turnover (increase in
2009-2010 from 6.8 to 8.2 million tons, and in 2011 to about 9.6 million tons),
which means that the general cargo handling in the port terminals in 2011 ex­
ceeded 15.9 million tonnes (table 5). Working in Polish ports container termi­
nals after the 2008-2009 recession, the market and rebuilt from 2010 record in­
crease in supply. The increase in container handling in 2011, recorded the popu­
lation of the two terminals: Baltic Container Terminal (BCT) in Gdynia
(28.7 %) and Deepwater Container Terminal in Gdansk (40.5 %). In 2012 BCT
year by 20 % , the share of intermodal transport in the relations feeder and exit
of the terminal. Transported by rail about 37% of containers transhipped BCT.
Similar results were also achieved DCT Gdansk. Intermodal connections
with DCT Slawkow offers Maersk Poland, which in March 2012 launched a se­
cond service to handle containers from the Far East dowozonych line AE10.
Spedcont supports container terminals in Gdynia, Gdansk and Szczecin and the
- 150 -
"back room" TK boat Olechow, TK Warsaw Commodity Index, Poznan Garbary
TK, TK Sosnowiec South. CTL Logistics offers intermodal connections to ter­
minals in Gdansk and Szczecin.
Air transport plays a marginal role freight (in 2011 about 80 thousand
Tons and in 2009 and 2010 respectively about 65 and 75 thousand Tons). The
direct transport to and from Polish airports play a dominant role airliners so the
supply is very limited. A much larger mass of air freight reaches the Polish and
is thus sent "on wheels" via other ports (Frankfurt, Hahn, Munich, Leipzig,
Nurnberg, Paris, Vienna, Amsterdam). Due to the lack of any offer transport
large batches of goods curiously growing segment of cargo charter flights. A
major justification for the relatively low level of development of air cargo is the
geographical structure of Polish foreign trade, dominated by exchange with
nearby European countries. These relations are cheaper and more efficiently
handled by road transport. The leading role in the air transport play: Lufthansa,
LOT, Austrian, Air France, British Airways and Turkish Airlines. Special posi­
tion in the global air freight operators act: DHL, TNT, UPS and FEDEX with its
own regular service marks of Polish. The leading airport is Warsaw. Less im­
portant ports in Katowice, Krakow and Wroclaw.
Referring considerations to compare the situation of Polish logistics mar­
ket with European markets, it should be noted that in the report by Eurostat in
September 2012, Poland was in the forefront of transport. Poland took second
place in terms of transport work behind Germany and the first place when it
comes to the amount of work done in the framework of transport cabotage. Last
year, our companies have met in international traffic, including 207 651 million
tonne-kilometers (ahead of Spain, France, Italy and Great Britain). 43% of the
value of shipments accounted for in domestic traffic. Taking into account the
goods transported in relationships and so-called cabotage third countries - Po­
land significantly ahead of all European countries and is in the Eurostat report
first place with a score of 117 917 million tonne-kilometers (for comparison, the
Spanish carriers have reached just over 60 000 million, and the Germans less
than 60 000 million kilometers). These considerations show how big is the mar­
ket for TSL and how a further increase may be given the growth potential of the
Polish economy.
The above data clearly indicate the dominant role of road transport in total
transport of goods and the tendency which strengthens the state. Rail freight
transport - in the cyclical growth of bulk cargo for the construction and modern­
ization of roads - carry more freight, but there are indications that they may fall
in the coming years. Also reduce transit traffic through Poland. The only excep­
tion is the transport of containers to and from ports.
An important element of the logistics market is the market for modern
warehouse space. Beginning in 2000, in Poland there was a real investment
boom in terms of storage space. Magazines play a fundamental role in the de­
- 151 -
velopment of modem, complex logistics services by specialist providers (3PL
type services - third party logistics). Unfortunately, most of the numerous logis­
tics centers are located away from the point of railway infrastructure which lim­
its the possibility of activation of combined rail-road and increases the growth of
road transport. Year 2013 was characterized by a slightly lower growth rate than
the supply of the previous year. In the four quarters supplied to the market more
than 396 thousand m2 of modern warehouse space which represents an increase
of approximately 5.4 % compared to the end of December 2012. In the end of
December 2013, the total modern warehouse space in Poland amounted to 7.76
million m2. Characteristics in 2013 following Table 6.
Table 6
Characteristics of warehouse market in 2013
Place
Warszawa
Gorny Sl^sk
Polska
Centralna
Poznan
Wroclaw
Gdansk
Krakow
Szczecin
Area ready
for occupancy-supply
Totalsupply
Leased
spacedemand
Area under
construction
Vacancy
The rate
o f rent
tys. m2
tys. m2
tys. m2
tys. m2
%
Euro/m2
14,2
271
535
20,4
14
1,9-5,8
91
149
392
27
9,8
1,9-3
27,5
100
254
67
13,7
2,5-3,3
9,9
105
20,7
21
6,9
910
826
203,6
160,5
48,7
429
458
60,7
18,5
28,8
217
259
0
0
0
4,6
10,5
2,9
9,7
7,5
2,7-3,2
2,8-3,2
2,8-3,5
2,5-2,8
2,9-4,0
Source: Przegl^d rynku nieruchomosci. Podsumowanie 2013r. raport Col­
liers International, march 2014.
The volume of transactions in 2013. reached a level of 2.24 million m2,
which indicates a 32% increase compared to 2012. The building is 707 thou­
sand. m , of which over 91% has already been leased. Still popular are the BTS
agreement ("bulit to suit") and the development of the facilities of the SBU
(Small Business Units - smalll areas from 600 m ).
Summary
As indicated in the deliberations Polish TFL market is constantly chang­
ing and transformation. After a brief period of regression growth trends are seen.
This development proved the thesis that the economic crisis was short-lived,
negative impact on the functioning of the market, although the situation has sta­
bilized. You should consider what steps should be taken by companies operating
- 152 -
in the market that these tendencies are strengthened. It should consider the EU
requirements on changes in transport and in the White Paper 2030. It is assumed
that 35% of road transport should be transferred to other , more environmentally
friendly means of transport. This may be an opportunity for less invested branch
(rail, inland waterways). To meet the EU it should continue to build infrastruc­
ture (container terminal) and the whole infrastructure around them, as well as an
innovative services on the market to offer competitiveness and modern.
Referens
[1] All statisctics dates are from Statistics Office (Glowny Urz^d
Statystyczny), include: Male roczniki statystyczne Polski w latach 2007-2012
and publication: Transport - wyniki dzialalnosci w latach 2007-2012), Rocznik
statystyczny gospodarki morskiej 2012, as well reports: H. Brdulak: Polski
rynek TSL w latach 2008-2012, Rzeczpospolita czerwiec 2008-2012.
[2] www.gddkia.gov.pl [march 2014r.]
Bibliography
1. Brdulak H., Polski rynek TSL w 2009r., Rzeczpospolita z dn
24.06.2010.
2. Brdulak H., Polski rynek TSL w 2009r., Rzeczpospolita z dn
27.06.2013.
3. Brdulak H., Polski rynek TSL w 2010r., Rzeczpospolita z dn
22.06.2011.
4. Brdulak H., Polski rynek TSL w 2011r., Rzeczpospolita z dn
28.06.2012.
5. Maly rocznik statystyczny Polski 2013, GUS, Warszawa 2013.
6. Przegl^d rynku nieruchomosci. Podsumowanie 2013r. Raport Colliers
International.
7. Rocznik statystyczny gospodarki morskiej 2012, GUS Warszawa
2013.
8. Transport - wyniki dzialalnosci 2008, GUS, Warszawa 2009.
9. Transport - wyniki dzialalnosci 2009, GUS, Warszawa 2010.
10. Transport - wyniki dzialalnosci 2010, GUS, Warszawa 2011.
11. Transport - wyniki dzialalnosci 2011, GUS, Warszawa 2012.
12. Transport - wyniki dzialalnosci 2012, GUS, Warszawa 2013.
Рецензент профессор Степанов А. Л.
- 153 -
yAK 6 6 9 ’0(075.8)
J. Tuleja, K. Kedzierska
Maritime University
IIT/WIET
H. Poboznego 11
70-500 Szczecin
MICROSTRESSES IN AUSTENITIC CAST STEEL COOLED VIOLENTLY
This work presents the analysis the effort of phases which are present in the austenitic
cast steel Fe-Ni-Cr-C, applied for elements o f technological instrumentation for carburising
furnaces. The reduced stresses ored in the carbides and the austenitic matrix were determined
in accordance with the assumed hypotheses o f effort, on the basis o f the structural stresses ox,
oy, oz and o1, o2, o3 calculated by the finite element method for two model location cases o f
the carbides towards the cast steel surface. The hypotheses referred to the crack condition
were applied to evaluate the elastic carbide efforts, while for the elastic-plastic austenitic ma­
trix - the hypotheses referred to the plasticity condition were used. It was demonstrated on the
basis o f the executed analysis o f the effort that the carbides are destroyed only when they are
not entirely surrounded by the austenitic matrix.
heat treatment, microstresses, austenitic cast steel, carbides, austenitic matrix, effort.
1 Introduction
Cracking - this is one of the reasons of lowered durability of elements
which operate in the conditions of increased temperatures [1]-[7]. This process
is especially fast in the technological instrumentation for carburising furnaces
which is the most often made of the diphase austenitic cast steel Fe-Ni-Cr-C
[6]-[9]. Low durability of this instrumentation is connected with very disadvan­
tageous conditions of their operation. These conditions consist in: influence of
the changeable and high temperatures (even up to approximately 1100°C), car­
burising atmosphere and loading with a charge [8], [10], [11]. The brittle crack­
ing of the instrumentation, which is the basis of formed charge, appear when the
hardening is executed after the charge carburisation [8]. The microscopic stress­
es are shown as one of the reasons of cracking. They are created in result of the
violent cooling of instrumentation, in the phases of material of which it is made.
This phenomenon is caused by differences in the material constants values of
these phases - mainly by their coefficients of the thermal expansion a [8], [12][16].
- 154 -
The aim of this work comes down to evaluate the possibility to destruct
the carbides and the austenitic matrix in the assumed computational models dur­
ing the violent cooling of these carbides and the austenitic matrix. The other aim
is to select conditions of destruction which best describe the effort of the phases
tested on the basis of: comparison of the reduced stresses ored determined on the
basis of the commonly used effort hypotheses and the analysis of the limitations
of their application and their currently known experimental confirmation.
2 Analysis of effort
2.1 Computational model
To determine the reduced stresses ored, there were applied the microscopic
stresses ox, oy, oz and o1, o2, o3 determined by the finite element method. This
was carried out for two model cases in which the carbides were on the grain
boundaries: the carbide entirely surrounded by the austenitic matrix (fig. 1, a) and
the carbide partly “coming out” on the cast steel surface (fig. 1, b).
The computations were carried out for the models in which the M7C3 type
carbide in the cuboidal plate with the dimensions accordant to the marking pre­
sented in Fig. 1: g = 4 ^m, h= 12 ^m and b = 36 ^m was surrounded by the aus­
tenitic matrix with the dimensions G = 120 ^m, H = 120 ^m and B = 120 ^m. The
dimensions of the carbides were assumed on the basis of the quantitative analyses
of the samples made of the austenitic cast steel with the chemical composition:
C = 0.19%, Mn = 0.36%, Si = 1.35%, Cr = 16.10%, Ni = 37.05%, after different
carburising time (20-340 h) in the temperature of 890oC, in the solid carburiser
with the composition: BaCO3 - 11%, Na2CO3 - 4%, charcoal - 85% [8].
Fig. 1. Models of placements of carbides on the austenite grains boundary:
a - the carbide entirely surrounded by the austenitic matrix;
b - carbide “coming out" on the cast steel surface
- 155 -
In the case of the carbide entirely surrounded by the austenitic matrix, it
was assumed that the carbide was situated on the depth a = 2 ^m under the cast
steel surface. In both considered cases the carbides were situated perpendicular­
ly to the free cast steel surface.
The computations were executed on the basis of the material constants
and the austenitic matrix shown in the Table 1 [8]. It was assumed in the compu­
tations that the assumed models were subject to the violent cooling from the
temperature 700°C to 20°C, whereas the temperature change AT took place sim­
ultaneously in their entire volume.
Table 1
Material constants [8]
Phase
Carbide M 7C3
Austenite
E 1 0 5,
N/mm2
2.94
1.73
v
a 1 0 -6, K-1
0.372
0.253
11.S1
17.73
Rp0.2,
N/mm2
20S
E e1 0 3,
N/mm2
4.09
The stress patterns ox, oy, oz, in the carbides and their austenitic matrix
applied in this work to analyse the phase efforts present in the studied cast steel
are shown in fig. 2.
The detailed data referred to the analytical models, assumed conclusions
and the microscopic stresses ox, oy, oz determined for them are included in the
works [12]-[14].
Fig. 2. The stress patterns ox, oy, oz in the carbides and their austenitic matrix which
depend on location of the carbides towards the cast steel surface: a - the carbide
entirely surrounded by the austenitic matrix; b - carbide “coming out" on the cast
steel surface
- 156 -
2.2 Hypotheses of effort
In the considered cases the state of stress is complex, thus determination
of a possibility for cracks or permanent deformations in the carbides and austenit­
ic matrix requires determining the reduced stresses ored and comparing their val­
ues with allowable stresses at the uniaxial tension (Rm) or compression (Rc).
The analysed phases have considerably different properties - the elastic
carbides with the tensile strength (Rm) more than ten times lower than the ulti­
mate compressive strength (Rc) are surrounded by the elastic-plastic austenitic
matrix, for which the tensile strength (Rm) is equal to the ultimate compressive
strength (Rc). Diversity of the properties of these phases does not allow to apply
only one of the known hypotheses to assess their effort, thus the analysis was
executed separately for each of them, as it is carried out for composite materials
[17] or reinforced concretes, in which elastic-plastic bars are arranged in the
elastic concrete matrix [18].
To assess the effort of the carbides there were applied and compared com­
monly known hypotheses referred to the crack condition, whereas in the case of
the austenitic matrix the analysis of the effort was executed by applying the hy­
potheses referred to the condition of the beginning of the elasticity [19], [20].
2.3 Effort of carbides
The analysis of the effort of the carbides was carried out on the basis of
the hypotheses: the maximum normal stress omax and the maximum unit elon­
gation emax, the Mohr and the Burzynski hypotheses [19], [28].
The patterns of the reduced stresses ored determined in accordance with
the above mentioned hypotheses referred to the crack condition along the verti­
cal axis 0z of the carbides for two model cases of their situating towards the cast
steel surface are shown in fig. 3.
In the case of the carbide entirely surrounded by the austenitic matrix, in­
dependently on the applied hypothesis of the effort, almost all determined re­
duced stresses ored in this phase are the compressive stresses. Except the stress­
es ored, calculated in accordance with the Mohr hypothesis. These stresses at the
depth of the carbide from approx. 2 ^m to 5 ^m have the tensile form, however
their value in this area does not exceed 30 N/mm2. The diagrams of the stress
patterns of the reduced stresses ored in the carbide situated in this way deter­
mined in accordance with different hypotheses have the similar course, but have
the values, which differ quite considerably. However, in spite of their big differ­
ences, they in any case do not exceed the average of the ultimate compressive
strength Rc for the carbides of this type [29]-[31]. It can be assumed on this ba­
sis that the carbides entirely surrounded by the austenitic matrix are compressed
in their entire volume and they are not destroyed during a violent cooling.
- 157 -
Fig. 3. The reduced stress patterns ored determined in accordance
with various hypotheses of effort referred to the condition of crack in the carbides:
a - entirely surrounded by the austenitic matrix; b - partly “coming out" on the cast steel
surface: the Burzynski hypothesis (l. a. - linear approximation), the Burzynski hypothesis
(p.a. - parabolic approximation), the Mohr hypothesis - Smax (the hypothesis
of the maximum unit elongation, omax - the hypothesis of the maximum normal stress)
In turn, in the carbide partly surrounded by the austenitic matrix, the re­
duced stress patterns ored determined in accordance with the assumed hypothe­
ses are different. On the surface of the carbide surface and in its area near to the
surface these stresses have the positive sign at an average to the depth of 3.0 ^m
of this precipitation. Below, the sign of these stresses is changed into the nega­
tive and their value increases, moving up the depth of the carbide and reaching
the maximum on the depth of 12.0 ^m.
On the surface and in the area near to the surface of the carbide which
reach the depth approx. 1.0 ^m, the values of the determined reduced stresses
ored considerably exceed the average tensile strength Rm of this type carbides
[29]-[31]. It allows to conclude that in this area the destruction takes place
mainly because of disruption. On the depth below 1.0 ^m both positive and neg­
ative values of the reduced stresses ored do not exceed the average tensile
strength (Rm) and the compressive strength (Rc) of such carbides. Thus in the ar­
eas the carbide situated in this way will not be destroyed.
In spite of the similarities of the courses of the determined patterns of the
reduced stresses ored in both assumed models of the carbides not every of the
hypotheses referred to the condition of crack can be used to determine the effort
of this phase. The hypothesis of the maximum normal stress omax, which as­
158
sumes that only the highest stress decides about the material effort and entirely
omits the influence of two remaining, is contradictory to the results of the exper­
imental tests referred to the complex condition of stresses [19], [22], [23]. In
turn, the hypothesis of the maximum unit elongation emax, in spite of its partial
experimental confirmation, unfortunately requires determining the sign of the
stresses. Thus in the areas where the direction of the stresses is unknown, apply­
ing this hypothesis seems to be problematic [19], [22], [23]. The Mohr condi­
tion, unlike the hypothesis of the maximum normal stress omax additionally takes
into consideration, apart from the highest o1, also the smallest stress o3, but
omits the influence of the intermediate stress o2. In spite of its quite well exper­
imental confirmation, it is assumed that this condition is correct, but for the
states of stress, in which the highest and the smallest stresses have the different
signs or one of them is equal to zero. Thus in the analysed models this condition
is fulfilled, but only on the surface and in the are near to the surface of the model
of the carbide partly covered with the austenitic matrix [21], [23]. Its application
in the areas of the carbides where all the stresses have the same sign is doubtful.
In turn, the Burzynski condition which describes a considerably better compli­
ance with the experimental data in comparison with the remaining hypotheses,
which is explained that except for the tensile strength (Rm) and the compressive
strength (Rc) it takes into consideration also the third experimentally determined
value, namely the shear strength (Rt), also has the limitation [19], [21]. In the
case of its form p. a. it can be used, but only in the areas where the reduced
stresses ored are positive. The Burzynski condition l. a., does not have this limi­
tation.
Comparing the received patterns of the reduced stresses ored and known
experimental confirmation of the hypotheses applied and their limitations, it
seems that the condition of destruction, which best describes the condition of ef­
fort in all areas of the carbides is the Burzynski condition l. a.
2.4 Effort of austenitic matrix
The analysis of the austenitic matrix effort was carried out on the basis of
the hypotheses of the specific energy of the non-dilatational strain and the max­
imum shear stresses xmax [19], [22]-[25], [28].
The patterns of the reduced stresses ored determined in accordance with
various hypotheses of the effort and referred to the condition of the beginning of
the plasticity in the austenite along the vertical axis 0z for assumed computa­
tional patterns are shown in fig. 4.
Independently on the applied hypothesis the determined patterns of the
reduced stresses ored in the austenitic matrix are similar. In the analysed areas
of the austenite with the thickness up to 2 ^m, directly next to the carbides, in­
dependently on location of these precipitations, the determined values of the re- 159 -
2
duced stresses ored exceed its yield point equal to Rp0.2 = 208 N/mm [8], thus
its permanent deformation takes place there. The additional carried out computa­
tions demonstrated that the range of the area in which austenite is deformed
permanently depends on the sizes of the precipitations, assumed proportions of
their dimensions and the range of the temperature changes.
Fig. 4. The patterns of the reduced stresses ored determined in accordance with various
effort hypotheses referred to the beginning of plasticity in the austenite for the model
with the carbide:
a - entirely surrounded by the austenitic matrix; b - partly “coming out" on the cast steel
surface (HMH - the Huber-Mises-Henky hypothesis,
Tmax - the hypothesis of the maximum shearing stress)
Both hypotheses applied to determine the effort of the austenitic matrix
are very well confirmed by experiments, however it is considered that there is a
limitation of the hypothesis of the maximum shear stresses xmax which is omis­
sion of the influence of the intermediate stress o2 in this hypothesis [19], [24].
Comparing the received patterns of the reduced stresses ored, known
the experimental confirmation of the applied hypotheses and their limitations, it
seems that the condition of destruction which best describes the effort condition
in the austenite is the energy hypothesis, which has the entire experimental con­
firmation in relation to the elastic-plastic materials [19], [22], [23], [25].
Summary and conclusions
Independently on the applied hypotheses, it was demonstrated in the car­
ried out analysis of the effort of the carbides and austenitic matrix that the phase
which is destroyed in the austenitic cast steel Fe-Ni-Cr-C applied for elements of
- 160 -
the technological instrumentation for carburising furnaces are the carbides, but
only these, which are not entirely covered with the austenitic matrix. On the sur­
face and the in the area near to the surface of such precipitations, during their
violent cooling, there are formed the positive stresses which value considerably
exceeds their tensile strength Rm. In the subsequent thermal cycles the area, in
which the stresses are present, they move inside the carbides causing at the same
time their further destruction.
In the deeper areas of the carbides which “come out” on the cast steel sur­
face, like in the precipitations, which are entirely surrounded by the austenitic
matrix, all the determined reduced stresses ored are negative and their value
does not exceed the compressing strength Rc of the carbides, thus they cannot be
destroyed in such areas.
In turn, in the case of the austenitic matrix, independently on the applied
effort hypothesis, the determined values of the reduced stresses ored show only
its permanent deformation in the direct proximity of the carbide.
Comparing the commonly used hypotheses of the effort for the elastic and
elastic-plastic materials - limitations of their applying and experimental confir­
mation of their applying and experimental confirmation of their conditions with
received results of the computations, it can be assumed that to evaluate destruc­
tion of the carbides in their entire area it is correct to use the Burzynski hypothe­
sis l. a., whereas in the case of the austenitic matrix the energy hypothesis best
describes the state of stress present inside of this austenitic matrix.
Bibliography
1. Tawancy H. M. Degradation of mechanical strength of pyrolysis fur­
nace tubes by high-temperature carburization in a petrochemical plant, Engi­
neering Failure Analysis 16 (2009), pp. 2171-2178.
2. Ul-Hamid A., Tawancy H. M. Failure analysis of furnace radiant tubes
exposed to excessive temperature, Engineering Failure Analysis 13 (2006),
pp. 1005-1021.
3. Pandey R. K. Failure analysis of styrene reactor tubes, Engineering
Failure Analysis 13 (2006), pp. 1314-1325.
4. Guan K., Xu H., Wang Z. Analysis of failed ethylene cracking tubes,
Engineering Failure Analysis 12 (2005), pp. 420-431.
5. Furtado H. C., Le May I. High Temperature Degradation in Power
Plants and Refineries, Materials Research, 7 (2004), pp. 103-110.
6. Abada A. Why Do Heat-Resistant Alloys Fail? Industrial Heating 69
(2002), pp. 55-59.
7. Piekarski B. Austenitic steel casting used in construction of carburising
furnaces. WU PS Nr 573, Szczecin, 2003 (in Polish).
- 161 -
8. Gutowski P. Research of fracture reason carrying-elements used
in carburising furnaces, Doctoral dissertation, PS, 1989 (in Polish).
9. Grzyb J., Trzecialkowski J. Mechanisms for heat treatment
in adjustable atmospheres, WNT, Warszawa, 1975 (in Polish).
10. Kula P. Engineering of surface layer, Publishing house PL, Lodz,
2002 (in Polish).
11. Pelczynski T. Heat - chemical treatment of metals and semiconduc­
tors, Publishing house PL, Lublin, 2000 (in Polish).
12. Gutowski P., Tuleja J. The effort analysis of fracture propagation in
stable austenitic casting alloy under rapid change of temperature, ATMiA, 25
(2006), pp. 25-37 (in Polish).
13. Tuleja J., Gutowski P., Leus M. Tessellated stresses in stable austenit­
ic casting under rapid changes of temperature, Archives of Foundry 6/22 (2006),
pp. 590-597 (in Polish).
14. Tuleja J. Fracture formation in austenitic cast steel during thermal fa­
tigue, Archives of Foundry Engineering, 8/1 (2008), pp. 139-142.
15. Gutowski P. Development of tessellated stresses in cast steel
LH17N36S as an effect of carburization and thermal shocks, ATMiA 12 (1993),
pp. 231-246 (in Polish).
16. Gutowski P. The Use of the Finite Element Method to Calculate Tes­
sellated Stresses in Multiphase Alloys, Proceedings of the 10th Congress
on Material Testing, 1 (1991), pp. 267-272.
17. D^browski H. Structural - statistic criterion of effort of multi-phase
materials on example of fibrous polymeric composites, Publishing house PW,
Wroclaw, 2003 (in Polish).
18. Syczewski M., Wiszniewski J. The analysis of the reinforced concrete
element effort which has been subjected to the destructive processes, ZN PB Building, 24 (2003), pp. 203-212 (in Polish).
19. B^k R., Burczynski T. Strength with elements of computational quan­
tification, WNT, Warszawa, 2001 (in Polish).
20. Biel-Golaska M., Golaski L. Strength theories and diagrams of me­
chanical behaviour ofd the metallic materials, Works IO 1-2 (1998), pp. 107­
121 (in Polish).
21. Malinin N. N., Rzysko J. Mechanics of materials, PWN, Warszawa,
1981 (in Polish).
22. Dyl^g Z. and oth. Strength of materials, PWN, Warszawa, 1996
(in Polish).
23. Rzysko J. Static and strength of materials, PWN, Warszawa, 1977
(in Polish).
24. Gaw^cki A. Mechanics of materials and rod constructions, Alma Ma­
ter, Poznan, 2003 (in Polish).
- 162 -
25. Rusinski E. and oth. Advanced finite element method in supporting
structures, Publishing house PW, Wroclaw, 2000 (in Polish).
26. Niezgodzinski T. Photo-elasticity and finite element method in frac­
ture mechanics, Monographs PL, Lodz, 2007 (in Polish).
27. Zuchowski R. Strength of materials, Publishing house PW, Wroclaw,
1996 (in Polish).
28. Niezgodzinski M. E., Niezgodzinski T. Strength of materials, PWN,
Warszawa, 1984 (in Polish).
29. Music D., Kreissing U., Mertens R. Electronic structure and mechani­
cal properties of Cr7C3, Physics Letters A 326 (2004), pp. 473-476.
30. Xiao B., Xing J. D., Feng J. Theoretical study on the stability
and mechanical property of Cr7C3, Physica B 403 (2008), pp. 2273-2281.
31. Union Carbide Corporation, December 1986, ME, s. 189.
Рецензент профессор Шварцбург Л. Э.
УДК 656.02
A. Wysocka
The Szczecin University,
The Faculty of Management and Economics of Services,
The Department of Transport System and Policy,
Cukrowa 8, 71-004 Szczecin, Poland
e-mail: agnieszka.wysocka@wzieu.pl
ANALYSIS OF FREIGHT TRANSPORT FOR OWN ACCOUNT
IN THE SELECTED EUROPEAN COUNTRIES
The article describes road transport from the statistically point o f view. Special atten­
tion was put on transport for own account, which with the transport for hire or reward com­
poses total road transport. The average share o f the transport for own account, for the EU
achieved 33% (in tonnes). This value is measured in tonne-km was 15%. Poland percentage
share o f transport for own account in tonne-km remains below the average value o f 14%.
In terms o f transport performance in the European Union, following countries are
dominating: Cyprus, Greece, United Kingdom and Romania (over 30%). It is worth noting
that the first three countries are located on the islands. Under the terms o f the share o f
transport for own account in numbers o f transported tonnes leaders are: Bulgaria (55%),
Greece (82%) and Romania (66%). Above 40% o f share o f the transport for own account in
the total road transport have: Cyprus, Great Britain, Luxembourg, Austria. The average share
- 163 -
o f the EU transport for own account was exceeded by: Lithuania, Latvia, Slovenia, Poland,
Portugal, Ireland and France.
transport for own account, transport for hire or reward, road transport.
Introduction
Road transport is the mode of transport which integrates individual de­
partments of the economy and the society and has fundamental influence on sat­
isfying their needs. From the purpose of activity, road transport can be consid­
ered of the transport for hire or reward and the transport for own account. In de­
tail, own-account transport is "every type of vehicle movement on public roads
with passengers or not, loaded or unloaded, intended for domestic and interna­
tional road transport of passengers or goods, performed by an entrepreneur as an
auxiliary activity in relation to his basic economic business” [1]. Under the con­
ditions of the development of transport and logistics sector there is still a strong
part of the own account transport in meeting transport needs. It is an important
addition to the market potential.
1 Analysis of road transport
Road transport is the dominant mode in the transport system of the Euro­
pean Union. For the EU28 percentage of freight road transport in the land
transport1 (in terms of tkm) in 2010 remained at the level of 76.4%. Figure 1
presents percentage data for countries of UE28 and Norwegian and Switzerland.
The share of road transport in land transport in Poland is higher than that of the
average for UE28 (respectively 80.6% and 76.4%).
The greatest activity in terms of tonnage has road transport in Germany
(close to 3 billion tons), France (more than 2 billion tons), Poland, Spain, Italy
and the United Kingdom (over 1 billion tons).
Among EU countries, only Poland remained at a level consistent growth
despite the economic downturn since the 2008. At the end of 2011, in Poland
there was growth in freight road transport by almost 20%, compared to the 2008
year. A noticeable decrease in the transport of goods took place in many EU
countries, such as Spain, in 2011, by more than 30 %.
1 According to Eurostat includes transport by road, by rail, on inland waterways and through
pipelines.
2 http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/transport/data/database (access: 10.12.2012).
- 164 -
P a n ! Poland;
80,6%
i _
Pflfll; European
...
...
U nio n; 76,4%
1-
1 1.
— — —
1
“
Fig. 1. Percentage share of road transport In land transport of UE 28 and Norway and
Switzerland [tkm] w 2010
Source: own study based on http://epp.eurostat.ec.europa.eu/ (access: 10.08.2013).
Thousands of
tonnes
Germany
France
Poland
Spain
Italy
years
Fig. 2. Freight road transport in selected countries of European Union
in the years 2008-2011
Source: own study based on Eurostat, http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/
page/portal/transport/data/database (access: 10.12.2012).
- 165 -
In 2009 there was a sharp decline in the number of carriage of goods by
road transport in total. This situation, which is the result of economic weakness
among EU27 countries, most transporting in terms of tonnage, resulted in a situ­
ation of road transport market. The largest decline occurred in Spain and Italy.
For Germany and France, the turning point size of the transported tons of cargo
has been in 2010. In 2011, despite the positive percentage change, compared to
the previous year (an increase of freight transport by 9% and 4%) failed to
achieve both these countries the level before the 2008 year. The year 2011
brought a further decline carried tons of cargo in Germany (about 3%) and
France (about 5%).
2 Road transport for own account
In table 1 are presented data on road transport performance in 2011, in­
cluding division for hire or reward transport and transport for own account. In
the case of EU27 leaders in percentage share of own account transport in total
road transport, measured in tonne-km, are Cyprus (46%), Greece (35%), United
Kingdom (34% for 2010) and Romania (31%). In individual countries, these
values are not, however, a full reference to the actual value of transport. For this
affect the territory, or economic development. Just compare the countries such
as Cyprus and Germany (15% of the transport for own account). The scale of the
absolute size of the transport performance is many times greater in the case of
Germany - about 48 billion tonne-km. In the case of Cyprus is the only - 305
million tonne-km).
Table 1
Freight road transport in total in European Union countries in 2011 (in million tonne-km)
Type o f transport
No
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
hire or reward
for own account
( OAT)
Percentage
share o f
OAT
3
25 878
17 988
49 910
14 158
275 894
5 607
7 696
13 421
196 087
152 475
129 118
4
7 229
3 225
4 920
1 962
47 939
305
2 412
7 176
10 756
33 183
13 768
5
22%
15%
9%
12%
15%
5%
24%
35%
5%
18%
10%
Country
2
Belgium
Bulgaria
Czech Rp.
Denmark
Germany
Estonia
Ireland
Greece
Spain
France
Italy
- 166 -
Average distance
travelled by 1
tonne o f goods,
kilometres
6
88
43
48
59
58
74
59
17
46
40
38
1
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
2
Cyprus
Latvia
Lithuania
Luxembourg
Hungary
Netherlands
Austria
Poland
Portugal
Romania
Slovenia
Slovakia
Finland
Sweden
Gr. Britan
3
505
11 167
20 307
7 712
30 762
63 185
21 364
178 269
31 771
18 271
15 054
28 140
24 832
33 465
96 711
4
436
964
1 205
1 123
3 767
10 148
7 178
29 382
4 681
8 077
1 385
1 039
1 955
3 466
49 974
5
46%
8%
6%
13%
11%
14%
25%
14%
13%
31%
8%
4%
7%
9%
34%
6
35
53
83
44
75
77
48
60
58
66
50
38
34
77
71
* Data for UK represents 2010.
Source: own study based on http://appsso.eurostat.ec.europa.eu/ nui/ show.do
(access: 11.03.2013).
On the basis of own calculations it can be concluded that the percentage
share of own account transport in European Union (in tonne-km), in total road
transport, for the year 2011 is about 15%. The average travel distance by own
account transport range from 17 km to 88 km. The average value for own ac­
count transport in EU27 is about 55 km. Average travel distance for commercial
transport in the European Union is more than 3.5 times greater, is approximately
195 km. From the above data it can be concluded that transport for own account
meets the carriage needs within local businesses.
For all EU27countries of the overall share of own account transport (in
tonnes) was 33.5% at the end of 2010 compared to the 2008 rate of 35.4%. In
the EU27 is noticeable downward trend in that type of road transport. Compar­
ing the year 2010 to 2008, we can observe more than 17% decrease in the own
account transport of goods. The value of carriage of goods decreased from over
6 billion tonnes to nearly 5 billion tons. The downward trend is maintained also
in transport performance with minor fluctuations in 2009. In the EU27 freight
transport for own account is reduced. Extended the travel distance. In the three
years 1 tonne of cargo was transported on a longer distance of about 2km. At the
end of 2010 this value was 58 km.
3 Analysis of Poland own account transport in comparison to selected
European countries
For the analysis of transport for own account of Poland with regards to
chosen European countries, due to comparability in terms of territory and popu­
- 167 -
lation, has been taken into account the following countries: Germany, France,
Spain, Italy and additionally Czech Republic, Austria and Portugal. For compar­
ison purposes, was adopted 6-year period. It has a the beginning in 2005, i.e. the
full period of Poland as a membership to the structures of EU25. In the data pre­
sented for all European countries dominates transport for hire or reward. Can al­
so observe that the freight transport for own account in more than xh meet the
transport needs of EU27.
In 2005, the largest share of freight transport for own account in selected
European countries was in Portugal (49.6%). In the analyzed period there was
also decrease the number of tonnes of own account transport on more than half
(i.e., from 165 million tonnes to 80 million tonnes). The share of transport for
own account (in tonnes) fell to 36.9%.
The share of OAT in Poland is the value of above average (around 37%
measured in tonnes) in the selected countries. The growth of cargo transport of this
type in the group of vehicles above 3.5 tonnes of permissible gross weight is over
60% (from about 302 million tonnes in 2005 to around 486 million in 2011).
Share and the amount of tonnes of transport for own account increase rec­
orded also in Austria (20%) and France (4%). Values for selected countries are
shown in Figure 3. Other countries reported a decline in this area. Germany in
2005 carried more than 1 billion tonnes. At the end of 2011, it was less than
25%. In Spain, OAT fell by approximately 58%, in the Czech Republic by about
32%, Italy by about 21%.
2005
2011
Fig. 3. Percentage share comparison of transport for own account in total road
transport [measured in tonnes] in selected UE countries in 2005 and 2011
Source: own study based on Eurostat, http ://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/
page/portal/transport/data/database (access: 10.08.2013).
- 168 -
For the analyzed period interesting phenomenon is the increase in the
number of commercial transport of goods in Germany (over 30%), Poland
(about 49%) and Austria (about 16%). The other analyzed countries recorded a
decline in them. It is about half or about one third less compared to a decrease in
freight transport for own account.
In 2005, the largest transport performance was made by own account
transport in Germany (about 62 billion tonne-km). In six years, Germany report­
ed a decline of over 22%. However, do not lose the leading position (about 48
billion tonne-km). France remained more or less constant, a 5% increase in the
period (of more than 31 billion tonne-km to more than 33 billion tonne-km). The
largest, more than 50%, transport performance increase was observed in Poland.
With about 19 billion tonne-km in 1995 to over 29 billion tonne-km in 2011.
The biggest decline of transport performance took place in Spain (over 44%)
and slightly less in Portugal (42%). In Figure 4, was presented the percentage
share of transport for own account in transport performance. Countries are
ranked in ascending order based on the values from 2005. This share does not
exceed 20%. In the figure it is a noticeable increase of the transport performance
in Austria, an increase of more than 3% (from 6.9 billion tonne-km in 2005 to
approximately 7.2 billion tonne-km in 2011). In the case of transport for hire or
reward, in the same period, Austria recorded a decline of 28%.
2005
2011
I
I
I
I
1
1
1
I
Fig. 4. Percentage share comparison of transport for own account in total road transport
[measured in tonne-km] in selected UE countries in 2005 and 2011
Source: own study based on Eurostat http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/
/page/portal/transport/data/database (access: 10.08.2013).
- 169 -
The reasons for occurrence a similar situation in Germany, Portugal, Po­
land, Czech Republic, Italy and Spain can be traced in the development of inter­
national transport for hire or reward. This was a consequence of increasing the
travel distance of freight. Average distance travelled by 1 tonne of goods, was
presented in figure 5.
average travel
distance of 1 tonne by
own account
transport (2005)
km
average travel
distance of 1 tonne by
own account
transport (2011)
average travel
distance of 1 tonne by
commercial transport
(2005)
l
r
i
r
m
r
n
i
r
average travel
distance of 1 tonne by
commercial transport
(2011)
n
Fig. 5. Average distance in km covered by goods carried by own account transport and
transport for hire and reward in years 2005 and 2011
Source: own study based on Eurostat, http://epp.eurostat.ec. europa.eu/portal/ page/portal/transport/data/database (access: 10.08.2013).
In 2005, the average travel distance of one tonne of freight by transport
for own account, in selected countries, is within 35-63 km. In Poland, in that
year, there had been the longest average travel distance. In Austria, transported
to the average distance of 58 km. In 2011, this country also experienced the
greatest decrease in average travel distance up to 10 km. In Germany, this value
increased by only about 2 km (from 56 km in 2005 to 58 km in 2011). In Portu­
gal, the average travel distance of one tonne of freight increased by 9 km (from
49 km in 2005 to 58 km in 2011). In Italy it declined by 8 km. In the years
- 170 -
2005-2011 the other chosen countries increased the average distance (less than
40 km) travelled by transport for own account (France 40.4 km, Czech Republic
47.8 km, Spain 46.1 km).
Figure 5 includes also the average distance transport of one tonne of
freight transport for hire or reward. As the graph shows, the average travel dis­
tance by commercial transport greatly exceeds the average distance for the
transport for own account. The values for 2005, oscillate between 122 km and
206 km. In 2011, visible in the figure increases and decreases in the average dis­
tance expanded its range from 120 km to 231.8 km.
Conclusion
Road transport is a rapidly developing mode of transport. Ecological vehi­
cles, logistics approach, and intelligent transport systems assist carriers in com­
plying with the increasingly demanding regulations of the European. Transport
for hire or reward is an alternative for own account transport, but also can be
used complementarily.
Decrease of the importance of transport for own account can be observed
over the years. The share of transport for hire or reward and own account
transport in Poland at the end of 2011 shapes up, respectively, at 63% and 37%.
A trend of decreasing share of transport for own account in meeting the
transport needs, and the dynamic growth of the share of transport for hire or re­
ward are noticed.
Bibliography
1. Road transport law of 6 September 2001. Journal of Laws 07.125.874.
2. Eurostat database http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page/portal/transport/
data/database.
Рецензент профессор Ядлинский М.
- 171 -
УДК 65.01
С. С. Абушахманов*, О. В. Афанасьева**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
* студент магистратуры, II курс
** канд. техн. наук, доцент
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ
СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
(НА ПРИМЕРЕ ПОСТАНОВОЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ)
Приведён пример применения методов системного анализа к решению задачи
проектирования, разработки правил и принципов работы постановочного освещения
для концертных залов. В результате проведенного сравнительного анализа по следую­
щим критериям: начальная стоимость, расходы за период эксплуатации, жизненный
цикл лампы, яркость, инфракрасное излучение, ультрафиолетовое излучение - получен
рейтинг различных источников освещения.
системный анализ, источники освещения, проектирование, постановочное освещение.
Известно, что системный подход является методологической кон­
цепцией, которая дает возможность анализировать и синтезировать раз­
личные по своей природе и сложности системы с единой точки зрения, вы­
являя при этом важнейшие черты функционирования системы и учитывая
наиболее существенные для всей системы факторы [1], [2].
К задачам системного подхода относятся: разработка общих методов
и средств анализа и синтеза объектов исследований; описание их целост­
ных характеристик; анализ соотношений систем различных типов между
собой и окружающей средой и ряд других [1], [3], [4].
Под системным анализом обычно понимают совокупность методов и
средств выработки и принятия решений об управлении сложными (боль­
шими) системами, создаваемыми человеком.
Если рассматривать конкретные системные исследования, то в них,
как правило, вкладывается не только смысл принятия решений в процессе
управления системами определенного вида, но и смысл содержательного
изучения данных систем. В этом случае имеется в виду рассмотрение сис­
тем как объекта познания (предмета исследования), т. е. изучение их
свойств, причинных связей развития, разработка рекомендаций по конст- 172 -
руированию систем, оптимальному управлению ими (по условиям их оп­
тимального функционирования), решению основных проблем развития и
прогнозирования и т. д.
Рассмотрим пример применения методов системного анализа к ре­
шению задачи проектирования, разработки правил и принципов реализа­
ции постановочного освещения для концертных залов.
Проведём системный анализ эволюционного развития постановочно­
го освещения. Заметим, что эта тема стала актуальной в связи с развитием
технологий и оснащением большого количества объектов культуры поста­
новочным и архитектурным светом.
Для оптимальной расстановки приборов необходимо учитывать их
свойства и возможную дальнейшую замену на аналогичные или превосхо­
дящие их по характеристикам. Известно, что освещение изменяет цвета
декораций, костюмов, грима. Поэтому живописные декорации пишутся
при том искусственном освещении, при каком они будут восприниматься
на сцене. Набор гримёрных красок делается в расчете на искусственное ос­
вещение, отчего лицо, загримированное обычными театральными краска­
ми, при дневном освещении выглядит нарочито размалёванным. Удачное
освещение грубой фактуры драпировок и костюмов создает эффект драго­
ценных тканей, а тусклая клеевая живопись может заиграть яркими сол­
нечными красками.
В практике театрального освещения огромное значение имеют спек­
тральные характеристики источников света. У разных источников разные
спектры, т. е. в их излучении цвета присутствуют в разном соотношении.
От этого соотношения цветов зависит видимая глазом окраска луча. На­
пример, в спектре пламени свечи по сравнению со спектрами Солнца и
электрической лампы больше жёлтых, оранжевых и красных цветов и
меньше синих, зелёных и фиолетовых, поэтому её пламя для глаза желтее,
чем электрический или полуденный солнечный свет. При этом, чем выше
температура источника излучения (пламя, нить накаливания и т. п.), тем
меньше красная часть его спектра. Свет электрической лампы кажется бо­
лее белым, чем пламя свечи, т. к. температура вольфрамовой нити накали­
вания значительно выше температуры свечного пламени (табл. 1).
На рисунке приведены сравнительные данные искусственного и при­
родного освещения, что позволяет дать оценку его качества с древних вре­
мен до наших дней. С аналитической точки зрения хорошо отображена
тенденция развития светового оборудования и приближения по теплоте и
светопередаче искусственных источников света к природному освещению.
Это дает возможность развития осветительного оборудования [5].
Для принятия системно-аналитических решений необходимо провес­
ти сравнительный анализ электрических источников света.
- 173 -
Таблица 1
Обобщенная таблица достоинств и недостатков ведущих источников света
Достоинства
Лампа накаливания
Низкая начальная стоимость лампы и не­
обходимого для нее оборудования
Компактность, благодаря которой она хо­
рошо подходит для регулирования свето­
вого потока
Надежная работа при низких температурах
и довольно высокий при ее размерах све­
товой выход
Люминесцентные лампы
Высокая световая отдача (до 80 лм/Вт)
Большая долговечность
Недостатки
Низкий световой КПД, только 5 % энер­
гии преобразуется в свет, остальные 95 %
- в тепло
Высокая рабочая температура
Заметные колебания светового выхода
при изменениях напряжения питания
Недолговечность
Относительная громоздкость
Необходимость в специальном пускорегу­
лирующем устройстве (стартере и дроссе­
ле)
Чувствительность к температуре окру­
жающего воздуха (при температуре ниже
+10°С лампа может не зажечься)
Наличие стробоскопического эффекта. В
результате у человека создается наруше­
ние правильного восприятия скорости
движения предметов, вызываются непри­
ятные ощущения
При неправильном включении становятся
источниками помех для радиоприемников
и телевизоров
Обязательная утилизация
Светодиоды
Низкое энергопотребление - не более 10 % Высокая стоимость по сравнению с дру­
от потребления лампами накаливания
гими источниками освещения
Долгий срок службы - до 100 000 часов
Высокий ресурс прочности - ударная и
вибрационная устойчивость
Чистота и разнообразие цветов, направ­
ленность излучения
Регулируемая интенсивность
Низкое рабочее напряжение
Экологическая и противопожарная безо­
пасность. Не содержат в составе ртути и
почти не нагреваются
- 174 -
-
6000
5000
4000
3000
2000
1000
М
М
1
1
ш
1
1
п
И
I
I I
Гг г г I I I I I
Источник
исскуственного света
Источник природного
освещения (Солнце)
0
Температура искусственного и природного освещения
Известно, что существуют два основных вида электрических источ­
ников света - лампы накаливания и газоразрядные лампы, среди которых
главное место занимают люминесцентные лампы. Кроме того, существует
еще один вид источников света, на который необходимо обратить особое
внимание, - приборы на светодиодной основе (табл. 1).
К недостаткам светодиодов можно отнести их более высокую стои­
мость по сравнению с другими источниками освещения, но указанные дос­
тоинства оправдывают вложенные затраты.
Таким образом, систематизируем результаты проведенного сравни­
тельного анализа по следующим критериям: начальная стоимость, расходы
за период эксплуатации, жизненный цикл лампы, яркость, инфракрасное
излучение, ультрафиолетовое - излучение (табл. 2). В таблице 3 приведён
рейтинг различных источников освещения.
Таблица 2
Результаты сравнительного анализа различных типов освещения
по базовым характеристикам
Тип лампы
Лампа накали­
вания
Лампа люми­
несцентная
Лампа светоди­
одная
Жизнен­
ный
Инфракрасное Ультрафиолетовое
Яркость
цикл
излучение
излучение
лампы, ч
Очень высо­
Очень высо­
1 000
Средняя
Приемлемое
кие
кие
Расходы за
Начальная
период экс­
стоимость
плуатации
Низкая
Высокая Приемлемые
10 000
Очень
высокая
Более
Высокая
100 000
Низкие
- 175 -
Низкая
Минимальное
Очень высокие
Нет
Нет
Из анализа данных, приведенных в таблицах, заключаем, что свето­
диоды за счет низкого расхода финансовых средств в течение периода экс­
плуатации, длительного жизненного цикла, высокой яркости, отсутствия
инфракрасного и ультрафиолетового излучения являются лидерами в рей­
тинге прочих источников освещения.
Данные исследования послужили основой для разработки проектно­
го решения по оснащению постановочным освещением малых (типовых)
концертных залов.
Таблица 3
Рейтинг различных источников освещения
Категории сравнения
Рейтинг
Лучшие
Началь­ Расходы за
Жизнен­
ная стои­ период экс­ ный цикл
мость
лампы, ч
плуатации
Лампы
Светодио­
накали­
Светодиоды
ды
вания
Люмине­
сцентные
Яркость
Инфракрас­
ное излуче­
ние
Светодио­
ды
Светодиоды
Лампы на­ Люмине­
каливания сцентные
Средние
Люмине­ Люмине­
сцентные сцентные
Худшие
Светодио- Лампы на­ Лампы на­ Лиминецы
каливания
каливания сцентные
Ультрафиолето­
вое
Светодиоды
Лампы
вания
накали­
Лампы нака­ Лиминесцентливания
ные
Библиографический список
1. Арефьев И. Б. Анализ состояния и поведения объекта управления :
учебное пособие / И. Б. Арефьев. - СПб. : Изд-во СЗТУ, 2003. - 51 с.
2. Волкова В. Н. Основы теории систем и системного анализа : учеб­
ник для студентов вузов / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. - СПб. : Изд-во
СПбГТУ, 1997. - 510 с.
3. Гарифуллин Н. Б. Структурный анализ и синтез систем : учебно­
методический комплекс /сост. Н. Б. Гарифуллин, Л. В. Ткачёва. - СПб. :
Изд-во СЗТУ, 2009. - 210 с.
4. Голик Е. С. Теория и методы статистического прогнозирования:
учебное пособие/ Е. С. Голик, О. В. Афанасьева. - СПб. : Изд-во СЗТУ,
2007. - 182 с.
5. Исмагилов Д. Г. Театральное освещение / Д. Г. Исмагилов,
Е. П. Древалёва. - М. : ЗАО «ДОКА Медиа», 2005. - 280 с.
Рецензент профессор Маликов О. Б.
- 176 -
УДК 550.843
А. Авраменко
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
студент группы ИТБ-10
ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТОДОВ И СПОСОБОВ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
Освещается история создания средств сейсмической разведки. Статья написана
под руководством ассистента кафедры системного анализа и управления Национально­
го минерально-сырьевого университета «Горный» Ю. В. Ильюшина.
регулятор, системы, частотные характеристики, системный анализ, управление.
В 1829 году в Париже в Трудах Парижской Академии наук появи­
лась статья Пуассона, которая была посвящена применению волнового
уравнения для описания распространения упругих волн в твердых средах.
Эта статья оказалась основополагающей для описания всей акустики твер­
дых сред и основного ее направления - сейсморазведки. Решив волновое
уравнение для двух граничных условий, Пуассон получил выражения для
описания продольных и поперечных упругих колебаний.
Идея сейсморазведки возникла очень давно. Люди ещё в XVII знали,
как используют звуколокацию дельфины и летучие мыши, и предполагали,
что этот принцип можно использовать и в твердых средах. Пуассон фор­
мализовал эту идею, описал её формулами, заложил начало воплощения её
в жизнь. Однако Пуассон понимал, что полученное им математическое
описание поля упругих колебаний нельзя проверить, поскольку в то время
акустические измерения проводить было ещё нечем. В связи с этим его
идея так и осталась гипотезой, предположением.
С уходом Пуассона из жизни (в 1840 году) отношение к описанию
поля упругих колебаний радикально изменилось. Ученые начали прини­
мать предположение Пуассона на веру без каких-либо практических дока­
зательств и, продолжая решение волнового уравнения для других (также
гипотетически заданных) граничных условий, получали описание этих ти­
пов упругих колебаний. Так, в 1885 году Рэлей дал описание поверхност­
ных волн (волн Рэлея). Все математики, которым удавалось решать волно­
вое уравнение для определенных граничных условий, могли рассчитывать
на увековечение своего имени в результате того, что новый тип упругих
- 177 -
колебаний будет назван их именем. Так «увидели свет» волны Лява, Лэм­
ба, Стонли.
Идея об использовании сейсмографа для выяснения глубинного
строения была впервые выдвинута в 1898 г. Милоном. Он писал: «По­
скольку волны, образующиеся при землетрясениях, проходят последова­
тельно один пласт за другим, то, если мы изучили их отражение и измене­
ние скорости распространения внутри пластов, мы сможем обнаружить
структуры, образуемые горными породами на значительных глубинах, ко­
торые недоступны прямому наблюдению и о которых без помощи таких
волн нельзя даже надеяться узнать что-нибудь... С помощью землетрясе­
ний и крупномасштабных экспериментов можно определить упругие мо­
дули, свойственные породам в естественном залегании; при правильной
интерпретации они позволят правильно понять многие неясные явления».
В 1905 г. Л. В. Гарре предложил использовать метод сейсмических
волн для нахождения соляных куполов, но тогда идея не нашла примене­
ния, так как еще не были сконструированы соответствующие приборы.
Однако не было бы счастья, да несчастье помогло: в 1912 г. в результате
столкновения с айсбергом затонул «Титаник», и многие ученые приступи­
ли к изобретению средств обнаружения айсбергов. Фессенден предложил
помещать источники и приемники в заполненные водой скважины и опре­
делять местоположение рудных залежей как по получаемым от них отра­
жениям, так и по вносимым ими изменениям в результаты измерений вре­
мени пробега волн в промежутке между скважинами. Впоследствии Людгер Минтроп и другие пытались безуспешно опротестовать его патент, так
как Фессенден использовал не «сейсмические» волны, а «акустические»,
кроме того, применение скважин для помещения в них источников и при­
ёмников не согласовывалось с последующей практикой.
Последовал ряд патентов в области использования сейсмических
волн. Например, в 1926 г. Минтроп получил патент, относящийся к «Ме­
тоду определения геологических структур» (по сути - метод преломлен­
ных волн). А в 1922 г. Дж. Ивенс и У. Уитни получили патент по «Усо­
вершенствованиям в средствах исследования глубоких слоёв земной ко­
ры». В их патенте говорилось: «Настоящее изобретение. отличается тем,
что звуковые волны принимаются одновременно или почти одновременно
на множестве приёмных станций, так как даже в простейшем случае, когда
известно, что пласты залегают горизонтально, имеются две неизвестные
величины: 1) средняя скорость отражённой волны и 2) глубина отражаю­
щего пласта, а следовательно два уравнения, и поэтому необходимо иметь
данные минимум двух измерений». Несмотря на довольно полное описа­
ние метода отражённых волн, этот патент не сыграл заметной роли в по­
следующих разработках, которые были сосредоточены в основном на ис­
пользовании метода преломлённых волн.
В 1920 г. Хейсман, Экхардт, Карчер и Мак-Коллум основали фирму
«Геологическая инженерия» («Geological engineering»), чтобы применить
- 178 -
сейсморазведку для поисков нефти. Они превратили осциллограф в трех­
дорожечный регистратор и создали электродинамические сейсмометры на
основе радиотелефонных приемников. И это дало результат: в июне 1921 г.
они получили на Белл-Айл (Оклахома-Сити) отчетливое отражение от кон­
такта между слоями глины и известняка. Экспериментальные работы с от­
ражёнными и преломлёнными волнами проводились в течение примерно
пяти месяцев. Они использовали весьма изощрённые методы. Например, в
одном из экспериментов, чтобы получить волны, наиболее близкие к пло­
ским, сбрасывали динамит с самолёта. Естественно, что фирма исчерпала
все свои фонды. Да и нефть резко упала в цене. Это привело к тому, что
все руководители, за исключением Мак-Коллума, вернулись к своим де­
лам. А он согласился расплатиться с кредитами за оборудование и патент­
ные права фирмы. В конце 1920-х годов сейсмическая разведка стала про­
двигаться за пределы США и Германии: в Персию (Иран) и Венесуэлу
(1927 г.), в Австралию (1929 г.), в Ост-Индию (1930 г.).
Со временем стали использовать большее количество приёмников (к
1981 г. их число возросло до 96, сейчас - в разы больше). Механические
сейсмоприёмники вскоре были заменены электрическими сейсмоприёмни­
ками с ламповыми усилителями. Вследствие высокого уровня шумов су­
ществовавших тогда ламп первые электрические сейсмоприёмники долж­
ны были обладать высокой чувствительностью. С появлением менее шу­
мящих ламп необходимость в мощных усилителях пропала, и это позволи­
ло значительно уменьшить вес приёмников (с 15 кг до нескольких грам­
мов), что в свою очередь позволило свободно использовать несколько при­
ёмников при одном эксперименте. В 1932 г. была разработана автоматиче­
ская регулировка усиления.
Одним из важнейших послевоенных достижений было использование
для интерпретации волновой картины вдоль профиля монтажа сейсмограмм
так называемого временного разреза. Отдельные сейсмограммы в процессе
интерпретации ставили рядом уже давно, но было очень трудно охватить их
единым взором из-за больших размеров каждой сейсмограммы и различий в
скорости протяжки фотобумаги. В 1950 г. Г. Мэйн изобрел метод общей
глубинной точки (ОГТ) как способ подавления помех, с которыми не удаёт­
ся справиться путём группирования. Широкое распространение этот метод
получил лишь в 60-х годах, быстро утвердившись благодаря возможности
ослаблять кратные волны и помехи других типов. Совершенствовались
также источники: взрывчатке и падающим грузам пришли на смену уста­
новки, производящие вибрации, и другие. Развитие сейсмических методов в
геологии не прекратило развиваться. И в наше время совершенствуются
способы получения данных, методы их интерпретации. От двумерных раз­
резов уже практически повсеместно перешли к трёхмерным. Всё это делает
сейсмические методы более удобными и используемыми.
- 179 -
Библиографический список
1. Ильюшин Ю. В., Чернышев А. Б. Устойчивость распределенных
систем с дискретными управляющими воздействиями / Ю. В. Ильюшин,
А. Б. Чернышев // Изв. Южного федерального университета. - Таганрог,
2010. - № 12. - С. 166-171.
2. Ильюшин Ю. В., Кравцова А. Л., Мардоян М. М. Устойчивость
температурного поля распределенной системы управления / Ю. В. Илью­
шин, А. Л. Кравцова, М. М. Мардоян // Научное обозрение. - 2012. - № 2.
С . 189-197.
3. Ильюшин Ю. В. Методика синтеза нелинейных регуляторов для
распределенного объекта управления / Ю. В. Ильюшин // Научное обозре­
ние. - 2012. №5. - С. 14-17.
Рецензент доцент Клавдиев А. А.
УДК 681.52
В. В. Антропов*, И. А. Бригаднов**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра информационных систем и вычислительной техники
* магистр II курса
** д-р физ.-мат. наук, профессор
ГРУППОВОЙ МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ
ДАТЧИКА ГРАНИЦЫ ОДНОМЕРНОГО СИГНАЛА
В работе на основе теории моментов и инвариантов конечных алгебраических
групп проводится построение датчика границы одномерного сигнала.
конволюция, теория моментов, алгебраический инвариант группы.
- 180 -
Введение
В теории распознавания образов весьма актуальной является задача
определения границ сигналов или изображений. Дело в том, что часто ана­
лизируемые сигналы подвергаются искажениям. Одним из наиболее рас­
пространенных искажений изображений является, например, недонаведение на резкость, съёмка в условиях задымлённости, сумерек, а также съём­
ка подводных объектов. Наиболее адекватной моделью искажения являет­
ся конволюция.
1 Постановка задачи
Пусть / (х ) - исходный неискаженный сигнал. Искажённый сигнал
определяется по формуле:
Л
/ (х) = I Я (х - У) / ( У ) Ф = Я ® / ,
—да
(1)
где Я (— ) = Я ( () - ядро передающей системы, заранее не известное. За­
метим, что на практике ядро обычно является чётной функцией. Большего
предположить невозможно.
Целью работы является построение алгебраических датчиков грани­
цы, нечувствительных к операции конволюции (1). Основная идея для на­
хождения алгебраических инвариантов заключается в использовании клас­
сической теории моментов. Напомним, что моментом к-го порядка задан­
ной функции называется число
+да
тк = I х к/ ( x ) d x ( к = 0, 1,...),
(2)
—да
т. е. функции ставится в соответствие формально бесконечный набор её
моментов.
Ядру передающей системы также ставится в соответствие бесконеч­
ный набор его моментов:
+да
Л = | хкЯ ( х ) Л ,
—да
к
причём в силу чётности все нечётные моменты ядра равны нулю. Действительно,
+да
Л =
0
| хя ( х }d x =
—да
+да
| х я ( х }d x + | х я (х )а Х =
—да
0
+да
+
| х & ( х ) d x = 0.
- 181 -
Для искажённой функции также можно определить моменты:
л
+да
л
тк = | хк / ( х ) й х = | х
—да
—да
| ё ( х - у ) ) ( у ) йх =
\ —да
у
+да +да
+да +да
= I I х ё (х —у ) / { у ) йу йх = |
—да —да
| (г + у) ё ( г ) / ( у ) ф Ж
—да —да
л
+да +да к
тк = I I X с к гПу —пё ( 2) / ( у ) Ф ^ =
—да —дап=0
к
+да+да
= X с к I I *пё (г ) у к~П / ( у ) йу йг
п=0
—да—да
(3)
Здесь использован бином Ньютона, а также линейность операции
интегрирования, где Ск - биномиальные коэффициенты.
2 Построение алгебраического инварианта
В развернутом виде выражение (3) имеет вид линейной системы ал­
гебраических уравнений, причем в силу четности функции ядра все его не­
чётные моменты равны нулю.
Без уменьшения общности можно считать, что нулевой момент ядра
J 0 = 1 (это естественное условие нормировки).
г л
т 0 = J 0т 0
л
т?1 = Jo т?1 + з т
л\
т 2 = 3 0т2 + 2^ т ^ + 3 2т 0
л
т 3 = 3 0т 3 + 3 ^ 2 . + 332т 1 + 3
\
^
л\
т 4 = 30 т4 + 4 3 т 3 + 6 32 т 2 + 43>т \ + 34 т 0
л
т 5 = 3 0т 5 +
+ С5 3 2т 3 + С5'33"т2 + 53 4т 0 + 0
- 182 -
Таким образом, операция конволюции (искажения сигнала) описыва­
ется следующим линейным (формально бесконечным) преобразованием:
Л
т 0
= т 0
Л
т-1 = т-1
Л
т 2= т 2+
/2
т 0
Л
т з = т з + 3 3 2 т^
Л
т 4 = т 4 + 6/
т 2 + /4 то
Л
т з = т з + 1 0 /2 т з + 5 /4 то
Для анализа этой системы рассмотрим первые шесть моментов:
Л
т=
( т о ; т
где /
1; . . . т з ) е
^
6
т=
“5
ГЛ Л
Л Л
т0; т,1;... тз е
V
)
^
6г
Л
т
=/ *т
/
еМ '
6
- матрица линейного преобразования, зависящ;
ных параметров ( / 2 ';/4 ),
0
0
0
0"
0
1
0
0
0
0
/ А*2
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
(Ч
'-О
0
^г
1П
/ 4
0
(Ч
0
т
/ =
"1
0
10 /
2
, ае1 ( / ) = 1.
(4)
В основе метода инвариантов лежит идея построения алгебраических
Л
комбинаций тк , нечувствительных к описанному линейному двухпара­
метрическому преобразованию, которое является конечной алгебраиче­
ской группой [1]. Например, легко убедиться, что справедливо следующее
соотношение:
- 183 -
л
л
л
л
3 т1 т2 —т0 т3 = 3 т ^ 2 —т0т3
которое является алгебраическим инвариантом
л
л
л
л
1-1 = 3 т^ т2 —т0 т3
(5)
3 Алгебраический инвариант как датчик границы
Покажем, что алгебраический инвариант (5) можно использовать в
качестве датчика границы.
Рассмотрим импульсную функцию, представленную на рисунке 1,
где 0 < г <1. Вычислим для неё первые моменты, входящие в инвариант
(5):
тг
1
Х2
т1 = I хйх = —
I / (х) йх = I йх = 1—г
0
г
т2 = | х 2йх = 3 (1 —г 3 );
Г ■ 2 (1—г 2)
т3 = | х 3йХ = -4 (1 —г 4 1 .
Рис. 1. Импульсная функция
Тогда инвариант (5) легко представить как функцию переменной г:
- 184 -
л (г ) =
3 6
= 2 (^
, 2
О _ г2)(! _
г3Н
, 3^
1_
(1 _ , ) ( ^
= 1 (2 (1 - г 2 _ г 3 + г 51
= -4 ( 2 - 2 г 2 - 2 г 3 + 2
г^ 4 0 _ г4) =
, 4) =
- г —г 4 + г 5
г5 _ 1+ г + г4 _ г 5 1
= - 4 ( г 5 + г 4 - 2 г 3 _ 2 г 2 + г + 1);
и
/ 1Л
V2 ,
=
1Г 1
1
+—
4 132 16
1
1 1 2
4 Ч32 32
8
32
1 1 л
2 _ 2 --- --- +1 =
4 2
8
1
16 | 16 I 32 Л = 1 ' 27 ^ = 27
32 32 32, = 4 1 32 ) = 128
Л ( г ) = 2 (1 + г ) (1 _ г ) (1 _ г ) (1 + г + г 2 ) _ 1 (1 _ г ) (1 _ г ) (1 + г ) ( + г 2
/1
(г ) = 4 (1 _
г ) 2 2 (1 + г ) 1 + г + г 2 ) _ ( 1 + г)(1 + г 2 )
= 1 (1 _ г ) 2 (1 + г ) 2 + 2 г + / г 2 _ 1 _ г 2
и1
(г) = 4
(1
_ г )2 (1 + г )'
Рис. 2. Простейший сигнал
- 185 -
(6)
Рассмотрим простейший сигнал (рис. 2), где переменная величина координата границы —1 < г < 1. Легко видеть, что инвариант (6)
/1 (0 ) = I
/ , ( ± ! ) = 0;
4
Тогда в качестве датчика границы можно взять следующее выраже
ние:
л л
л л
В 1 = 12 т.1 т.2 —4 то тъ =
1; г = 0
0; г = ±1.
Библиографический список
1. Шефтель М. Б. Дифференциальные уравнения. - Т. 29. - М., 1993.
- 1782 с.
2. Шефтель М. Б. Группы Ли и дифференциальные уравнения: сим­
метрии, законы сохранения и точные решения математических моделей в
физике. - Минск : ИМ НАНБ, 2009.
3. Шефтель М. Б. Дифференциальные уравнения. - Т. 30- М., 1994. 444 с.
Рецензент профессор Волкова В. Н.
УДК 621.432 : 6 2 1 .4 5 ’026.8
О. В. Афанасьева
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
канд. техн. наук, доцент кафедры системного анализа и управления
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ
В статье рассмотрены методы, позволяющие анализировать вибрационное со­
стояние сложной технической системы. В результате проведенного исследования полу­
чены критерии, позволяющие определять виброактивность двигателей.
метод, анализ, вибрация, двигатель, теория подобия, анализ размерности.
- 186 -
В работающем дизеле при относительном движении деталей, соеди­
ненных в кинематические пары, возникают соударения [1], [6]. Импульсы
взаимодействия деталей, возникающие при соударениях, отличаются зна­
чительной величиной и малой длительностью процесса (порядка 10-4 с) [6].
Центрами возбуждения колебаний в механизмах являются зоны кон­
такта деталей в момент их соударения [1], [2].
Ударные импульсы возникают при перекладках поршня в цилиндре,
в сочленениях шатуна с поршнем, в шатунных подшипниках коленчатого
вала, при работе форсунок, впускных и выпускных клапанов, в подшипни­
ках качения, зубчатых парах и т. д.
Поэтому одним из наиболее важных сигналов, доставляющих ин­
формацию о состоянии многих агрегатов и узлов двигателя, является виб­
рация - упругие колебания, распространяющиеся при работе двигателя в
его деталях [3], [5], [6].
Методы исследования виброактивности двигателей можно условно
разделить на три вида в соответствии с тремя поддиапазонами частот: низ­
кочастотный диапазон (НЧД) 20-300 Гц, среднечастотный диапазон (СЧД)
300-1500 Гц и высокочастотный диапазон (ВЧД) 1500-10 000 Гц [6].
Каждому диапазону свойственны свои особенности возмущающих
сил, частотных характеристик конструкций двигателей и процесса переда­
чи колебательной энергии. В низкочастотном диапазоне возбуждение виб­
рации происходит от сил инерции поступательно движущихся масс, мо­
ментов этих сил, центробежных сил инерции вращающихся масс, сил дав­
ления газов при сгорании топлива и т. д.
В этом диапазоне возмущающие силы имеют практически дискрет­
ный, детерминированный характер, а двигатель как колебательная система
достаточно хорошо определяется конечным числом сосредоточенных па­
раметров, хотя некоторые детали конструкции (коленчатые валы, картеры
и другие) могут рассматриваться как системы с распределенными пара­
метрами. Исследование низкочастотных составляющих вибрации двигате­
лей осуществляется методами прикладной теории колебаний.
В среднечастотном диапазоне возбуждение вибрации двигателей оп­
ределяется высшими гармониками возмущающих сил, действующих в
низкочастотном диапазоне, трением и ударами в подвижных сочленениях
при перекладке зазоров.
Возмущающие силы в этом частотном диапазоне также можно счи­
тать детерминированными. Так как в низкочастотном и среднечастотном
диапазонах находятся собственные частоты деталей и узлов двигателей, то
конструкции двигателей уже нельзя считать абсолютно жесткими, недеформируемыми.
Исследование вибрации двигателя в СЧД производится путем соче­
тания аналитических и экспериментальных методов. Основой такого соче­
- 187 -
тания следует считать теорию линейных четырехполюсников. При этом в
двигателе определяются возмущающие силы и механические сопротивле­
ния в точках соединения между собой отдельных узлов и деталей, а затем с
использованием теории четырехполюсников вычисляются колебания в
этих точках.
Следует отметить, что при исследовании вибрации двигателей в вы­
сокочастотном диапазоне возмущающие силы и их высшие гармоники те
же, что и в СЧД, однако эти силы в ВЧД отличаются относительно боль­
шой флюктуацией и могут рассматриваться как случайные. Здесь значи­
тельно возрастает роль шумового фона с плавно меняющейся огибающей
спектральной плотности, происхождение которого можно отнести к тре­
нию в деталях и узлах, газодинамическим колебаниям при сгорании топ­
лива в цилиндрах, кавитационным явлениям в охлаждающей жидкости и
др.
В этом диапазоне частот некоторые элементы двигателя, такие как
пластины, кожухи, рамы, фундаменты, можно рассматривать как системы
с распределенными параметрами. Однако аналитический расчет ограничен
сложностью учета краевых условий и направления распространения вол­
ны.
Необходимо отметить, что некоторые экспериментальные исследо­
вания вибрации двигателей могут быть с успехом проведены путем элек­
тромоделирования вибрационных процессов [6].
Одним из направлений исследований виброактивности дизелей в
теоретическом и экспериментальном плане является анализ спектральных
характеристик возмущающих сил и частотных характеристик (импедансов)
двигателя. Так для осуществления исследования вибрации двигателей не­
обходимо иметь данные о действующих возмущающих силах и их спек­
тральных
функциях,
частотных
характеристиках,
инерционножесткостных и диссипативных свойствах двигателя и его деталей и узлов:
^ (г ) — ^ (ю ) ——К х (ю) — X(ю) — х ( г ) — 2 (ю) ——Ж .
Здесь F ( г ) - сила, приложенная к колебательной системе (дизелю);
F (ю) - спектральная функция этой силы; К х (ю) - частотная характери­
стика системы (по скорости); X (ю) - спектральная функция скорости ко­
лебательного движения системы, вызываемого действием силы ^ ( г ); х ( г )
- скорость колебательного движения системы; 2 (ю) - сопротивление ме­
ханической системы на входе; Ж - активная составляющая колебательной
мощности.
Реальный двигатель представляет собой колебательную систему с
бесконечно большим числом степеней свободы. Исчерпывающее исследо­
- 188 -
вание его колебаний невозможно ни аналитическим, ни эксперименталь­
ным путём. В последнем случае потребовалось бы установить на двигатель
количество датчиков, равное числу его степеней свободы.
На практике традиционно стремятся получить приближённое реше­
ние этой задачи. Использование приближённых способов расчёта колеба­
ний позволяет обеспечить необходимую точность результата при меньшей
трудоёмкости.
Применение методов теории подобия и анализа размерностей позво­
ляет проводить исследования, определяемые полнотой и конкретностью
информации, содержащийся в их результатах, то есть позволяет найти
наиболее рациональные формы представления результатов количественно­
го исследования [2], [4]. Кроме того, теория подобия и анализ размерно­
стей позволяют определять влияние всех факторов, которые по современ­
ным представлениям существенны для исследуемого процесса.
Эмпирически установленные закономерности с помощью теории по­
добия и размерностей позволяют абстрагироваться от излишне детализи­
рованной информации и, тем не менее, с очень хорошей точностью вос­
производятся на опыте.
Заметим, теория подобия и анализ размерностей широко использу­
ются при решении задач, связанных с установлением фундаментальных
механических закономерностей, относящихся к гидродинамике судов, к
технике взрывного дела [6], при решении задач, связанных с прогнозиро­
ванием ресурса работы механизма и его элементов, основанном на расчё­
тах безотказности, долговечности и безопасности, например в гражданской
авиации. Помимо этого, теория подобия и размерностей активно применя­
ется в задачах исследования динамики и прогнозирования долговечности
теплообменных аппаратов. А именно, разработаны методы анализа дина­
мических нагрузок, характеристик и параметров динамических направле­
ний прочности и виброизноса элементов судовых теплообменных аппара­
тов и других систем, испытывающих вибрационные воздействия [4], [6].
Например, на основе анализа размерностей получены критерии для опре­
деления качества тепловых двигателей.
Методы теории подобия и размерностей нашли применение для ре­
шения задач вибродиагностирования судовых дизелей, а именно для ис­
следования вибраций, порождаемых ударами в трибосопряжениях судово­
го дизеля. Например, получены критерии подобия, отражающие их вибра­
ционные характеристики, позволяющие анализировать показатели вибро­
активности с учетом величины зазоров в кинематических парах, жесткости
конструктивных элементов, параметров рабочего процесса, вязкоупругих
свойств масел в зазорах, определять степень изношенности деталей [6].
- 189 -
• Критерий, позволяющий оценить влияние на уровень вибраций
втулок и блоков цилиндров, газодинамических процессов при сгорании
топлива [2],
С ^ •Д •р г
л, = С 2 ------------------ .
В с^1 + к ■В аЬ
Данный критерий включает в себя такие характеристики, как жест­
кость блока ( В сгЬ) и втулки ( )
цилиндров, максимальное давление
цикла ( р г), ход поршня ( Бп), диаметр цилиндра (Вц). Здесь к - эмпириче­
ский коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей ДВС и
демпфирующих свойств его материалов.
• Критерий подобия, позволяющий оценить влияние на уровень
вибраций втулок и блоков цилиндров от перекладки поршня в тепловом
зазоре [2],
^ш ах 5
Л2 =
+ с ■В
Данный критерий включает в себя такие характеристики, как жесткость
блока цилиндров ( Д сгЬ), жёсткость втулки ( Д с2:у1), максимальное значение бо­
ковой силы ( ^ тах) и величину зазора между тронком поршня и зеркалом
втулки цилиндра (5), с - эмпирический коэффициент, зависящий от конст­
руктивных особенностей ДВС и демпфирующих свойств его материалов.
•
Критерий, позволяющий учитывать зависимость виброскорости
от плотности материала и проводить замеры виброскорости на поверхно­
сти блока цилиндров [6],
р ■И■w ■п2
л3 = ------------- ,
3
Р'
где Р - максимальное давление цикла; w - виброперемещение; И - тол­
щина втулки; р - плотность материала; п - частота вращения коленчатого
вала. Заметим, что первый и третий критерии были получены на основе
теоретического анализа уравнений, описывающих вынужденные колеба­
ния оболочек, и использования методов теории подобия. Второй критерий
подобия был получен на основе анализа размерностей.
Из сказанного выше следует, что теория подобия и анализ размерно­
стей - это одна из перспективных методологий исследования сложных
технических объектов, в том числе двигателей внутреннего сгорания.
- 190 -
Библиографический вписок
1. Афанасьева О. В. Вибродиагностирование технического состояния
судовых дизелей по критериям подобия : автореф. дис. ... канд. техн. наук /
О. В. Афанасьева. - СПб. : СПГУВК, 2004. - 23 с.
2. Безюков О. К. Безразмерные комплексы для оценки виброактивно­
сти судовых дизелей / О. К. Безюков, О.В. Афанасьева // Эксплуатация
морского транспорта. - 2008. - № 4. - С. 56-59.
3. Larin V. B. Some Optimization Problems for Vibroprotective Systems /
V. B. Larin // International Applied Mechanics. - 2001. - № 37(4). - С. 456-483.
4. Путинцев С. В. Применение теории подобия для моделирования и
прогнозирования механических потерь в поршневом двигателе / С. В. Пу­
тинцев, П. Н. Антонюк, С. П. Чирский // Двигателестроение. - 2011. - № 3
(245). - С. 3-6.
5. Scuria-Fontana C. Fighting Vibration with Vibration / C. ScuriaFontana // Mechanical Engineering. - 1994. - №116(9). - С. 38.
6. Тузов Л. В. Вибрация судовых двигателей внутреннего сгорания /
Л. В. Тузов, О. К. Безюков, О. В. Афанасьева. - СПб. : СПБГПУ, 2012.- 348 с.
6. Aces L. V. Vibration marine internal combustion engines / L. V. Aces,
D. C. Bezyukov, O. V. Afanasyev. - SPb. : SPbSPU, 2012. - 348.
Рецензент профессор Сахаров В. В.
УДК 519.95:621.3
О. В. Афанасьева*, М. А. Васильев **
Национальный минерально-сырьевой университет «ГОРНЫЙ»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
* канд. техн. наук, доцент
** студент магистратуры, II курс
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ
СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
(НА ПРИМЕРЕ КОНЦЕРТНОГО ОЗВУЧИВАНИЯ)
В статье представлены результаты проведённого анализа современного про­
граммного обеспечения для расчетов фильтров и корпусов акустических систем, регу­
ляторов громкости, блоков питания, катушек индуктивности, кроссоверов для автоаку­
стики. Представлена модель акустической системы, удовлетворяющая поставленным
условиям.
анализ, акустические системы, проектирование, модель.
- 191 -
Известно, что для всех подходов к проектированию сложных систем
характерны следующие особенности [1], [3]:
1) структуризация процесса проектирования, выраженная декомпо­
зицией проектных задач и документации, выделением стадий, этапов, про­
ектных процедур;
2) итерационный характер проектирования;
3) типизация и унификация проектных решений и средств проекти­
рования.
Учесть множество разнородных факторов, выделить из них наиболее
значимые для достижения конечной цели управления, найти пути и методы
эффективного воздействия на них позволяет системный подход [1], [2], [4].
Рассмотрим пример применения методов системного анализа к ре­
шению задачи исследования проектно-технологического процесса созда­
ния сложных технических систем на примере концертного озвучивания.
В процессе разработки акустической системы (АС) была поставлена
задача получения высокого качества концертного звучания, позволяющего
в полном объеме раскрыть эмоциональный потенциал музыкального мате­
риала в помещениях различного объема, а также на открытых площадках.
Акустическая система должна иметь следующие особенности:
1) три полноценные полосы (НЧ, СЧ, рупорная ВЧ);
2) равномерную частотную характеристику (отклонение в области
низких частот ±4 дБ);
3) акустическое оформление в виде ящика с фазоинвертором, ап­
проксимирующим аналитическое выражение фильтра Баттерворта 3-го по­
рядка, для получения равномерной частотной характеристики в области
НЧ;
4) для повышения мощности излучателя в верхнем диапазоне частотвыбор экспоненциального рупора для ВЧ-излучателя;
5) в качестве излучателей - динамические головки различных произ­
водителей, которые будут иметь удовлетворительные параметры для ре­
шения поставленной задачи.
Для создания проекта, удовлетворяющего приведенным выше требо­
ваниям, необходимо провести анализ современного программного обеспе­
чения, разработать модель акустической системы, проанализировать рынк.
В настоящее время технология производства громкоговорителей и
акустических систем существует в двух видах: массовое производство на
автоматизированных линиях и мелкосерийное производство. Понятно, что
обычная бытовая техника изготавливается на конвейере. В производстве
профессиональной аппаратуры велика доля ручного труда, применяются
более дорогие материалы и технологии.
- 192 -
Роль акустической системы или, проще говоря, колонок, в формиро­
вании звука сравнима с той, которую играет монитор, когда дело касается
изображения. Акустическая система является последним звеном звуковос­
производящего тракта, непосредственно преобразующим звуковой элек­
трический сигнал в акустические колебания, что в значительной степени
определяет качество звучания этого тракта. В таблице 1 приведены харак­
теристики крупнейших мировых брендов звукового оборудования.
Из таблицы 1 следует, что на примере бренда ОКБ было выявлено,
что данные модели идеально подходят для установки данного оборудова­
ния в помещениях малого концертного типа (вместимость 100-150 чело­
век), подходят по мощности, имеют две полноценные диапазонные поло­
сы. Являются необходимо достаточными в небольших концертных залах.
Лучшим решением для концертных залов большего типа (150 чел. и более)
могут являться только акустические системы трехполосного вида (целесо­
образно использовать только в больших залах).
Таблица 1
Сравнительная таблица одного из крупнейших брендов звукового оборудования
в мире
Параметр
Глубина х ширина х высота, мм
Вес (кг)
Импеданс, Ом
Чувствительность (дБ)
Частотный диапазон, 3dB
Тип фильтра
Мощность (стандарт AES), Вт
Конфигурация системы
Расчетное максимальное давление
(пик), дБ
Расчетное максимальное давление
(долговрем.), дБ
Объем, л
GKF SVP-505
1000 х 360 х 250
33
4
4
97
97
40-18000
35-19000
Пассивный ВЧ, НЧ
Пассивный ВЧ, НЧ
650
500
2 полосы, полный диапа­ 2 полосы, полный диа­
зон
пазон
139
137
GKF Ariane
1120 х 380 х 360
42
127
125
152
98
Проведённый сравнительный анализ программы для расчетов фильт­
ров и корпусов акустических систем, регуляторов громкости, блоков пита­
ния, катушек индуктивности, кроссоверов для автоакустики показал, что
разработать модель необходимой акустической системы для того или ино­
го помещения целесообразнее при помощи программного продукта
БРЕАКЕЯЗИОР.
- 193 -
Таблица 2
Перечень программного обеспечения для расчетов фильтров
и корпусов акустических систем
Название програм­
Краткая характеристика
мы
Uni Box Unified Box Программа предназначена для расчета акустических сис­
тем с различными типами акустического оформления: за­
Model
крытый ящик (ClosedBox), фазоинвертор (VentedBox),
система с пассивным радиатором (PassiveRadiatorBox),
банд-пасс (BandpassSingleTunedBox).
Программа работает в оболочке Microsoft WindowsExcel
2000. Позволяет симулировать уровень звукового давле­
ния, кривую импеданса динамиков, АЧХ и многое другое
Speaker Workshop
Программа
расчета
акустики
и
сабвуферов
SpeakerWorkshop. Позволяет производить расчет корпу­
сов, фильтров; различные измерения: импеданса динами­
ков, АЧХ, гармоничеких искажений, пассивных компо­
нентов (конденсаторов, катушек индуктивности, резисто­
ров) и многое другое
JBL Speaker Shop
Программа расчета акустики и сабвуферов JBL
SpeakerShop, состоящая из двух независимых и взаимодо­
полняющих частей: EnclosureModule - для расчета акусти­
ческого оформления, CrossoverModule - для расчета пара­
метров разделительных фильтров
Bass Box 6 Pro
Программа для расчета акустических систем всех типов:
закрытый ящик, фазоивертор, bandpass, а также для заме­
ра параметров динамических головок
Express PCB
Программа для графического отображения (рисования)
схем и печатных плат
PSU Designer
Программа для расчёта любых источников питания - мос­
товые, одно- и двухполупериодные, на кенотронах и дио­
дах, с L- и C-фильтром.
В базе данных уже содержатся необходимые данные наи­
более популярных выпрямителей, вам остается лишь за­
дать напряжение на вторичной обмотке сетевого транс­
форматора и ток (сопротивление) нагрузки. Программа
симулирует форму напряжения и тока в любой точке схе­
мы и предупреждает, если какое-нибудь предельно допус­
тимое значение для выпрямителя превышено. Новая вер­
сия PSU Designer позволяет сохранять файлы и редакти­
ровать их (информация с сайта "Салон AV")
- 194 -
AttenuationCurveCal
culator
Программа для самостоятельного расчета аттенюаторов.
Программа написана в Excel и несмотря на простоту учи­
тывает массу параметров - общее сопротивление, харак____________________ теристику, количество шагов и даже глубину регулировки
Программное обеспечение SPEAKERSHOP помогает определить
объем и размеры корпуса и оценить качество звучания. Конструкция ана­
лизируется в два этапа. Прежде всего определяется, как она будет работать
при нормальных уровнях прослушивания. Эта процедура называется ана­
лизом на малых сигналах и включает в себя расчет амплитудной (частот­
ной) характеристики, характеристики сопротивления звуковой катушки,
фазовой характеристики и групповой задержки.
Во вторую очередь для конструкции моделируется режим макси­
мальной громкости. Этот этап называется анализом на больших сигналах и
включает в себя нормы термальной акустической мощности в диапазоне
средних частот и характеристику максимальной мощности при различных
отклонениях.
Для расчёта акустического оформления потребовались параметры
Тиле-Смолла низкочастотных динамиков. Из базы данных программы
SPEAKERSHOР была выбрана динамическая головка JBL 1800GTi, кото­
рая имеет следующие характеристики:
F s = 30 Гц - резонансная частота,
Qms = 5,54 - механическая добротность,
Vas = 362 литра - эквивалентный объём,
D ia = 42,5 см - эффективный диаметр диффузора,
Qts = 0,43 - полная добротность,
Qes = 0,456 - акустическая добротность,
R e = 3 Ом - сопротивление постоянному току,
Z = 4 Ом - импеданс,
P e = 600 Вт - предельная мощность.
Заметим, что по отношению резонансной частоты к добротности
можно довольно точно определить тип будущего акустического оформле­
ния. Если это отношение менее 50, то динамик однозначно создан для за­
крытого корпуса, если более 100 - то для фазоинвертора. В нашем случае
отношение F s/Q ts получилось порядка 93, из чего можно сделать вывод, что
динамик больше тяготеет к фазоинверсному акустическому оформлению.
Результаты работы программы после подстановки данных в JBL
Speaker Shop представлены на рисунке 1.
- 195 -
Рис. 1. АЧХ динамика
1800вТ1 в ящике с фазоинвертором
При расчете программой внутренний объем короба составил 380
литров. Исходя из этого предложены следующие размеры сторон акусти­
ческой системы:
- корпус громкоговорителя будет изготовлен из фанеры или древес­
но-стружечной плиты толщиной около 20 мм;
- места соединения боковых стенок с верхней и нижней стенками
будут укреплены прямоугольными ребрами жесткости, изготовленными из
стали;
- для устранения влияния отражения сигнала на средних частотах
внутри корпуса будет размещен простеганный слой натуральной или ми­
неральной ваты толщиной не менее 50 мм. Такое покрытие должно быть
выполнено по всей внутренней поверхности корпуса. ВЧ- и СЧ-динамики
установлены с внешней стороны передней панели;
- для акустической изоляции СЧ- и ВЧ-динамиков будут изготовле­
ны небольшие боксы из 10-миллиметровой фанеры.
Также с помощью программы определили частоту настройки ящикафазоинвертора: А = 26,8 Гц.
На рисунке 2 представлен вид разработанной акустической модели
для малого концертного зала.
Выбрав соотношение сторон ящика равными 1 : 0,8 : 0,5, найдем его
высоту ширину и глубину. При толщине передней панели и остальных
стенок 20 мм наружные размеры ящика будут равны 1,42 х 0,62 х 0,52 м.
Расчет фазоинвертора основан на определении акустической массы, кото­
рая вместе с гибкостью свободного объема ящика резонирует на частоте
[5], [6].
Отношение длины трубы Ь у к площади выходного отверстия 5У
Ьу
= 3097
"
~7Т^У '
- 196 -
Подставляя в последнее уравнение численные значения свободного
объема и частоты настройки, получаем:
3097
_!
— = ----- 2------- = 11,17 м .
Бу 26.82 •0.38
Ьу
Следует отметить, что Ь у - кажущаяся длина инвертора, вклю­
чающая в себя как непосредственно длину трубы или полки, так и прира­
щение за счет краевых эффектов.
800
(-------------1
Рис. 2. Акустическая модель
Абсолютные значения Бу и Ь у при сохранении нужного отношения
выбираются из следующих соображений. Площадь фазоинверсного отвер­
стия не может быть слишком малой, иначе за счет большой колебательной
скорости в инверторе могут возникнуть нелинейные искажения и посто­
ронние призвуки. По возможности Бу приближают к верхнему пределу.
Однако чем больше площадь инвертора, тем большей должна быть его
длина, чтобы отношение Б у/ Ь у оставалось неизменным. Размещение боль­
шой трубы в ящике связано с усложнением его конструкции и увеличе­
нием размеров.
При всех условиях свободный внутренний объем ящика не должен
изменяться. Кроме того, слишком длинная труба в верхней части низко­
частотного диапазона перестает работать как система с сосредоточенными
параметрами, что может привести к увеличению неравномерности частот­
ной характеристики громкоговорителя.
- 197 -
Для рассматриваемого примера выберем площадь фазоинверсного
отверстия равной 0,3 эффективной площади диффузора. При соотношении
эффективного и номинального диаметров 0 эфф = 0,74.0 для головки с
В = 0,42 м площадь фазоинверсного отверстия составит:
Из условия Ь у/ Б у = 11,17 м_1получим Ь у = 0,25 м. Чтобы определить
истинную длину инвертора, из найденного значения следует вычесть по­
правку на краевые эффекты [5]:
Следовательно, длина инвертора, включая толщину передней стенки,
составит:
Конструктивно фазоинвертор может быть выполнен, например, в ви­
де трубы круглого или прямоугольного сечения. Определив точные разме­
ры инвертора, можно проверить правильность расчета размеров ящика.
Полный внутренний объем ящика должен быть равен сумме необходимого
свободного объема и объема, занимаемого головкой, инвертором и брусь­
ями каркаса.
Таким образом, были проведены разработка и расчет мощной аку­
стической системы с учётом требования: добиться линейной частотной ха­
рактеристики в области низких частот. Для этого было выбрано акустиче­
ское оформление в виде ящика с фазоинвертором, аппроксимирующим
аналитическое выражение фильтра Баттерворта 3-го порядка.
В результате рассчитано:
- внутренний объем и геометрические размеры корпуса,
- частота настройки ящика-фазоинвертора,
- значение добротности для корпуса,
- амплитудно-частотная характеристика акустической системы,
- диаметр и площадь поперечного сечения воздуховода,
- длина воздуховода в корпусе с фазоинвертором.
Заметим, что нижняя граничная частота по уровню 3 дБ.
- 198 -
Библиографический список
1. Арефьев И. Б. Анализ состояния и поведения объекта управления :
учебное пособие / И.Б. Арефьев. - СПб. : Изд-во СЗТУ, 2003. - 51 с.
2. Волкова В. Н. Основы теории систем и системного анализа: Учеб­
ник для студентов вузов / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. - СПб. : Изд-во
СПбГТУ, 1997. - 510 с.
3. Гарифуллин Н. Б. Структурный анализ и синтез систем : учебно­
методический комплекс /сост. Н. Б. Гарифуллин, Л. В. Ткачёва. - СПб. :
Изд-во СЗТУ, 2009. - 210 с.
4. Голик Е. С. Теория и методы статистического прогнозирования :
учебное пособие / Е. С. Голик, О. В. Афанасьева. - СПб. : Изд-во СЗТУ,
2007. - 182 с.
5. Виноградова Э. Л. Конструирование громкоговорителей со
сглаженными частотными характеристиками / Э. Л. Виноградова. - М. :
Энергия, 1978. - 48 с.
6. Исакович М. А. Общая акустика / М. А. Исакович. - М. : Наука,
1973. - 198 с.
Рецензент профессор Решняк В. И.
УДК 681.518
Е. Бузин, В. Е. Трушников*
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*д-р техн. наук, доцент
АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ
С ОДНОВРЕМЕННЫМ ОПИСАНИЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ
И ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СТРУКТУР
Обоснована рациональная процедура определения доверительных границ при
оценке наработки изделий до отказа. Используя распределения порядковых статистик, оп­
ределять границы наработки изделий до отказа можно по существенно малым выборкам
наблюдений. Представляется весьма актуальным данный подход и для решения вопросов,
связанных с обеспечением безопасной эксплуатации изделий, т. к. статистика по без­
опасности оперирует весьма малыми количествами катастроф и инцидентов.
- 199 -
порядковая статистика, наработка до отказа, малая выборка, безопасность, надежность.
При выборе моделей определения надежности организационно­
технологических систем произвольного вида показано, что определение
надежности в последовательных и параллельных структурах не вызывает
затруднений, но когда организационную структуру невозможно привести к
последовательно-параллельному случаю, возникают определенные слож­
ности. Приходится прибегать к процедурам полного перебора, что при
достаточно больших структурах, насчитывающих несколько десятков эле­
ментов, приводит к необходимости перебора нескольких миллионов вари­
антов.
Следовательно, возникает задача определения надежности структур
произвольного вида, которые нельзя привести к комбинации последова­
тельно и параллельно соединенных участков.
Безопасность эксплуатации сложных технических систем во многом
определяется надежностью составляющих их элементов [1]. Развитие тео­
рии безопасности как научного направления является схожим с осознани­
ем и становлением надежности как науки. И если к настоящему моменту в
теории надежности сформировались предмет, цель, методы и задачи ис­
следований, то в безопасности они находятся в стадии разработки.
Теория принятия статистических решений по малому числу на­
блюдений, для многих задач которой типична неасимптотическая поста­
новка проблем, в настоящее время еще нуждается в научном обосновании
и разработке. Сложность постановки и решения задач построения наилуч­
ших оценок при данном объеме статистического материала обусловлена
тем обстоятельством, что искомое решение часто в сильной степени зави­
сит от конкретного типа распределения, объема выборки и не может быть
объектом достаточно общей математической теории.
В свое время был поднят вопрос о том, какой объем должна иметь
выборка, чтобы ее можно было считать малой. Определенного ответа на
этот вопрос просто не существует. Однако условной границей между ма­
лой и большой выборкой принято считать п = 30. Основанием для этого в
какой-то мере произвольного решения служит результат сравнения и
распределения с нормальным распределением. Простое визуальное изуче­
ние табличных значений ? позволяет увидеть, что это приближение стано­
вится довольно быстрым начиная с п = 30 и выше. Следовательно, выборки
объемом менее 30 наблюдений считаются малыми.
Как видно из постановки задачи, экстремальность условий заключа­
ется в том, что объем выборки не позволяет рассчитывать на приемлемое с
точки зрения достоверности решение классическим способом, основанным
на предельных распределениях. Наиболее предпочтительным в этом слу­
чае является информационный подход, использующий принцип максиму­
ма неопределенности (принцип Джейнса), основанный на рассмотрении
- 200 -
энтропии Шеннона. Данный подход наименее чувствителен к исходным
предположениям и в общем случае позволяет учитывать любое количество
располагаемой информации [2].
Формализм принципа максимума неопределенности (максимума эн­
тропии) постулирует, что наименее сомнительным представлением веро­
ятностей будет такое представление, которое максимизирует неопределен­
ность при учете всей заданной информации. При этом энтропия выступает
в качестве меры неопределенности. Существенным отличием принципа
максимума неопределенности является возможность получения оценок ап­
риорного распределения в информационных ситуациях, для которых из­
вестны различные ограничения в виде вероятностной меры, отдельных
моментных характеристик и т. д. в форме равенств и неравенств. С мате­
матической точки зрения при использовании принципа максимума неопре­
деленности задание таких ограничений приводит к решению классических
и неклассических задач оптимизации (задач на экстремум).
Решение данной задачи в условиях больших выборок не вызывает
затруднений [3]. Однако для выборок малого объема требуется более де­
тальная формализация стохастического процесса. В частности, для экстре­
мальных задач, подобных сформулированной, необходимо введение соот­
ветствующих связей, учитывающих распределение крайних членов вариа­
ционного ряда. Такие распределения еще называют распределениями экс­
тремальных значений случайной величины (рисунок).
П лотность распределе­
ния первого члена ва­
риационного ряда
Плотность расп ре­
деления генераль­
ной совокупности
I
V
V
Ти
■
Г
Графическая иллюстрация критической области
- 201 -
Решение подобных задач базируется на использовании основных
теорем об экстремальных распределениях [2]. Практическое приложение
указанных теорем представляется целесообразным использовать при фор­
мализации основных моментов процесса испытаний, т. к. критическая об­
ласть (/ < Т н ) для генеральной совокупности трудно поддается описанию и,
главное, подтверждению, в то время как распределение крайней порядко­
вой статистики находится не в предельной области (см. рисунок) и в ряде
случаев может быть описано в явном виде.
Так для определения нижней границы наработки Т н изделия до отка­
за представляется целесообразным воспользоваться распределением пер­
вого члена вариационного ряда случайных величин, о которых известна
лишь средняя наработка до отказа. Используя принцип максимума неопре­
деленности (максимума энтропии), можно показать, что функция кванти­
лей в этом случае имеет вид [4]:
гн
/
\—
п Т1 1- ( 1 - а ) п
п -1
(1)
где Т - средняя наработка до отказа; п - объем выборки; а - уровень
значимости.
Таким образом, используя распределения порядковых статистик, оп­
ределять границы наработки изделий до отказа можно по существенно ма­
лым выборкам наблюдений. Представляется весьма актуальным данный
подход и для решения вопросов, связанных с обеспечением безопасной
эксплуатации изделий, т. к. статистика по безопасности оперирует весьма
малыми количествами катастроф и инцидентов.
Библиографический список
1. ГОСТ Р 27.002-2009 (ГОСТ Р 53480-2009). Надежность в технике.
Термины и определения.
2. Ивченко Б. П., Мартыщенко Л. А., Табухов М. Е. Управление в
экономических и социальных системах. Системный анализ. Принятие ре­
шений в условиях неопределенности. - СПб. : Нордмед-Издат, 2001. 248 с.
3. Гнеденко Б. В., Беляев Ю. К., Соловьев А. Д. Математические ме­
тоды в теории надежности. - М. : Наука. - 1965. - 524 с.
4. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в
технике и науке. Методы обработки данных. - М. : Мир, 1980. - 610 с.
Рецензент профессор Сахаров В. В.
- 202 -
УДК 639.2
Вавжиняк В.*, Чернеевски П.*, Рыбчик А.**
*Западнопоморский технологический университет (Щецин),
Кафедра рыбного хозяйства,
wawrzyniec/wawrzyniak@zut.edu.pl,
przenyslaw.czerniejewsk@zut.edu.pl
**Западнопоморский технологический университет (Щецин),
Кафедра науки об охране природы и водных ресурсов
agnieszka.rybczyk@zut.edu.pl
ПОЛЬСКОЕ РЫБОЛОВСТВО НА БАЛТИКЕ В 2004-2011 гг.
Балтийское море - это акватория с низкой засоленностью вод, что оказывает не­
благотворное влияние на неоднородность видов проживающих в нем организмов. В
нём встречаются как морские, так и пресноводные виды рыб. Промысловыми видами
рыб являются треска, сельдь, шпроты и камбаловые (среди них речная камбала, мор­
ская камбала, тюрбо, морской язык). К сожалению, отсутствие инфузии вод Северного
моря и нерациональная рыбная ловля приводят к тому, что из года в год снижается
объем ловли этих рыб в Балтике. В 2004-2011 гг. в Балтийском море объем ловли трес­
ки достигал в среднем около 12 тыс. тонн. Вследствие резкого снижения объемов ловли
этого вида рыб Еврокомиссия установила лимиты балтийской ловли. Кроме того, на­
блюдалось большое снижение объемов ловли шпрота и сельди. Только объемы ловли
плоских рыб в последние годы остаются на неизменном уровне.
Главной целью этой работы был анализ ловли главных полезных видов рыб Бал­
тики в 2004-2011 гг.
Балтийское море, ловля рыбы, сезонность ловли, структура ловли.
Введение
Балтика, как закрытое море, возникло во время последнего оледене­
ния около 12000-14000 лет тому назад, многократно изменяя свою форму
и характер. Занимает поверхность 377, 4 тыс. км2, а поверхность речной
системы в 4 раза больше, т. е. 1, 72 млн. км2.
Средняя глубина вод составляет около 50 м, самая глубокая впадина
достигает 459 м. Балтика пополняется пресными водами из 200 рек [Ано­
ним, 2002]. С Северным морем соединяется узкими Датскими проливами,
что способствует относительно небольшим вливаниям соленых вод. Пол­
ный обмен вод в Балтийском море наступает каждые 25-35 лет. В поверх­
ностных слоях и при устьях рек преобладают пресные воды, которые од- 203 -
новременно приносят в Балтику значительное количество загрязнений. Это
явление становится причиной систематической деградации экосистемы,
что является следствием деятельности человека в речной системе Балтий­
ского моря, и приводит к изменениям структуры состава фито- или зооце­
ноза в экосистеме (вторичная преемственность), а также снижению значе­
ния параметров физического и химического качества среды [СЬо)паек1 и
БгоеЫ, 2000].
Низкое засоление вод Балтики не способствует дифференцированию
видов. В Северном море растут 100 видов коричневой водоросли, в Балти­
ке - только 20. Однако опресненные воды Балтики способствуют прожи­
ванию как морских, так и пресноводных рыб в прибрежной зоне Балтики.
В Балтике живет всего примерно 100 видов морских и пресноводных рыб
[Аноним, 2002]. Ухудшающиеся условия вызывают нарушение в пищевой
цепи, в результате чего, кроме уменьшающейся биоразнородности, наблю­
дается уменьшение размеров и понижение уровня жирности морских рыб.
Самым высоким промысловым значением отличаются только треска,
сельдь, шпрот, плоские рыбы (главным образом речная камбала) и лосось
[ТИшю1^ 1984]. Однако отсутствие вливаний из Северного моря и умень­
шающееся засоление вызывают уменьшение ресурсов этих рыб. Очеред­
ной важный фактор - нерациональный рыбный промысел и связанное с
ним частичное уничтожение косяков.
Эта статья представляет попытку анализа ловли главных видов по­
лезных рыб в 2004-2011 гг., то есть в период после вхождения Польши к
Европейский Союз.
1 Материал и методы
Представленный в этой работе анализ рыбной промысла, проводимо­
го польскими рыбаками в Балтийском море в 2004-2011 гг. (рис. 1.), осно­
ван на данных, предоставленных Министерством сельского хозяйства, ко­
торое ведет учет объемов ловли рыбы в Балтике.
На основании данных об объемах рыбной ловли в 2004-2011 гг. раз­
работана видовая структура промысловой ихтиофауны, зафиксированы
объемы ловли стандартных и наиболее полезных видов рыб. Одновремен­
но для главных видов рыб, которые оказывают влияние на биомассу ловли,
определилась сезонность рыбной ловли. Полученные результаты сравни­
вались с данными о ловле в последние годы.
- 204 -
Рис. 1. Наглядная карта Балтийского моря с делением на зоны рыбных промыслов
- 205 -
2 Результаты и дискуссия
В 2004-2011 гг. объемы польского рыбного промысла в Балтике ко­
лебались в пределах 94 019-153 667 тонн (при средней годовой 117 253
тонн) с поступательной тенденцией к понижению показателей за период с
2004 г. по 2008 г. (рис. 2). В настоящее время объем польской ловли дости­
гает 100 000-110 000 тонн.
180000
160000
140000
120000
100000
ogolne
80000
morskie
60000
stodkowodne
w qdrow ne
40000
20000
0
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Рис. 2. Польский рыбный промысел в Балтике в 2004-2011 гг. (в тоннах)
Это было вызвано введением Еврокомиссией лимитов на балтийскую
ловлю на отдельные виды рыб, в частности на треску. В многолетней пер­
спективе рыбный промысел польского флота достиг максимальных показа­
телей в семидесятые годы ХХ века (786 442 тонн в 1974 г.). С 1988 г. (628
026 тонн) объемы ловли стали резко снижаться [Martin, 2011], и в 2004 году
достигли 149 166 тонн.
Итого в период 2004-2011 гг. получено 939 372 тонн разных видов
рыб, среди которых превалировали морские рыбы (97,08%), а доля пресно­
водных рыб достигла 2,35%, ходовых 0,56% (рис. 3). Среди морских рыб в
польском рыбном промысле ведущее место занимают поочередно: шпрот,
сельдь и треска (88,35%). Общий объем ловли этих видов рыб во всех бал­
тийских странах достигает примерно 80% [Thurow, 1997]. Значительные
объемы пресноводных рыб ловятся только в пресноводных заливах Балтий­
ского моря. W. Wawrzyniak и др. [2007] показывает, что в период 2005-2006
гг. объемы ловли группы рыб в Поморском заливе достигли 14,35-8,24
тонн, что означает 26,0-30,5% общего рыбного промысла в этом районе.
- 206 -
Рис. 3. Структура польского рыбного промысла в Балтике в 2004-2011 гг.
3 Ловля трески
Треска - это самый главный промысловый вид балтийской рыбы. В
2004-2011 гг. в Балтике польские рыбаки ловили в среднем 12 308 тонн
трески в год. В рассматриваемом периоде только в 2004 г. и в 2006 г. объ­
ем ловли этого вида превысил 15 000 тонн. В последующих годах объем
ловли этого вида зависел от лимитов ловли, установленных ЕС, и колебал­
ся от 9 255 до 12 196 тонн (рис. 4). Данный объем в 10 раз ниже, чем в 80-е
годы ХХ века, и в несколько раз ниже, чем в 90-х годах. Величина косяков
этого вида значительно возросла [Horbowy, 2009]. Наступило улучшение
гидрологических условий для обновления популяции трески, причем не
только условий, благоприятствующих выживанию икры и личинок, но
также потенциально усиленного развития одного из видов зоопланктона,
которым питается личинка трески - веслоногой Pseudocalanus [Lassen,
2011]. Кроме того, многие поколения 2003, 2005 и 2006 гг. оказали влияние
на рост биомассы, вес которой оценивается примерно 230 тыс. тонн в на­
чале 2009 г. [Horbowy 2009]. На рост биомассы, кроме уже упомянутых
выше факторов, значительное влияние оказало приостановление во второй
половине 2007 и 2008 гг. польского рыбного промысла в связи с ранним
исчерпанием рыболовных квот. Перед большим темпом роста онтогенеза
трески периодическое приостановление ловли при ранней интенсивной
эксплуатации способствовало значительному росту биомассы популяции.
- 207 -
Эффектом от успешного обновления популяции трески стало увеличение Ев­
рокомиссией лимитов ловли этого вида для Польши на следующие годы.
Анализируя сезонность ловли трески в распределении по месяцам,
можно заметить два периоды роста объемов ловли: с марта по май, когда
месячные объемы держатся на уровне выше 1300 тонн, и с октября по де­
кабрь - свыше 1100 тонн. Низкий уровень получаемой биомассы этого ви­
да отмечается в июле и августе в связи с введенным запретом на ловлю
восточной трески в этот период.
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Г\\
V ^
. I
I
^
II
III IV V
VI V IIV III IX
X
XI XII
Рис. 4. Рыбный промысел и сезонность польской ловли трески в Балтике
в 2004-2011 гг.
4 Ловля шпрота
Шпрот в отношении биомассы превалирует в польском балтийском
промысле. В среднем в 2004-2011 гг. отлавливалось 67 890 тонн шпрота
при пределе 55 622-96 657 тонн (рис. 5). Начиная с 2004 г. (за исключени­
ем 2009 г.) наблюдается значительное снижение объемов польской ловли
шпрота в Балтике до уровня примерно 60 000 тонн. Величина популяции
шпрота, а также в некоторой степени популяции сельди зависит от кор­
межки трески, следовательно, от величины популяции трески [СаБ1т и др.,
2009 а, 2009 б]. Грауманн и Юла [1989] показали, что численность личинок
шпрота в большой степени зависит от гидрологических условий. МакКэнзи и Кэстэр [2004] доказывают, что обновление ресурсов шпрота зависит
от термических условий в месяцы, когда развиваются гонады, икра и ли­
чинки. Максимальная поддерживающая ловля (МБУ) шпрота и сельди
обусловлена биомассой трески и местными условиями.
Уровень эксплуатации, соответствующий максимальной поддержи­
вающей ловле (МБУ), зависит прежде всего от биомассы трески [ОБ1егЬ1ош
и др., 2007]. С начала девяностых годов популяция трески в Балтике стала
сокращаться из-за чрезмерных объемов ловли и неблагополучных местных
условий [ОБ1егЬ1ош и др. 2007, ' . Wawrzyniak и Р. С2егп1е)е1Бк1, 2008,
- 208 -
Lassen, 2011]. Сокращение популяции трески стало причиной изменений в
указанной выше структуре экосистемы Балтийского моря и способствова­
ло значительному росту популяции шпрота, который кормится непосред­
ственно зоопланктоном.
Причину возникновения такой ситуации необходимо усматривать в
том, что во многих прибалтийских странах ЕС была проведена большая
редукция рыболовецкого флота, в частности того, которому были даны вы­
сокие рыболовные лимиты, направленные главным образом на пелагиче­
скую ловлю. В Польше в 2004-2007 гг. были сданы на слом 394 рыболо­
вецкие единицы [Kuzebski и Marciniak, 2009]. Кроме того, в 90-е годы ХХ
века родилось несколько многочисленных поколений шпротов. Это приве­
ло к рекордному росту плодовитой биомассы популяции шпрота, достиг­
шей в половине 90-х годов ХХ века примерно 1,7 млн тонн. Затем объем
биомассы снижался, а в начале 2000-х годов этот показатель подвергался
значительным колебаниям в пределах 0,7—1,1 млн тонн [Horbowy, 2009].
В результате изменений местной окружающей среды, ограничения
ловли и выплачиваемых компенсаций рыбакам за периодическое приоста­
новление рыболовной деятельности стал наблюдаться рост популяции бал­
тийской трески [Horbowy, устная информация] с одновременным сниже­
нием биомассы шпрота. Lassen [2011] считает, что в связи с ростом био­
массы трески в Балтике ожидается дальнейшее снижение ресурсов шпрота.
Анализ месячных графиков ловли шпрота показал четкое господство
биомассы шпрота, который ловился в весенний период (март—апрель), что
связано со сбором рыбы в плотные косяки для нереста [Graumann, 1969].
В остальные периоды года месячные половы не превышают 3000 тонн.
120000
18000
100000
16000
14000
80000
12000
60000
10000
40000
8000
6000
20000
4000
0
2000
0
\
I
1__ .11
II III IV V VI V IIV III IX X XI XII
Рис. 5. Рыбный промысел и сезонность польской ловли шпрота в Балтике
в 2004-2011 гг.
- 209 -
5 Ловля сельди
Средний годовой объем польской балтийской ловли этого вида в
2004-2011 гг. достиг 23 396 тонн (рис. 6). В 2004-2011 гг. максимальный
объем польской ловли сельди в Балтике наблюдался в 2011 году и достиг
29 869 тонн, минимальный был зафиксирован в 2008 г. - 17 031 тонна. Та­
кие колебания объемов ловли сельди уже наблюдались в ранний период
[Parmanne и др., 1994], а иногда доля этого вида в структуре промысла их­
тиофауны в Балтике составлял примерно 50 % от общего объема ловли
[Kyle, 1928]. И только развитие техники пелагической ловли в 60-е и 70-е
годы способствовало росту выловленной биомассы сельди в Балтике до
уровня 400 000 тонн [Thurow, 1974, Elwertowski и Netzel, 1985, Horbowy,
2011]. Необходимо помнить, что самая большая популяция сельди в цен­
тральной Балтике, составляющая примерно 75% биомассы этого вида в
Балтике, определена как "подвергающая риску нерациональной эксплуата­
ции". Биомасса плодовитой части популяции за последние три декады со­
кращалась, меняясь от 1,8—1,6 млн тонн в середине 70-х гг. до 360-370 тыс.
тонн в 1999-2001 гг. За последних несколько лет наблюдался рост биомас­
сы, которая в 2009 г. составила 560 тыс. тонн [Horbowy, 2009]. В связи с
этим мониторинг популяции этих рыб является чрезвычайно важным для
сохранения популяции на соответствующем уровне эксплуатации.
Анализ сезонности ловли показал, что максимальный объем ловли
сельди наблюдается с апреля до октября (рис. 6).
3500
35000
3000
30000
25000
2500
20000
2000
15000
1500
10000
1000
5000
500
0
0
I
I
20042005200620072008200920102011
II
III IV V VI V IIV III IX X
XI XII
Рис. 6. Рыбный промысел и сезонность польской ловли сельди
в Балтике в 2004-2011 гг.
6 Ловля пресноводной камбалы
В Балтике живут 7 видов камбалы (пресноводная камбала, цикля,
лиманда, тюрбо, гладкий ромб, морской язык и камбала-ёрш), но промы­
словыми считаются только пять первых видов. Для польского рыбного хо- 210 -
зяйства важнейшим объектом ловли является пресноводная камбала. Од­
новременно доля остальных видов не превышает 15% общих объемов лов­
ли камбалы [Kuczynski, 1996]. Ловля этого вида проводится главным обра­
зом параллельно с ловлей трески в юго-западной части акватории, и в те­
чение последних 20 лет в Балтике объем ловли сохраняется на уровне 10­
18 тыс. тонн в год, причем за последние две декады наступил рост объема
ловли этого вида [Draganik и др., 2007, Florin и Hoglund, 2008]. Пресновод­
ная камбала в польском рыболовстве является важной составляющей вы­
лавливаемой биомассы рыб. Но только в 2005 г. впервые в истории отме­
тили рекордные объемы ловли пресноводной камбалы, которые превысили
уровень 10 000 тонн [Szostak и Kuzebski, 2007]. В последующие годы поль­
ский промысел этого вида сохранялся на стабильном уровне от 8 800 тонн
в 2004 г. до 11 229 тонн в 2010 при средней годовой 9 979 тонн (рис. 7).
При анализе сезонности ловли рыбы были зафиксированы макси­
мальные объемы ловли в период январь-март (935-1481 тонна). В сле­
дующие месяцы объем ловли не превысил 900 тонн.
tuny
1400
1200
1000
800
■
600
. I
400
I1
11
200
0
I
_
1I
11
11
II III IV V VI V IIV III IX X XI XII
Рис. 7. Сезонные половы Польши
на Балтике в 2004-2011 гг.
Заключение
Состояние ресурсов главных промысловых балтийских рыб: трески,
сельди и шпрота - характеризует существенная зависимость. Рост популя­
ции балтийской трески вызывает снижение объема ловли шпрота и сельди.
Вследствие этого явления значительно снизились объемы ловли этих рыб
за последние 20 лет. Правда, если сельдь в течение трех лет роста достига­
ет таких размеров, что не может быть съедена треской, то шпрот на протя­
жении всей своей жизни из-за своих маленьких размеров подвержен угрозе
[Bagge и др., 1994]. В связи с этим популяция шпрота больше подвергнута
риску пищевых интеракций, чем популяция сельди, что наблюдается в по­
следнее время в объемах ловли этих двух видов. В частности, это заметно
- 211 -
в том, что за последние годы биомасса популяции восточной трески, по
мнению Horbowy [2009, неопубликованные данные], возросла до 300 000
тонн. В 2003 г. и 2005-2008 гг. появились многочисленные новые поколе­
ния, что обусловило трехкратный рост нерестовой биомассы (SSB) этого
вида в 2010 г. по сравнению с 2006 годом [Horbowy 2009, Horbowy, не­
опубликованные данные]. На улучшение состояния ресурсов восточной
трески оказало влияние составление плана восстановления ресурсов трески
в Балтике, соблюдение рыболовных лимитов (прекращение ловли Поль­
шей и Швецией в момент исчерпания лимитов), введение селективных ры­
боловных инструментов, а также местные условия - вливание соленой во­
ды в Балтику.
В настоящее время ограничивающим фактором ловли трески явля­
ются установленные Еврокомиссией лимиты. В связи с этим кажется, что с
экономической и экологической точек зрения возможным и выгодным бы­
ло бы увеличение Еврокомиссией лимита ловли балтийской трески. Это
позволило бы в будущем восстановить популяцию шпрота и сельди, а за­
тем увеличить объемы ловли этих видов.
Библиографический список
1. Anonim 2002. Brief facts about Baltic sea environment and its drainage
area:
natural
conditions,
constraints,
special
features,
2002,
http://jolly.fimr.fi/boing/encyklopaedia.nsf/.
2. Bagge O. F., Steffensen T.E., Bay J. 1994. The Baltic cod. Dana, 10: 1-28.
3. Casini M., Hjelm J., Molinero J.C., Lovgren J., Cardinale M., Bartolino
V., Belgrano A., Kornilovs G., 2009a. Switch in ecosystem functioning trig­
gered by trophic cascades in lowdiverse pelagic systems: the Baltic Sea case.
GLOBEC International Newsletter 15/1 (April 2009), 38-39, www.globec.org/.
4. Casini, M., Hjelm J., Molinero J.C., Lovgrena J., Cardinale M.,
Bartolino V., Belgrano A., Kornilovs G., 2009b. Trophic cascades promote
threshold-like shifts in pelagic marine ecosystems, PNAS 106/1, 197-202.
5. Chojnacki J., Brocki W., 2000. Rybolowstwo a degradacja srodowiska
morskiego w Baltyku. Tereny zdegradowane - mozliwosci ich rekultywacji.
Materialy Konferencji Naukowej Akademii Rolniczej, Szczecin.
6. Draganik B., Ivanow S., Tomczak M., Maksimov B. Yu., Psuty-Lipska
I. 2007. Status of exploited Baltic flounder stocks in the southern Baltic area
(ICES SD 26). Ocean. Hydrobiol. Stud. 4: 47-64.
7. Elrvertowski, J., Netzel J. 1985. Fluctuations in Polish landings and bi­
omass of major commercial fish species in the southern Baltic (1945-1984). Bull. Sea Fish. Inst. Gdynia 16(3-4): 36-45.
8. Florin A. B., Hoglund J. 2008. Population structure of flounder
(Platichthysflesus) in the Baltic Sea: differences among demersal and pelagic
spawners. Heredity 101, 27-38.
- 212 -
9. Graumann G.B., Yula E., 1989. The importance of abiotic and biotic
factors in the early ontogenesis of cod and sprat. Rap. P.-v. Reun. CIEM 190,
207-210.
10. Graurnan, G., 1969. Some resuits about the reproduction of sprat in
the Southern Baltic Sea. - Trudy AtlantNIRO, XXI: 140-150. (In Russian.)
11. Horbowy J. 2009. Stan zasobow ryb Baltyku i zalecane przez ICES
dopuszczalne polowy (TAC) na 2010 rok. Wiad. Ryb. 5-6: 1-4.
12. Horbowy J. 2011. Stan zasobow ryb Baltyku i zalecane przez ICES
dopuszczalne polowy (TAC) na 2012 rok. Wiad. Ryb. 5-6: 9-12.
13. Kuczynski J., 1996. Charakterystyka polskich polo wow storni
(Platichtchysflesus L.) w poludniowym Baltyku w 1995 r. Raport Morskiego
Instytutu Rybackiego, Gdynia. 161-170.
14. Kuzebski E., Marciniak B. 2009. Mniej statkow - wi^cej ryb?
Spoleczno-ekonomiczne skutki redukcji floty rybackiej na Morzu Baltyckim.
WWF Polska, ss. 34-38.
15. Kyle, I. I., 1928. Die Statistik der Seefischerei Nord-Europas. —
Handbuch der Seefischerei NordEuropas X(4). 41 p.
16. Lassen H. 2011. Rybolowstwo przemyslowe na Morzu Baltyckim.
Dyrekcja Generalna ds. polityk wewn^trznych Unii. Departament Polityczny B:
Polityka strukturalna i polityka spojnosci. Rybolowstwo, s. 58.
17. Mackenzie B. R., Köster F. W., 2004. Fish production and climate:
sprat in the Baltic Sea. Ecology 85(3), 784-794.
18. Martin J. I., 2011. Rybolowstwo w Polsce. Dyrekcja Generalna ds.
polityk wewn^trznych Unii. Departament Polityczny B: Polityka strukturalna i
polityka spojnosci. Rybolowstwo, s. 60.
19. Osterblom H., Hansson S., Larsson U., Hjerne O., W ulff F., Elmgren
R., Folke C. 2007. Human-induced trophic cascades and ecological regime shifts
in theBaltic Sea. Ecosystems10: 877-889.
20. Parmanne R., Rechlin O., Sjöstrand B. 1994. Status and future o f her­
ring and sprat stocks in the Baltic Sea. Dana, 10: 29-59.
21. Szostak S., Kuzebski E. 2007. Polskie polowy na Baltyku w 2006
roku. Wiad. Ryb. 1-2: 3-5.
22. Thurow F. 1997. Estimation of the total fish biomass in the Baltic Sea
during the 20th century. ICES J Mar Sci 54:444-61.
23. Thurow, F., 1974. Fischerei. - To L. Magaard & G. Rheinheimer
(cds): Meereskunde der Ostee, pp. 233-252. Springer-Verlag, Berlin, Heidel­
berg, N ew York.
24. Thurow F. 1984. Growth production o f the Baltic fish community.Rapports et Proce's-Verbaux des R eunions Cons intExplorMer 183:170-9.
25. Wawrzyniak W., Czerniejewski P. 2008. Eksploatacja dorsza a limity
polowowe w Polskiej strefie Baltyku przed akcesj^ Polski do Unii Europejskiej.
Trudy Miezdinarodnojnauczno-prakticzeskoj konferencji molodychuczenych,
- 213 -
studentow i aspirantow. Analiz i Prognozirowanie system uprawlenia. Czast 1:
152-156.
26.
Wawrzyniak W., Czerniejewski P., Robakowski P., 2007. Kierunki
zrownowazonego rozwoju gospodarki rybackiej w Zatoce Pomorskiej. W:
Rybackie Perspektywy Pobrzeza Poludniowego Baltyku. Tom 1. Polskie
Rybolowstwo Baltyckie Wobec Nowej Polityki Wspolnotowej.: 49-66.
Рецензент профессор Юзвяк З.
УДК 004.415.5
И. В. Иванова,*А. В. Воронова**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,
Экономический факультет
Кафедра информационные системы и вычислительная техника
* д-р техн. наук, профессор
* студентка магистратуры II курса
ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ РАЗРАБОТКИ
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
При современном уровне сложности программных систем и в условиях рыноч­
ной конкуренции представляется актуальной задача создания технологии коллективной
разработки программного обеспечения, которая будет отражать детали процесса разра­
ботки и обеспечивать рост уровня производства при соответствующем качестве созда­
ваемых программных изделий.
управление, качество, процесс, обеспечение контроля, программное обеспечение.
Процессы разработки, приобретения и внедрения сложных систем, к
которым относятся, в частности, программные комплексы, должны нахо­
диться под жестким управленческим контролем. В настоящее время прак­
тически во всех организациях обеспечивается контроль важнейших харак­
теристик, связанных с производством и использованием программных
продуктов, таких как время, финансовые средства, ресурсы и т. п. Отсутст­
вие возможности установки полного контроля вызывает рост количества
необоснованных решений, увеличивает финансовые и проектные риски,
связанные с разработкой и внедрением систем. Однако в настоящее время
уже существуют организации, в которых накоплен достаточно большой
- 214 -
опыт использования метрик в управлении качеством разрабатываемых и
внедряемых программных продуктов. Использование апробированных
подходов в управлении качеством разработки и внедрения крупных про­
граммных систем значительно повышает предсказуемость проектов, сни­
жает финансовые и ресурсные издержки. Сейчас существует несколько
определений качества, которые в целом совместимы друг с другом. К чис­
лу наиболее распространенных относятся:
качест во - это полнота свойств и характеристик продукта, процесса
или услуги, которые обеспечивают способность удовлетворять заявленным
или подразумеваемым потребностям;
качест во программного обеспечения - это совокупность свойств, ха­
рактеризующих способность программного обеспечения удовлетворять
потребностям пользователя в соответствии с предназначением.
Для того чтобы команда проекта смогла успешно осуществить про­
ект, она должна выполнить сотни задач, многие из которых взаимосвяза­
ны. Эффективное управление этим процессом очень важно для общего ус­
пеха. В МоБуБ набор действий, выполняемых менеджерами проекта, опре­
делен в процессе управления проектом. Это довольно обычный процесс,
состоящий из трех основных стадий:
• планирование проекта;
• выполнение проекта;
• закрытие проекта.
На стадии планирования проекта менеджер проекта изучает кон­
трактные обязательства и разрабатывает план по их выполнению.
В этом плане отражаются также управление качеством и конфигура­
цией и управление рисками. На данной фазе менеджер проекта:
• выполняет подготовительные и административные задачи;
• создает план и график проекта:
- определяет цели проекта;
- устанавливает подходящий стандартный процесс выполнения проекта;
- адаптирует стандартный процесс к требованиям проекта;
- определяет процесс управления изменениями в требованиях;
- оценивает трудоемкость;
- планирует людские ресурсы и структуру команды;
- определяет ключевые точки проекта и создает график работ;
- определяет цели качества и план их достижения;
- разрабатывает план предупреждения ошибок;
- выявляет риски и создает план по смягчению их проявлений;
- определяет план измерений для проекта;
- определяет план обучения для проекта;
- определяет процедуры отслеживания проекта;
• выполняет экспертизы плана и графика работ по проекту;
- 215 -
• получает одобрение плана и графика работ от вышестоящего руко­
водства;
• создает план управления конфигурацией и проводит его экспертизу;
• ориентирует команду проекта в соответствии с планом управления
проектом.
Вторая фаза - выполнение проекта - включает выполнение плана
проекта, отслеживание состояния проекта и внесение коррективов в любой
момент, когда характеристики проекта отклоняются от пути, проложенно­
го планом. В этой фазе менеджер проекта предпринимает следующие дей­
ствия:
• выполняет проект согласно плану проекта;
• отслеживает состояние проекта;
• вместе с вышестоящим руководством проверяет состояние проекта;
• отслеживает соблюдение процесса, определенного для проекта;
• анализирует ошибки и выполняет действия по их предупреждению;
• отслеживает выполнение на уровне программы;
• проводит экспертизы в контрольных точках этапов и при необхо­
димости изменяет план.
Другие члены команды также принимают участие в этой стадии. Кри­
терием на входе является завершение и одобрение плана проекта, критерием
на выходе - поставка всех рабочих продуктов и их приемка заказчиком.
Последняя стадия процесса управления проектом - закрытие проекта
- включает планомерное завершение проекта после приемки заказчиком.
Основная цель этой стадии - изучение полученного опыта для дальнейше­
го усовершенствования процесса. Основную деятельность составляет ана­
лиз данных, полученных в результате выполнения проекта: анализируется
система показателей, для будущего использования собирается все, что бы­
ло накоплено процессом (например, такие материалы, как шаблоны и ин­
струкции, применявшиеся в помощь управлению самим процессом), фик­
сируются полученные уроки.
Управление качеством предполагает возможность независимого кон­
троля за процессом разработки ПО. Контрольные проектные элементы, по­
лучаемые в процессе разработки ПО, являются основой контроля качества.
Они тщательно проверяются на соответствие стандартам и целям проекта.
Так как работы, выполняемые по обеспечению и контролю качества, в оп­
ределенной степени независимы, это предполагает возможность объектив­
ного взгляда на процесс разработки ПО, благодаря чему руководство ком­
пании может своевременно получить информацию о проблемах или труд­
ностях, которые возникают в работе над проектом.
По мнению известного специалиста в области программной инжене­
рии Иана Соммервилла, процесс управления качеством необходимо отде­
лять от процесса управления проектом, с тем чтобы не ставить вопрос о
- 216 -
компромиссе между качеством создаваемого ПО и бюджетом или графи­
ком выполнения проекта. Над контролем качества должна работать неза­
висимая команда, которая отчитывается непосредственно руководству за­
казчика, минуя звено управляющего проектом (менеджера проекта). Вме­
сте с тем признается факт, что команда контроля качества должна быть
связана с группой (группой разработки) и несет ответственность за качест­
во на уровне всей организации разработчика.
Библиографический список
1. Кучерявенко Л. И. Стандартизация и сертификация программного
обеспечения / Л. И. Кучерявенко. - М. , 2010. - С. 78.
2. Джалота П. Управление программным проектом на практике / П.
Джалота. - М. : Лори, 2005. - С. 224.
3. Глухова Л. А. Стандартизация и сертификация программного
обеспечения : конспект лекций / Л. А. Глухова. - Минск, 2004. - С. 80.
Рецензент профессор Очин Е.
УДК 681.52 : 6 5 6 .6 2 ’052
Ю. Ф. Катарин,* Е. Г. Барщевский **
ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова
*доктор военных наук, профессор
**кандидат технических наук, профессор
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ НАПРАВЛЕННЫХ МИКРОФОНОВ
ПРИ ПЕРЕХВАТЕ АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
В статье рассказывается о предельных возможностях различных типов направлен­
ных микрофонов при перехвате акустического сигнала. Рассматриваются характеристики
частотных искажений и микрофоны с различными модификациями встроенных антенн.
информационная безопасность, акустический сигнал, направленный микрофон.
- 217 -
В начале 1990-х годов направленные микрофоны вызывали повы­
шенный интерес у организаций и частных лиц, которые занимались вопро­
сами сбора информации с помощью технических средств. В технических
описаниях приводились фантастические данные о дальности съема инфор­
мации (до 2000 м) и коэффициентах направленного действия (до 50 дБ)
при достаточно скромных габаритах (не более полуметра) и относительно
невысокой стоимости (50...800 $).
Однако результаты попыток применения микрофонов на практике
обескураживали. О километрах никто уже не вспоминал, да и прослушива­
ние разговора на расстоянии в 100 м даже при благоприятных условиях
получалось крайне редко. И это не случайно, ибо на дистанции 100 м дав­
ление звука ослабляется на величину не менее 40 дБ (по сравнению с дис­
танцией 1 м), и тогда степень громкости обычного разговора в 60 дБ ока­
жется в точке приема не более 20 дБ. Такое давление существенно меньше
не только уровня реальных внешних акустических помех, но и пороговой
акустической чувствительности обычных микрофонов [1].
Для того чтобы оценить возможности направленных микрофонов,
необходимо понять используемые в приборах физические принципы. В
наиболее общем виде любой направленный микрофон можно представить
как некоторый комплекс, состоящий из чувствительного элемента, осуще­
ствляющего акустико-электрическое преобразование, и механической сис­
темы (акустической антенны), обеспечивающей направленные свойства
комплекса [2].
Чаще всего в направленных микрофонах применяются чувствитель­
ные элементы (микрофоны) электретного типа, так как они имеют наи­
лучшие электроакустические характеристики: широкий частотный диапа­
зон; малую неравномерность амплитудно-частотной характеристики; низ­
кий уровень искажений, вызванных нелинейными и переходными процес­
сами, а также высокую чувствительность и малый уровень собственных
шумов.
Однако самое главное в направленных микрофонах - это свойства
его акустической антенны. Акустические антенны являются именно теми
основополагающими элементами, которые определяют облик и основные
характеристики комплексов дистанционного перехвата речевой информа­
ции. Назначение акустической антенны заключается в усилении звуков,
приходящих по основному направлению, и существенном ослаблении всех
остальных акустических сигналов. В настоящее время разработано не­
сколько модификаций антенн, в соответствии с которыми существует сле­
дующая классификация направленных микрофонов [1], [3]:
- комбинированные;
- групповые, в том числе линейные группы микрофонов; трубчатые
приемники органного типа; трубчатые щелевые приемники;
- 218 -
- фазированные решетки;
- микрофоны с параболическим рефлектором.
Для сравнительной оценки качества перечисленных направленных
микрофонов используют технические характеристики, основными из кото­
рых являются характеристика направленности и индекс направленности.
Характеристика, или диаграмма, направленности - это чувствительность
микрофона в зависимости от угла д между рабочей осью микрофона и на­
правлением на источник звука. Ее определяют либо на ряде частот, либо в
пределах полосы частот. Обычно используют нормированную характери­
стику направленности ^ (0 ), то есть зависимость отношения чувствитель­
ности Е д измеренной под углом д, к осевой (максимальной) чувствитель­
ности Еос:
В Д = Ед / Еос .
(1)
Большинство микрофонов имеют осевую симметрию, поэтому ха­
рактеристика направленности для них одинакова во всех плоскостях, про­
ходящих через ось микрофона.
Однако качество направленного микрофона оценивается коэффици­
ентом выигрыша в отношении сигнал-пом еха за счет пространственной
селекции Км, дБ. От значения этого коэффициента прямо зависит даль­
ность перехвата [4].
Параболический микрофон имеет параболический отражатель, в фо­
кусе которого размещается микрофонный капсюль с ненаправленной или
однонаправленной характеристикой направленности (ХН). Такие микро­
фоны иногда называют рефлекторными. Для параболического микрофона
данный коэффициент Кпм, дБ, рассчитывается по формуле:
Кпм = 1018(1,2 х 10-4х 5отр х / 2),
(2)
где Ботр - площадь отражателя микрофона, м ; / - частота сигнала, Гц.
Как видно из формулы (2), чем больше площадь отражателя, тем
больше значение коэффициента Кпм. Следовательно, дальность перехвата
разговоров во многом зависит от диаметра отражателя. Например, для од­
них и тех же условий при диаметре отражателя 60 см (микрофон РК1 2915)
дальность перехвата разговора составляет 100 м, а при диаметре 85 см
(микрофон РК1 2920) - 150 м. Параболические микрофоны чаще всего
маскируются под антенны спутникового телевидения и устанавливаются
на балконах домов [2].
Микрофоны «бегущей волны» (интерференционные), часто назы­
ваемые трубчатыми микрофонами, состоят из трубки с отверстиями или
прорезями, на заднем торце которой расположен ненаправленный или од­
нонаправленный микрофонный капсюль. Такие микрофоны по сравнению
с параболическими более компактные, легко камуфлируются под бытовые
- 219 -
предметы (зонты, трости) и используются в основном в случаях, когда не­
обходимо обеспечить скрытность прослушивания разговоров. С использо­
ванием таких микрофонов разведку можно вести как из автомобиля, так и
из окна расположенного напротив здания и даже «пешим» порядком. Для
трубчатого микрофона коэффициент выигрыша в отношении с и гн а лпом еха за счет пространственной селекции Ктм, дБ, рассчитывается по
формуле:
Ктм >> 101§(6,1 X 10-3 X 1 XД
(3)
где I - длина трубки, м.
Таким образом, чем больше длина трубки, тем больше значение ко­
эффициента К тм. Следовательно, дальность перехвата разговоров во мно­
гом зависит от размеров акустической антенны. При I = 0,7 м предельная
максимальная дальность действия трубчатых микрофонов несколько
меньше (не более 75 м), чем параболических. Но в условиях города их
возможности практически одинаковы [5], [6].
Так называемые фазированные решетки, или «плоские» направлен­
ные микрофоны, появились сравнительно недавно и представляют собой
акустическую микрофонную решетку, включающую несколько десятков
микрофонных капсюлей, выходные сигналы которых суммируются элек­
трически, либо, чаще всего, открытые торцы звуководов, например трубки
достаточно малого диаметра, которые обеспечивают синфазное сложение
звука от источника в некотором акустическом сумматоре. К выходу сум­
матора подсоединен микрофон. Плоские микрофонные решетки также вы­
пускаются в камуфлированном виде. Наиболее часто они камуфлируются
под атташе-кейс, жилет или пояс.
Коэффициент выигрыша в отношении сигнал-пом еха за счет про­
странственной селекции для микрофонных решеток Кплм, дБ, рассчитыва­
ется по формуле, аналогичной (2):
Кплм >> 101в(1,2 X 10-4 X Я, X/ 2),
(4)
2
где - площадь приемной апертуры микрофона, м .
Максимальная дальность действия направленных микрофонов при
Яа = 0,25 м в условиях города не превышает 30-60 м, за городом при низ­
ком уровне фоновых шумов дальность разведки может составлять до 100 м
и более [7].
Дальность действия направленного микрофона Я можно определить
по следующей формуле:
я = я х 10°,°5(км-к)-°,°05
(5)
где Я0 - дальность слышимости звука органом слуха, м; Я - дальность дей­
ствия направленного микрофона с тем же качеством контроля, м; К - ко­
- 220 -
эффициент выигрыша в отношении сигнал-пом еха органа слуха человека
(режим биноурального прослушивания).
При акустическом контроле разговоров в городе, на улице, когда
R 0 = 2.. .4 м, то направленные микрофоны позволят регистрировать разго­
вор на расстояниях 15-30 м. В загородных условиях, с меньшим уровнем
помех, когда величина R 0 может достигать 10 м и больше, дальность кон­
троля с использованием технических средств может составить более 50­
100 м. Таковы оценки ситуаций использования направленных микрофонов
в условиях открытого пространства. Таким образом, необходимостью за­
щиты информации в случае возможного применения направленных мик­
рофонов нельзя пренебрегать, но необходимо реально учитывать их техни­
ческие возможности [8].
Библиографический список
1. Абалмазов Э.И. Направленные микрофоны: мифы и реальность //
Системы безопасности. - 1996. - № 4. - С. 26-30.
2. Вахитов Ш. Современные микрофоны и их применение // Радио. 1998. - № 11, 12 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://chipinfo.ru/literature/radio/199811/p16_18.html.
3. Каталог направленных микрофонов [Электронный ресурс]. - Ре­
жим доступа: http://www.bnti.ru/index.asp7tbH01.01.01.03.
4. Каторин Ю. Ф., Куренков Е. В., Лысов А. В., Остапенко А. Н.
Большая энциклопедия промышленного шпионажа. - СПб. : Полигон,
2000. - 856 с.
5. Микрофон направленного действия с биноклем «Супер Ухо-100»
[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.se.455.ru/index.php.
6. Anti terror equipment: catalog. - Germany: PKI Electronic Intelligence,
2008. - 116 р. + [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://www.pkielectronic.com/index.php7Catalogue.
7. Audio spy microphones [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.gia-servizi.com/prodotti/indexen.htm.
8. Audio Surveillance [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.gcomtech.com/default.aspx.
Рецензент профессор Арефьев И. Б.
- 221 -
УДК 004.9
С. В. Колесниченко
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
канд. техн. наук, доцент кафедры системного анализа и управления
ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ ПОСТРОЕНИЯ
ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
ВЫСОКОДИНАМИЧНЫХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
Рассмотрены возможные варианты построения перспективных систем управле­
ния на основе комплексирования бесплатформенных инерциальных навигационных
систем (БИНС) и аппаратуры потребителей спутниковых радионавигационных систем.
Обоснованы некоторые схемные, технические и конструктивные решения по созданию
перспективной навигационной аппаратуры высокодинамичных подвижных объектов.
Исследуемая проблематика касается вопросов повышения точности применения высо­
кодинамичных подвижных объектов.
автономная навигация, комплексирование, БИНС.
Достижения последнего времени в области микроэлектроники, вы­
числительной техники и разработки датчиков систем автономной навига­
ции, построенных на принципах, отличных от классических гироскопов,
позволили по-новому взглянуть на проблему совершенствования систем
автономной навигации.
Улучшение характеристик систем автономной навигации высокоди­
намичных подвижных объектов (ВДО) долгие годы осуществлялось по
сходным принципам и направлениям. К сожалению, экономические труд­
ности, жесткие требования к эксплуатационным характеристикам, ограни­
ченные сроки разработки и внедрения на определенном этапе (в 1990-х гг.)
привели к значительному сворачиванию работ в области традиционных
технологий. В первую очередь это относится к исследованиям возможно­
стей создания прецизионных гироскопических и оптико-механических
систем с улучшенными характеристиками. Разработка и производство по­
следних требует больших временных, экономических и интеллектуальных
затрат, что в настоящее время трудно осуществить практически, учитывая
реальное положение дел в производственной сфере. Как следствие, все
большее внимание уделяется новым способам повышения эффективности
систем управления ВДО.
- 222 -
Одним из наиболее перспективных направлений улучшения характе­
ристик систем автономной навигации является применение комплексированных (интегрированных) систем управления (КСУ), в которых совмест­
но обрабатываются сигналы инерциальной навигационной системы (ИНС)
и наземной аппаратуры потребителя (НАП) спутниковой радионавигаци­
онной системы (СРНС) [1], [2].
Характерной чертой КСУ является избыточность навигационной ин­
формации. Такие системы позволяют сохранить достоинства и снизить
влияние недостатков ИНС и НАП [2].
Повышение эффективности КСУ обусловлено тем, что ИНС и НАП
СРНС взаимно дополняют друг друга, что отражено в таблице 1.
Таблица 1
Характеристики ИНС и СРНС
Характеристика
Автономность
ИНС
СРНС
Да
Нет
Необходимость начальной
Да
выставки и калибровки
Нет
Характер ошибок
Малый уровень шумовой Относительно
высокий
составляющей, нестацио­ уровень шумов, стационар­
ный процесс
нарный процесс
Возможность отсутствия
навигационных определе­ Нет
ний
Да
Темп выдачи навигацион­
Высокий (10.. .1000 Гц)
ных данных
Низкий (1 .1 0 Гц)
Возможность резервирова­
Эффективно
ния
Неэффективно
В настоящее время в системах управления высокодинамичных лета­
тельных аппаратов все чаще применяются бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС). В отличие от классических ИНС, по­
строенных на базе гироскопов на шарикоподшипниковом подвесе, поплав­
ковых гироскопов или динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ), они
лишены ряда недостатков при сохранении большего числа преимуществ.
Сравнительная характеристика БИНС и ИНС приведена в таблице 2.
- 223 -
Таблица 2
Сравнительная характеристика ИНС и БИНС
Характеристики
ИНС
ИНС на ДНГ
БИНС
3
3
2
Простота конструкции
1
1
3
Низкая чувствительность к
перегрузкам
1
2
3
Относительно низкое по­
требление энергии
1
2
3
Малое время запуска
1
2
3
Отсутствие «пространст­
венной памяти»
1
1
3
Возможность ввода управ­
ляющего или корректи­
рующего сигнала
1
2
3
Относительно низкая стои­
мость производства
1
2
3
Требовательность к составу
пусковой аппаратуры
3
3
2
Обеспечение
точности
требуемой
Примечание: «1» - обеспечивается в низкой степени или не обеспечивается; «2» обеспечивается в достаточной степени; «3» - обеспечивается в максимальной степени.
В качестве чувствительных элементов БИНС могут использоваться
вибрационные гироскопы, лазерные гироскопы и оптоволоконные гиро­
скопы. Диаграмма величин остаточных скоростей гироскопов различных
типов приведена на рисунке 1.
В настоящее время наибольшее применение в качестве датчиков
БИНС нашли лазерные гироскопы, волоконно-оптические гироскопы и
микромеханические гироскопы и акселерометры [3].
Основной сложностью при разработке БИНС является то, что из-за
жесткой связи датчиков с корпусом ВДО различного рода вибрации и шу­
мы приводят к быстрому накоплению ошибки измерения навигационных
параметров. И как следствие возникает необходимость периодической
коррекции БИНС по данным внешних приборов. Это стало еще одной из
предпосылок к разработке КСУ.
- 224 -
Э лектростатические гироскопы
Гироскопы на магнитных подвесах
Поплавковые интегрирующие гироскопы
Гироскопы на воздушном подвесе
Волновые твердотельные гироскопы
Лазерные гироскопы
Волоконно-оптические гироскопы
Динамически настраиваемые гироскопы
Механические гироскопы
Микромеханические гироскопы
-------------------------- 1-------------------------- 1-------------------------- 1-------------------------- 1-------------------------- 1-------------------------- 1-------------------------- 1--------------------------
10-6
1 0 '5
10*4
10*3
10*2
101
1,0
10
ю2
Рис. 1. Остаточная скорость ухода гироскопов различных типов
Суть задачи комплексной обработки информации заключается в по­
строении таких алгоритмов, с помощью которых обеспечивается макси­
мальная точность определения основных навигационных параметров - ко­
ординат, скорости и углов ориентации. Качество алгоритмов определяется
их структурой, характером ошибок навигационных систем, степенью адек­
ватности моделей ошибок физической реальности, а структура - крите­
риями оптимальности и в конечном счете - уровнем знаний об условиях
функционирования навигационных систем, характере возмущающих воз­
действий и ошибок измерений, степенью разработанности математическо­
го аппарата решения задач оптимизации.
Анализ литературы [1], [2], [4] показал, что существует большое ко­
личество подходов как к построению алгоритмов комплексной обработки в
КСУ, так и к их классификации в зависимости от того, каким образом рас­
пределяется вся имеющаяся измерительная информация и на каком уровне
реализуется обработка. Однако несмотря на всё многообразие существую­
щих алгоритмов для использования в системах управления ВДО подходит
очень небольшое их количество. Вариант классификации таких алгорит­
мов приведен на рисунке 2.
- 225 -
По виду
учета
динамики объ­
екта
По правилам
формирования
вектора состоя­
ния и разностных
измерений
По виду
навигационного
фильтра
е
н
н
а
в
о
р
и
р
ге
т
2
Рис. 2. Классификация алгоритмов комплексной обработки
Наиболее хорошо разработанный математический аппарат решения
задач комплексной обработки навигационной информации (задач фильт­
рации навигационных параметров (НП) по данным навигационных наблю­
дений) имеют алгоритмы калмановской фильтрации.
Сравнительная характеристика алгоритмов комплексной обработки
НП, использующих фильтр Калмана, приведена в таблице 3 [2].
Первые три из приведенных в таблице типов комплексирования ИНС
и НАП могут быть реализованы с использованием существующих моделей
НАП, ИНС и навигационных процессоров. Однако следует отметить, что
для более полного использования открывающихся возможностей интегра­
ции НАП и ИНС целесообразно создание специализированных датчиков
для инерциальной и спутниковых систем, изготовленных на одной техно­
логической и конструктивной базе. Последняя из рассмотренных схем
(глубокоинтегрированная) в обязательном порядке требует разработки
единого приемоизмерительного инерциально-спутникового модуля [2], [3].
- 226 -
Таблица 3
Сравнительная характеристика схем комплексирования
Тип
комплексирования
Основные особенности
Ограниченность ошибок оценок местоположе­
ния и скорости, наличие информации об ориен­
Разомкнутый
тации и угловой скорости, минимальные изме­
нения в бортовой аппаратуре
Все перечисленные качества разомкнутой схе­
Слабосвязанный
мы, выставка и калибровка ИНС в полете
Тесносвязанный
Все перечисленные качества слабосвязанной
схемы, повышение помехоустойчивости
Обеспечение характеристик точности и помехо­
защищенности, близких к потенциальным.
Глубокоинтегрированный
Требует существенной перестройки НАП СРНС
и высоких вычислительных затрат
В слабо- и тесносвязанных, а также в глубокоинтегрированной схе­
мах комплексирования итоговая оценка ошибок навигационных парамет­
ров может использоваться в НАП СРНС в режиме допоиска сигналов НС
для сокращения области поиска по задержке и доплеровскому смещению
частоты.
Реализация указанных алгоритмов (в особенности тесносвязанного)
требует больших вычислительных мощностей, что наряду с необходимо­
стью реализации собственных алгоритмов БИНС и алгоритмов терминаль­
ного управления движением центра масс предъявляет серьезные требова­
ния к вычислительным мощностям бортовой цифровой вычислительной
машины (БЦВМ).
В настоящее время в связи с широким использованием при опреде­
лении навигационных параметров ЦВМ применение классических схем
комплексирования нецелесообразно, так как преимущества каждой из этих
схем зависят от типа навигационного параметра, конкретной конструкции
ИНС и НАП, характеристик ЦВМ и т. д.
Более целесообразной является программная реализация этих схем в
виде навигационного фильтра, позволяющего изменять тип входных и вы­
ходных сигналов в зависимости от типа, конструкции и параметров под­
систем, входящих в блок навигационных алгоритмов. Но данное техниче­
ское решение порождает необходимость в решении ряда вспомогательных
задач:
задачи рационального взаимодействия входящих в состав КСУ
подсистем на всех этапах функционирования ВДО;
- 227 -
- задачи «маневрирования» вычислительными ресурсами БЦВМ;
- задачи оптимального распределения операций, маневров и времени
их совершения.
Задача выбора оптимального алгоритма комплексной обработки на­
вигационных сигналов, рационального распределения вычислительных
мощностей может решаться непосредственно в БЦВМ. Исходные данные
для принятия таких решений могут быть представлены в виде некоторого
вектора исходных состояний, компоненты которого будут определятся ря­
дом факторов, к которым в первом приближении следует отнести:
- тип траектории (баллистическая, настильная);
- закон управления (программный, терминальный);
- фоно-целевая обстановка (положение точки старта, дальность пус­
ка, тип объекта воздействия, наблюдаемость горизонта СНС);
- техническое состояние как отдельных подсистем КСУ, так и сис­
тем, а также отдельных блоков объекта управления в целом.
На основании оценки вектора исходного состояния в БЦВМ могут
быть выработаны решения:
- о возможности или невозможности «горячего старта»;
- о выборе алгоритма комплексной обработки навигационных па­
раметров;
- о назначении приоритета навигационных данных определенного
источника;
- о выделении вычислительных ресурсов различным навигацион­
ным алгоритмам на всех этапах функционирования.
Библиографический список
1. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских
подвижных объектов / О.Н. Анучин, Г.И. Емельянцев. - СПб., 1999. - 357 с.
2. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / под ред.
А. И. Перова, В. Н. Харисова. - М. : Радиотехника, 2010. - 800 с.
3. Применение микромеханических датчиков навигационных пара­
метров в СУЛА / К. А. Злотников, И. В. Попова, Е. Н. Пятыщев // Труды
международной научной конференции «Анализ, прогнозирование и управ­
ление в сложных системах». - СПб. : СЗТУ, 2003. - С. 311-326.
4. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные ин­
формационные технологии / под ред. Б. С. Алешина, К. К. Еремеенко,
А. И. Черноморского. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 424 с.
5. Теория, конструкция и основы проектирования систем управле­
ния : учеб. пособие, Ч. I / В. П. Демиденко, С. В. Колесниченко,
Р. В. Босый. - СПб. : МВАА, 2007. - 292 с.
- 228 -
6.
Колесниченко
С. В.
Актуальные
вопросы
навигационно­
временного обеспечения комплексированных систем управления подвиж­
ных высокодинамичных объектов / С. В. Колесниченко // Труды XIII Меж­
дународной научно-практической конференции “Анализ и прогнозирова­
ние систем управления“. Ч. II. - СПб. : ПГУПС, 2012. - С. 434-449.
Рецензент профессор Арефьев И. Б.
УДК 622.3-324
С. В. Колесниченко*, С. А. Баранов**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*канд. техн. наук, доцент
**магистр II курса
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОНОМИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
ПРИ ОБОСНОВАНИИ ПОТОКОВ ГРУЗООБОРОТА
ПРЕДПРИЯТИЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО КОМПЛЕКСА
В статье рассмотрены некоторые проблемные вопросы, касающиеся исследова­
ния экономико-географических условий при обосновании рациональных схем грузопе­
ревозок предприятиями минерально-сырьевого комплекса. Рассмотрены основные по­
ложения теории смешанных перевозок. Детально исследованы районы плавания в
труднодоступных и малонаселенных районах Сибири.
транспортная система, грузооборот, смешанные перевозки, негабаритный груз, грузо­
вая база, транспортно-технологическая схема.
1 Этапы развития и организация смешанных перевозок
История развития смешанных перевозок связана прежде всего с раз­
витием транспорта. В России, например, идеи организации совместных пе­
ревозок несколькими видами транспорта как особого вида перевозок впер­
вые возникли в конце XIX века, что было обусловлено развитием желез­
ных дорог. С этого времени на некоторых направлениях, имеющих регу­
лярные, т. е. устойчивые грузовые потоки массовых грузов, стало эконо­
- 229 -
мически выгодно перегружать товары с одного вида магистрального
транспорта на другой. В конце XIX - начале XX в. магистральными вида­
ми транспорта были водный (морской и речной) и железнодорожный.
К началу XX века в связи с бурным экономическим ростом сущест­
венно увеличились перевозки грузов по внутренним водным путям России.
Вместе с ними вырос и объем смешанных железнодорожно-водных пере­
возок, доля которых в 1913 году составляла 13% общего объема перевозок
по внутренним водным путям. В эти годы возникло большое количество
проектов по организации смешанных перевозок. Строились и проектиро­
вались новые оборудованные гавани в крупных транспортных узлах, а
также специальные железнодорожные станции. Однако большинство пла­
нов того периода по обеспечению развития смешанных перевозок осуще­
ствить не удалось.
После гражданской войны, в годы первых пятилеток, были построе­
ны новые механизированные причалы во многих крупных портах, прове­
дены работы по объединению и перепланировке железнодорожных узлов.
Это существенно увеличивало пропускную способность перевалочных
пунктов.
Великая Отечественная война прервала работы по развитию транс­
портной системы страны. Только в послевоенные годы вновь стали осуще­
ствляться работы по комплексному развитию перевалочных пунктов. На­
ряду с реконструкцией старых создавались новые специализированные
районы перевалки грузов в портах, а именно: лесоперевалочные - в Яро­
славле и Горьком; угольные - в Волгограде и Котласе; несколько позже комплекс в Кандалакше для перевалки апатитового концентрата и др.
Перевозки, осуществляемые несколькими видами транспорта, назы­
ваются смешанными или комбинированными. Смешанные перевозки мо­
гут выполняться каждым видом транспорта автономно, т. е. независимо
друг от друга, в части организации и оформления таких перевозок. В соот­
ветствии со ст. 788 Гражданского кодекса Российской Федерации перевоз­
ки грузов, пассажиров и багажа, осуществляемые разными видами транс­
порта по единому транспортному документу, называются перевозками в
прямом смешанном сообщении - «прямыми смешанными перевозками».
Наряду с термином «смешанные перевозки» в международной прак­
тике для обозначения перевозки с участием нескольких видов транспорта
широко используются понятия «интермодальные перевозки» и «мульти­
модальные перевозки». В основе такой дифференциации смешанных пере­
возок лежит различная организационно-правовая структура. Интермодаль­
ной перевозкой называется перевозка груза несколькими видами транспор­
та из пункта отправления в пункт назначения по единому транспортному
- 230 -
документу, в ходе которой один из перевозчиков организует весь процесс
доставки груза, принимая ответственность за часть перевозки. В зависимо­
сти от условий разграничения ответственности за перевозку интермодаль­
ные перевозки бывают раздельные и мультимодальные (рис. 1). Интермо­
дальная перевозка считается раздельной, если каждый перевозчик несет
ответственность только за ту часть перевозки, которую он выполняет сам.
Рис. 1. Классификация смешанных перевозок
Мультимодальной является интермодальная перевозка, при выпол­
нении которой перевозчик, организующий доставку груза, принимает на
себя ответственность за всю перевозку. Мультимодальные перевозки мо­
гут быть внутренними и международными. В соответствии с конвенцией
ООН о международных мультимодальных перевозках международной
мультимодальной перевозкой называется перевозка груза двумя и более
видами транспорта на основе договора мультимодальной перевозки из
пункта отправления, где груз взят под ответственность оператором муль­
тимодальной перевозки, в пункт назначения, расположенный в другой
стране [1].
- 231 -
2 Исследование районов плавания и железнодорожных путей
Для разработки и обоснования оптимальной транспортно­
технологической схемы доставки детально исследуются географические
условия районов, где сосредоточены главные транспортные узлы.
Такой регион, как Ямало-Ненеций АО, характеризуется наличием
труднодоступных и малонаселенных местностей, сложной транспортной
схемой, неразвитостью наземного транспорта наряду с пространственной
протяженностью. В округе сформированы два транспортных узла - запад­
ный (линия Чум-Лабытнанги) и восточный (линия Ноябрьск-КоротчаевоНовый Уренгой; Новый Уренгой-Ямбург; Новый Уренгой-ПангодыНадым), которые не связаны между собой. Крупные железнодорожные
станции: Ноябрьск, Коротчаево, Пурпе, Новый Уренгой, Лабытнанги,
Харп.
В летний период значительную роль в перевозке пассажиров и достав­
ке грузов выполняет водный транспорт. Для судоходства используются внут­
ренние водные пути, расположенные в границах автономного округа, кото­
рые включают в себя Обскую, Тазовскую, Гыданскую губы Карского моря и
впадающие в них реки Обь, Надым, Пур, Таз.
Река Обь - одна из крупнейших рек России и земного шара; третья по
водоносности (после Енисея и Лены) река России. Длина собственно Оби
3650 км (от истока Иртыша 5410 км), площадь бассейна 2990 тыс. км
(включая внутренние бессточные области площадь 528 тыс. км ). Основная
часть бассейна (около 85%) находится на Западно-Сибирской равнине, юго­
восточная - в горах Южной Сибири (Алтай, Кузнецкий Алатау, Салаирский
кряж и Горная Шория). Общее число рек в бассейне более 150 тыс. Бассейн
отличается разнообразием физико-географических условий: от полупусты­
ни на Юге до тундры на Севере, значительная часть бассейна покрыта леса­
ми и занята болотами. По характеру речной сети, условиям питания и фор­
мирования водного режима Обь делится на три участка: верхний (до устья
Томи), средний (до устья Иртыша) и нижний (до Обской губы).
Верхний участок бассейна расположен в горах, где берут начало ис­
токи Оби - Бия и Катунь - и многие притоки: Песчаная, Ануй, Чарыш,
Алей (слева), Чумыш, Иня (справа). В верхнем течении Обь имеет хорошо
разработанную долину с развитыми пойменными террасами. До устья Чарыша течёт в низких берегах, русло изобилует протоками, островами, пе­
рекатами. Далее, к Барнаулу, долина и пойма расширяются. От Барнаула
до г. Камень-на-Оби долина широкая (5-10 км) и асимметричная с крутым
левым склоном; широкая пойма изрезана старицами, протоками и озёрами.
У г. Камень-на-Оби долина и пойма сужаются (соответственно до 3-5 км и
1,5-2 км), в русле встречаются участки с каменистыми выступами.
- 232 -
В южной части г. Новосибирска река перегорожена плотиной, обра­
зовавшей Новосибирское водохранилище («Обское море»). Ниже Новоси­
бирска долина значительно расширяется и к устью Томи достигает 20 км.
Глубины Оби (в межень) на участке верхнего течения колеблются от 2 до 6
м, местами на перекатах падают до 0,6 м.
Ниже устья Томи (начало средней Оби), а особенно Чулыма Обь ста­
новится большой полноводной рекой и до слияния с Иртышом протекает в
пределах таёжной зоны. Долина Обь имеет ширину до 30-50 км и более;
обширная пойма (20-30 км) покрыта густой сетью проток. Глубины (в ме­
жень) колеблются от 4 до 8 м. Крупные притоки: Томь, Чулым, Кеть, Тым,
Вах, Тромъеган, Лямин, Назым (справа), Шегарка, Чая, Парабель, Васюган, Б. Юган, Б. Салым, Иртыш (слева).
После впадения Иртыша Обь поворачивает на север. Долина широ­
кая (местами более 50 км), асимметричная, с пологим, большей частью не­
высоким, левым берегом и крутым обрывистым правым; сужается до 4 -8
км в районе Перегребное и Салехарда. Обширная, в основном левобереж­
ная пойма изрезана рукавами, протоками, озёрами, затапливается в поло­
водье на ширину до 40-50 км. От устья Иртыша до Перегребное Обь течёт
в одном глубоком (не менее 4-4,5 м) русле, ниже делится на Большую и
Малую Обь с глубинами (в межень) до 2,5-3 м. После их слияния русло
Оби имеет глубины более 10 м. Основные притоки нижнего течения: Казым, Полуй (справа), Северная Сосьва, Щучья (слева). Перед впадением в
Обскую губу река образует дельту площадью более 4 тыс. км2. Основные
рукава - Хаманельская Обь (левый) и более мощный Надымская Обь (пра­
вый), сразу за устьями их мелководные бары - Ямсальский и Надымский.
Средний уклон реки Оби от Бийска до Ямсальского бара 0,054 м/км.
В бассейне Оби сосредоточены разнообразные природные ресурсы.
По прогнозным запасам нефти, газа и угля Западная Сибирь занимает вид­
нейшее место в России; здесь сосредоточена 1/2 общесоюзных запасов
торфа. Бассейн богат также водными, лесными и другими видами ресур­
сов. В водах Оби и Обской губы обитает около 50 видов и подвидов рыб,
1/2 из них промысловые. Общие потенциальные гидроэнергоресурсы бас­
сейна Оби оцениваются до 250 млрд кВт • ч. В эксплуатации находятся три
ГЭС - Новосибирская на Оби, Бухтарминская и Усть-Каменогорская на
Иртыше. Обь - основная транспортная магистраль Западной Сибири, судоходна на всём протяжении от истока до устья. Навигационный период от
190 суток в верхнем течении, до 150 суток в низовьях. Транспортная роль
Оби и притоков выросла с начала 1960-х годов в связи с освоением место­
рождений газа и нефти. Главные порты и пристани бассейна: Новосибирск,
Томск, Сургут, Лабытнанги, Павлодар, Омск, Тобольск, Тюмень (рис. 2).
- 233 -
Рис. 2. Расположение портов на реках Тобол, Иртыш и Обь
- 234 -
Особым элементом Обского водно-транспортного бассейна является
Обская губа - залив Карского моря, вдающийся в сушу более чем на 800
км. По размерам Обская губа является самым крупным морским заливом
российского сектора Арктики: её площадь - около 44 тыс. км , ширина гу­
бы - в среднем 45-55 км, максимальная глубина - до 25 м. Обская губа,
особенно в южной части, постепенно мелеет от наносов, приносимых ре­
ками. При слабом течении в губе образуются бары, отмели, препятствую­
щие судоходству и ведущие к обмелению бухт. Обская губа покрыта
льдом 8-9 месяцев в году, толщина льда иногда достигает 2 м. Продолжи­
тельность навигационного периода колеблется от 92 до 117 дней.
Таким образом, к настоящему времени Обский бассейн обладает
громадными возможностями по включению в логистику Северного ши­
ротного экономического пояса целого ряда портов, уже созданных трудом
предыдущих поколений.
В Обском бассейне действующими на сегодня остались такие круп­
ные порты, как Барнаул, Беляй, Бийск, Кемерово, Колпашево, Лабытнанги,
Надым, Нефтеюганск, Нижневартовск, Новосибирск, Омск, Салехард, Серегино, Сургут, Тобольск, Томск, Тюмень, Ханты-Мансийск.
Сибирский путь (историческое название) - железная дорога через
Евразию, соединяющая Москву (южный ход) и Санкт-Петербург (север­
ный ход) с крупнейшими Восточно-Сибирскими и Дальневосточными
промышленными городами России. Длина магистрали 9298,2 км - это са­
мая длинная железная дорога в мире. Высшая точка пути - Яблоновый пе­
ревал (1019 м над уровнем моря).
Исторически Транссибом является лишь восточная часть магистрали
- от Челябинска (Южный Урал) до Владивостока. Её длина около 7 тыс.
км. Именно этот участок был построен с 1891 по 1916 год.
Транссиб соединяет Европейскую часть, Урал, Сибирь и Дальний
Восток России, говоря шире - российские западные, северные и южные
порты, а также железнодорожные выходы в Европу (Санкт-Петербург,
Мурманск, Новороссийск) с тихоокеанскими портами и железнодорожны­
ми выходами в Азию (Владивосток, Находка, Забайкальск). Технические
возможности Транссиба позволяют перевозить по нему до 100 млн. тонн
грузов в год.
Основные направления Транссиба:
1)
Северное: Москва - Ярославль - Киров - Пермь - Екатеринбург Тюмень - Омск - Новосибирск - Красноярск - Владивосток.
Новый: Москва - Нижний Новгород - Киров - Пермь - Екатерин­
бург - Тюмень - Омск - Новосибирск - Красноярск - Владивосток.
- 235 -
2)
Южное: Москва - Муром - Арзамас - Канаш - Казань - Екате­
ринбург - Тюмень (или Петропавловск) - Омск - Барнаул - Новокузнецк Абакан - Тайшет - Владивосток.
Таким образом, интенсивное развитие всех отраслей экономики при­
водит к значительному росту грузопотоков как на сложившихся, так и на
открываемых новых направлениях всех видов транспорта. Перемещение
товарно-материальных ценностей от районов производства в пункты по­
требления является основной функцией транспортных отраслей. Правиль­
ная постановка задач планирования, управления и рационализации перево­
зок является основой эффективной эксплуатации транспорта и оптимиза­
ции всех элементов перевозочного процесса в транспортных системах. Для
решения проблем оптимального управления процессами грузовых перево­
зок в отраслевых транспортных системах необходимо детальное рассмот­
рение всех составляющих транспортного процесса и разработка математи­
ческих моделей непрерывного перевозочного процесса. В связи с этим
важно оценить экономико-географические факторы, позволяющие влиять
на степень организации перевозок с участием различных транспортных от­
раслей и систем.
Библиографический список
1. Королева Е. А., Лебедев Н. В. Организация международных
транспортных систем. Выбор и обоснование транспортно-технологической
схемы доставки грузов : метод. указания по выполнению курсовой работы.
- СПб. : СПГУВК, 2007. - 88 с.
2. Бабурин В. А., Бабурин Н. В. Управление грузовыми перевозками
на водном транспорте : учеб. пособие. - СПб. : Издательский дом «М1ръ»,
2007. - 304 с.
3. Бабурин В. А., Бабурин Н. В. Техническое нормирование. Норми­
рование использования судов, перегрузочных средств портов и продолжи­
тельности транспортных операций и технологических процессов : учебнометод. пособие. - СПб. : ФГОУ ВПО СПГУВК, 2009. - 44 с.
4. Никифоров В. С. Мультимодальные перевозки и транспортная ло­
гистика. - М. : Транспорт, 2007. - 248 с.
Рецензент доцент Коровяковский Е. К.
- 236 -
УДК 338.26
С. В. Колесниченко*, А. С. Марчук**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*канд. техн. наук, доцент
**магистр II курса
АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ВЫБОРА И ПРИМЕНЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ПРЕДПРИЯТИЙ
В статье рассмотрены некоторые проблемные вопросы процессов обоснования и
выбора информационных (автоматизированных) систем предприятий. Детально иссле­
дованы основные этапы, касающиеся выбора необходимой номенклатуры показателей
и экспертной оценки рассматриваемых альтернативных вариантов систем.
информационная система, ранжирование, критерий, мнение эксперта, согласованность,
сравнение, выбор.
Введение
Всякая система создается для удовлетворения возникших у общества
потребностей. Стремление к возможно более полному удовлетворению
этих потребностей и является целью системы. Степень соответствия сис­
темы поставленным целям называют её эффективностью. Сложность и
многообразие функций, выполняемых современными системами, требует
учета определения количества целей, каждая из которых описывается сво­
им критерием. Поэтому многокритериальность есть естественное свойство
любой системы, и вопросы повышения эффективности не могут быть раз­
решены кардинальным образом без решения проблемы многокритериальности.
Проблема выбора и обоснования проектных решений (ОПЭ) в значи­
тельной мере разрешается на основе знаний и опыта; в основном раскры­
вается два вопроса: структура ОПЭ (состав частных показателей, их взаи­
мосвязь, характер отображения множеств значений показателей во множе­
стве значений ОПЭ) и его адекватность (важность отдельных показателей
в рамках ОПЭ и точность результатов анализа).
- 237 -
Существует несколько форм представления ОПЭ: векторная, скаляр­
ная, эвристическая. У каждой из этих форм существуют весомые недостат­
ки, так при векторном представлении снижается наглядность по мере уве­
личения размерности пространства, происходит одновременно резкое воз­
растание объема вычислительных операций и усложнение процедур учета
значимости отдельных составляющих вектора ОПЭ. Скалярная форма
имеет ряд преимуществ: наглядность практически не зависит от размерно­
сти ОПЭ, учет значимости частных показателей упрощается, но одновре­
менно скаляризация требует приведения показателей к безразмерному ви­
ду. Эвристические приемы формирования оценок систем основываются на
интуиции.
Наличие интегрального критерия решает проблемы многокритериальности наиболее радикальным образом - за счет «свертки» набора кри­
териев в один критерий. Форм интегрального критерия существует также
несколько: нормальная форма, мультиаддитивная форма, аддитивная фор­
ма. В данном случае наиболее приемлема аддитивная форма.
Для формирования обобщенного показателя эффективности рас­
смотрим группу экспертов из шести человек.
1 Предварительное ранжирование
Произведем предварительное ранжирование по заключениям экспер­
тов. При этом каждый эксперт индивидуально осуществляет расстановку
показателей по рангам с первого, представляющегося наиболее важным, до
последнего, который, по мнению эксперта, наименее значим.
Среднее значение ранга по данным всех экспертов рассчитаем по
формуле:
т
(1)
гдеь с. - ранг /-го показателя, назначенный_/-м экспертом, т - количество
экспертов.
Среднее квадратичное отклонение рангов
среднего значения рассчитаем по формуле:
-го показателя от его
(2)
Далее осуществим выставление предварительных рангов по всем по­
казателям по схеме:
если некоторый г 1-ранг является наименьшим, то ему присваива­
ется ранг 1;
- 238 -
- выбираем следующий наименьший по величине ранг и назначаем
ему предварительный ранг 2;
- далее следуя данной схеме, выбираем следующий наименьший по
величине ранг и назначаем ему следующий предварительный ранг.
Результаты расчетов приведены в таблице 1.
2 Компетентность экспертов
Оценки экспертов в значительной степени определяются их квали­
фикацией в данной области, то есть компетентностью. Определение ком­
петентности экспертов выполняется по коэффициентам ранговой корреля­
ции.
Коэффициент ранговой корреляции рассчитывается по формуле
Спирмена:
6 ± с!*
р/ = 1 -
’
(3)
где 4 =Р0, - РЛ.
Таблица 1
Предварительное ранжирование показателей
Эксперты
Показатели
Предварительный
ранг
1
2
3
4
5
6
8
8
9
8
9
10 8,67 0,08
8
Б2. Простота использования 2
5
3
2
1
2
2,5
0,32
2
Б3. Устойчивость к ошибке
4
2
5
5
6
5
4,5
0,32
5
Б4. Правильность
1
4
2
4
2
1
2,33 0,31
1
Б5. Изменяемость
Б6. Характеристика
изменения ресурсов
Б7. Стабильность
10 9
10 10 8
8
9,17 0,14
10
7
10 6
1
7
6
6,17 1,43
7
9
7
8
9
10 9
8,67 0,18
9
Б8. Тестируемость
5
3
4
6
5
3
4,33 0,24
4
Б9. Защищенность
3
1
1
3
3
4
2,5
0,25
3
Б10. Пригодность
6
6
7
7
4
7
6,16 0,23
6
Б1. Обучаемость
Коэффициент компетентности рассчитывается по формуле:
- 239 -
1+ р ,
а J,
= -------.т
т
+Х
7=1
(4)
V /
Р,
Результаты вычислений сведены в таблицу 2.
Таблица 2
Значения величины d 2, коэффициента ранговой корреляции,
коэффициента компетентности для 10 характеристик и 6 экспертов
1
Б1
4
Б2
9
Б3
4
Значение d 12
Б4 Б5 Б6 Б7
1
9
16 0
2
0
0
4
16
9
0
9
9
1
0
0,71
0,18
3
4
9
4
4
9
9
1
1
0
4
0,73
0,18
4
9
0
1
1
4
9
1
4
1
1
0,81
0,19
5
1
0
1
1
4
1
1
4
1
4
0,89
0,19
6
0
9
16
1
25
9
0
25
16
4
0,36
0,14
Эксперты
Б8
25
Б9
25
Б10
25
Р,
а,
0,29
0,13
Таким образом, наиболее компетентным следует признать 4-го и 5-го
экспертов, затем идут 2-й и 3-й на одном уровне, 6-й и менее всех компе­
тентен 1-й эксперт.
3 Повторное ранжирование показателей с учетом компетентности
экспертов
Среднее значение ранга рассчитывается по формуле:
*
т
г . = у а . • с..
1 ,= 1 ,
и
] =1
.
Результаты расчетов сведены в таблицу 3.
(5)
4 Определение согласия экспертов
Согласованность экспертов определим по методу Николаева - Темнова.
Построим матрицу вероятности по формуле:
Р 1к = — ,
т
(7)
где т/к - количество экспертов, указавших /-му показателю к-е место по
значимости. Матрица вероятности сведена в таблицу 4.
- 240 -
Таблица 3
Повторное ранжирование показателей
Показатели
*
z l-
5*
Окончательный ранг
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
8,73
2,55
4,57
2,49
9,13
6,05
6,19
4,42
2,23
8,74
0,13
0,23
0,23
0,21
0,16
0,49
0,17
0,19
0,19
0,19
8
3
5
2
10
6
7
4
1
9
Таблица 4
Матрица вероятности для 10 мест и 10 показателей
Место
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0
0
0
0
0
0
0
0,5
0,33
0,17
0,17
0,5
0,17
0
0,17
0
0
0
0
0
0
0,17
0
0,17
0,5
0,17
0
0
0
0
0,33
0,33
0
0,33
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,33
0,17
0,5
0,17
0
0
0
0
0,33
0,33
0
0
0,17
0
0
0
0
0
0
0,17
0,17
0,5
0,17
0
0
0,33
0,17
0,33
0,17
0
0
0
0
0,33
0
0,5
0,17
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0,17
0
0,33
0,5
0
0
0
Коэффициент согласия определяется по формуле:
W„ = 1 - - У — ,
n log n
(8)
где H = £ Plt log Pk .
i,t
Если значение WH > 0,55 можно считать, что экспертиза состоялась.
Н = 17 • (0,17 • log 0,17) + 11 • (0,33 • log 0,33) + 6 • (0,5 • log 0,5) =
14,85;
W = 1 - (14,85 / 33,37) = 0,55.
- 241 -
Вывод: экспертиза состоялась, можно перейти к оценке значимости
показателей.
5 Оценка значимости показателей
Определение коэффициентов значимости частных показателей осу­
ществляется по формуле:
*
ч.,
где r - окончательный ранг i-го показателя.
Данные для расчетов сведены в таблицу 5.
6 Обзор и сравнительная оценка аналогов
Сравним и осуществим выбор следующих аналогов программного
обеспечения, реализующих процесс управления товарооборотом:
• 1С: Торговля и склад;
• ПАРУС-Предприятие;
• Ордер;
• ERP Microsoft Dynamics AX.
Таблица 5
Коэффициенты значимости частных показателей
Эксперты
Показатели
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
1
2
3
4
5
6
Ранг
8
2
4
1
10
7
9
5
3
6
8
5
2
4
9
10
7
3
1
6
9
3
5
2
10
6
8
4
1
7
8
2
5
4
10
1
9
6
3
7
9
1
6
2
8
7
10
5
3
4
10
2
5
1
8
6
9
3
4
7
8
3
5
2
10
6
9
4
1
7
- 242 -
Yi
0,18
0,13
0,14
0,15
0,15
0,09
0,16
0,17
0,41
0,14
7 Экспертная оценка аналогов по частным критериям
Выбор показателей реализует систему ценностей, скрытую в целях
построения, функционирования и управления системой. После определе­
ния набора характеризующих систему показателей необходимо найти спо­
соб измерения соответствующих целей. Под измерением цели будем по­
нимать акт присвоения чисел фиксированным уровням достижения цели в
соответствии с определенной системой правил.
Разные цели могут иметь различную степень измеримости. Для
оценки аналогов по пяти наиболее важным показателям применим балль­
ную шкалу. Понятие цели вводится исключительно для того, чтобы полу­
чить возможность сравнивать системы между собой по степени предпоч­
тительности. Считается, что одна система лучше другой только тогда, ко­
гда она в большей степени соответствует поставленным целям. Будем ис­
пользовать 5-балльную шкалу, показатели оцениваются по принципу «чем
больше, тем лучше», т. е. x imin = 1, ximax = 5.
Выбираем следующие пять наиболее важных показателей:
- защищенность (D9);
- характеристика изменения ресурсов (D6);
- изменяемость (D5);
- пригодность (D10);
- простота использования (D2).
Выбираем требуемые значения характеристик по оценкам экспертов.
Средняя оценка для характеристик находится по формуле:
1 n
X
= —
Ёx
.
(10)
Произведем нормирование характеристик путем отнесения критерия
к его интервалу изменений.
Нормирование по диапазону изменений частного критерия осущест2.х ■ + 3х
вляется по формуле: х = —
— ша^.
Для критериев, удовлетворяющих правилу «чем больше, тем лучше»,
X =
x ~ x min
x .imax - X imin
■
.
(11)
Данные экспертной оценки программ приведены в таблицах 6, 7, 8, 9.
- 243 -
Таблица 6
Экспертные оценки системы ERP Microsoft Dynamics AX
Эксперты
1 2
3
4
5
6
Значение
Ъ
5
5
5
5
5
5
5
0,41
5
1
1
5
5
5
5
5
5
5
0,17
5
1
D5
1
5
4
5
5
4
4
5
0,15
4,67
0,89
D10
1
5
3
3
4
4
3
4
0,14
3,5
0,63
D2
1
5
4
4
4
4
4
4
0,13
4
0,75
Показатели
ximin
ximax
D9
1
D6
Средняя
оценка
xi
Таблица 7
Экспертные оценки системы 1С: Торговля и склад
D9
1
5
Экспе рты
1 2 3 4 5 6
5 5 5 5 5 5
D6
1
5
5
5
5
5
5
5
0,17
5
1
D5
1
5
4
4
4
4
4
4
0,15
4
0,75
D10
1
5
3
3
3
3
3
3
0,14
3
0,5
D2
1
5
4
4
4
4
4
4
0,13
4
0,75
Показатели
ximin
ximax
Значение
Ъ
0,41
Средняя
оценка
xi
5
1
Таблица 8
Экспертные оценки системы ПАРУС-Предприятие
5
Эксперты
1 2 3 4 5
4 4 4 4 4
1
5
4
4
4
4
D5
1
5
4
4
4
D10
1
5
3
3
D2
1
5
4
4
Показатели
ximin
ximax
D9
1
D6
6
4
Значение
Ъ
0,15
Средняя
оценка
xi
4
0,75
4
4
0,15
4
0,75
4
4
4
0,15
4
0,75
3
3
3
3
0,14
3
0,5
4
4
4
4
0,13
4
0,75
- 244 -
Таблица 9
Экспертные оценки системы Ордер
Показатели
ximin
ximax
D9
D6
D5
D10
D2
1
1
1
1
1
5
5
5
5
5
1
3
3
4
3
4
Эксперты
2 3 4 5 6
3 3 3 3 3
3 3 3 3 3
4 4 4 4 4
3 3 3 3 3
4 4 4 4 4
Значение
У2
0,14
0,14
0,15
0,14
0,13
Средняя
оценка
3
3
4
3
4
xi
0,5
0,5
0,75
0,5
0,75
8 Расчет обобщенного показателя эффективности
Расчет обобщенного показателя эффекта (технического уровня) про­
изведем по формуле:
Ц = Е Уi xi •
(12)
2=1
ERP Microsoft Dynamics AX: ц = 0,81.
1С:Торговля и склад: ц = 0,78.
ПАРУС-Предприятие: ц = 0,51.
Ордер: ц = 0,48
Таким образом, наибольший показатель прироста суммарного эф­
фекта имеет пакет прикладных программ ERP Microsoft Dynamics AX, ко­
торый выбирается (рекомендуется) для внедрения на предприятии.
Библиографический список
1. Голик Е.С. Теория и методы прогнозирования : учеб. пособие. СПб. : Изд-во СЗТУ, 2008. - 304 с.
2. Надежность и эффективность в технике : справочник / под ред.
В. Ф. Уткина, Ю. В. Крючкова. Т. 3. Эффективность технических систем. М. : Машиностроение, 1988. - 328 с.
3. Прохоренко В. А., Смирнов А. Н. Прогнозирование качества сис­
тем. - Минск : Наука и техника, 1976. - 200 с.
4. Афанасьева О. В., Голик Е. С., Первухин Д. А. Теория и практика
моделирования сложных систем : учеб. пособие. - СПб. : Изд-во СЗТУ,
2005. - 133 с.
5. Ильичев А. В., Волков В. Д., Грущанский В. А. Эффективность
проектируемых элементов сложных систем : учеб. пособие. - М. : Высшая
школа, 1989. - 280 с.
Рецензент доцент Клавдиев А. А.
- 245 -
УДК 681.3.07
А. А. Копанев *, Е. Г. Барщевский **
*НПФ «Меридиан»,
д-р техн. наук, профессор
**ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова,
канд. техн. наук, профессор
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ В ЗАДАЧАХ
ОПТИМИЗАЦИИ С ПОМОЩЬЮ УНИВЕРСАЛЬНОГО ПАКЕТА MATLAB
В статье рассмотрены преимущества и недостатки, особенности использования
генетических алгоритмов в оптимизационных задачах.
алгоритмы, генетические, оптимизация.
Как известно, оптимизационная задача заключается в нахождении
минимума (максимума) целевой функции [1]. Целевая функция - сложная
функция, зависящая от нескольких входных параметров. В оптимизацион­
ной задаче требуется найти значения входных параметров, при которых
целевая функция достигает максимального (минимального) значения.
Условно все оптимизационные методы можно разделить на методы,
использующие понятие производной (градиентные методы), и стохастиче­
ские методы [2]. Однако использование подобных методов встречает труд­
ности в виде проблемы преждевременной сходимости (получение локаль­
ного экстремума вместо глобального) и времени процесса вычислений. Бо­
лее точные оптимизационные методы работают очень долго.
Для решения поставленных проблем предлагается использовать ге­
нетические алгоритмы (ГА), основанные на принципах использования ес­
тественного отбора. ГА относятся к стохастическим методам. Рассмотреть,
как использовать ГА в системе MATLAB и какие проблемы остаются не­
разрешимыми, - цель данной статьи. Генетические алгоритмы относятся к
области мягких вычислений. Это понятие объединяет такие области, как
нейронные сети, нечеткая логика, вероятностные рассуждения, эволюци­
онные алгоритмы. Это адаптивные методы поиска, используемые для за­
дач оптимизации, в которых используются как аналог механизма генетиче­
ского исследования, так и аналог естественного отбора. ГА в отличие от
- 246 -
известных оптимизационных и поисковых методов оперирует закодиро­
ванным множеством параметров, а не с самими параметрами, ГА находит
популяцию точек, а не отдельную точку, ГА использует целевую функцию,
а не ее производную или другие вспомогательные значения, в ГА приме­
няются вероятностные методы перехода, а не детерминистические.
Для применения ГА необходимо выбрать функцию, адекватную за­
даче. Причем целевая функция должна иметь разнообразный рельеф, так
как если на поверхности функции есть большие плоские участки, то ГА
неэффективен [3]. Это связано с тем, что многие особи в популяции при
различии в генотипе не будут отличаться фенотипом, а значит алгоритм не
сможет выбрать лучшее решение и направление дальнейшего развития. В
настоящее время ГА используется для решения таких задач, как поиск гло­
бального экстремума многопараметрической функции [4], аппроксимация
функций, задачи о кратчайшем пути, задачи размещения, настройка искус­
ственной нейронной сети, игровые стратегии, обучение машин. Широкое
использование ГА связано с преимуществами, которые выявляются при их
использовании:
• ГА не требуют никакой информации о поведении функции;
• разрывы имеют незначительное влияние на полную эффектив­
ность оптимизации;
• ГА стойки при попадании в локальные максимумы;
• ГА пригодны для решения крупных задач оптимизации;
• ГА просты в реализации;
• ГА могут быть использованы для широкого класса задач;
• ГА могут быть использованы для задач с изменяющейся средой.
Одним из новшеств MATLAB является тулбокс Genetic Algorithm
and Direct Search Toolbox, который предназначен для расширения возмож­
ностей пакета генетическими алгоритмами. Такие алгоритмы чаще всего
используются в случае, когда искомая целевая функция является разрыв­
ной, существенно не линейной, стохастической и не имеет производных
или эти производные являются недостаточно определенными. Работать с
генетическими алгоритмами можно в двух толбоксах. Генетические алго­
ритмы относятся к разделу Genetic Algorithm и вызываются из командной
строки с помощью gatool и ga.
Генетические алгоритмы и их комбинации с другими оптимизацион­
ными методами можно найти в Direct Search Toolbox. Для этого в команд­
ной строке необходимо набирать pseаrchtool. Для первого варианта работы
с ГА существуют четыре основные функции:
• Ga - функция для нахождения минимума целевой функции;
• Gatool - открывает окно Genetic Algorithm Tool;
- 247 -
• Gaoptimset - устанавливает параметры генетического алгоритма;
• Gaoptimget - возвращает параметры используемого генетического
алгоритма.
Функция ga вызывается из командной строки по следующему син­
таксису:
[x fval]=ga (fitnessfun, nvars, options)
Здесь Fitnessfun - имя M-file, содержащего поставленную целевую
функцию;
Nvars - число независимых переменных в целевой функции;
Options - структура, содержащая параметры используемого ГА;
Fval - окончательное значение целевой функции;
x - точка, в которой достигнуто оптимальное значение.
Существуют и другие варианты записи функции ga:
X=ga(fitnessfun, nvars) - применяется для решения оптимизационной
задачи;
Fitnessfun - минимизируемая целевая функция, nvars - длина вектора
решений Х, соответствующая наилучшей особи.
Функция gaoptimset используется для настройки генетического алго­
ритма. Она позволяет построить ГА, комбинируя операторы по желанию
пользователя.
В заключение необходимо отметить, что для всех оптимизационных
задач, популяция должна быть представлена в виде вещественных чисел.
Библиографический список
1. Батищев Д. И. Генетические алгоритмы решения оптимальных за­
дач. - Нижний Новгород : Нижегородский госуниверситет, 1995. - 65 с.
2. Гладков Л. А., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Генетические алго­
ритмы. - М. : ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 320 с.
3. Генетические алгоритмы на сайте Санкт-Петербургского государ­
ственного университета информационных технологий, механики и оптики.
- http:// rain.info.ru/cat/
4. Исследования по ГА в Мичиганском университете. - http:// garage.cps.msu.edu.
Рецензент профессор Мунжишвили Т.
- 248 -
УДК 620.179
Ю. А. Королев, А. А. Клавдиев*
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*канд. техн. наук, доцент
АНАЛИЗ МЕТОДОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ
В статье предлагается методика системного информационно-статистического
анализа методов ультразвукового контроля крупногабаритных металлоконструкций
нефтехимических реакторов.
неразрушающий, ультразвуковой, контроль, дефект, прогноз, затраты.
Экономическая политика европейских и других ведущих стран мира
в начале XXI века взяла курс на высокую технологичность и экологич­
ность продуктов нефтехимической переработки, в особенности топлива и
масел. Их производство характеризуется усиленным внедрением в про­
мышленную практику всевозможных каталитических процессов, проходя­
щих при высоком давлении и температуре. Это выдвинуло ряд новых тре­
бований к надежности нефтехимических реакторов. Для контроля подоб­
ных изделий во всем мире используют ряд неразрушающих методов кон­
троля, основным из которых является ультразвуковой контроль. Для по­
вышения конкурентоспособности отечественных предприятий необходимо
обеспечить максимальную эффективность лабораторий неразрушающего
контроля.
Цель исследования заключается в анализе статистических данных
существующих видов ручного и автоматизированного ультразвукового
контроля и проверке на пригодность к исследованию нефтехимических ре­
акторов; по полученным данным оценить вероятность ошибки при работе
данными методами, выработать рекомендации по принятию на предпри­
ятии того или иного способа контроля.
В результате проведенных исследований разработана методика, по­
зволяющая учесть все показатели, такие как трудозатраты, денежные за­
траты, надежность метода. При этом подлежат учету не только прямые, но
и косвенные затраты, которые могут возникнуть при проведении контроля.
- 249 -
Анализ проводился системно по всем основным направлениям: при­
годность метода для данных изделий, трудоемкость процесса выполнения
контроля, стоимость принятия данного метода и надежность метода. Для
определения косвенных затрат, понесенных из-за недостаточной надежно­
сти методов, была подсчитана вероятность пропуска дефектов в первой
стадии изготовления изделия. Для этого при помощи пакета прикладных
программ Statgraphycs был пострен прогноз количества дефектов при изго­
товлении изделия, основыванный на косвенном динамическом ряде, по­
строенном по данным от предыдущей продукции (рис. 1).
Рис. 1. Прогноз количества несплошностей, основанный на линейной модели
Результаты исследования представлены на рисунках 2 и 3. Вероят­
ность пропуска дефектов в изделиях представлена в таблице.
В результате проведенной работы установлено, что наиболее эффек­
тивным является переход современных заводов на контроль методом
TOFD. Он способен обеспечить необходимый уровень чувствительности.
Им уверенно выявляются вертикальные трещины, очень опасные в тол­
стых швах с Х-образной разделкой. Высокая степень оперативности опе­
раций на изделии, которая характеризуется низким процентом (менее 3%)
от общего времени на контроль. Это позволяет использовать время на под­
готовку к контролю и время на обработку результатов в производственных
нуждах, а также для проведения других видов неразрушающего контроля.
Важной особенностью является высокая надежность метода. Огром­
ные затраты производителя при ремонте столь крупногабаритных изделий,
а также возможность срыва сроков поставки легко перекрывают крупные
затраты на создание новой бригады специалистов метода TOFD.
- 250 -
Рис. 2. Диаграмма распределения вре­
мени при продольном контроле изделия,
аналогичного реактору гидрокрекинга
(длина швов 3 4 5 ,0 8 м)
Рис. 3. Диаграмма распределения време­
ни при поперечном контроле изделия,
аналогичного реактору гидрокрекинга
(длина швов 3 4 5 ,0 8 м)
Вероятность пропуска дефектов в изделиях
Вероятность пропуска плоскостных дефектов в изделии, аналогичном реактору
гидрокрекинга (длина швов 345,08 м)
Вероятность для
Вероятность для
Вероятность для
Количество пропу­
щенных дефектов
эхо-метода, %
метода ТОББ, %
метода ФАР, %
0
56,5
4,7
31,1
1
32,9
37,9
15,4
2
25
21,4
8,9
3
25
7,4
1,5
4
17,2
0,2
1,8
5
0
8,6
0,4
6
0
0
3,2
7
0
0
0,9
Вероятность пропуска объемных дефектов в изделии, аналогичном реактору гидрокре­
кинга (длина швов 345,08 метра)
Вероятность для
Вероятность для
Вероятность для
Количество пропу­
щенных дефектов
эхо-метода, %
метода ТОББ, %
метода ФАР, %
0
80,5
95,8
84,1
1
14,6
17,5
4,1
2
1,8
1,2
0,1
3
0
0,2
0,1
- 251 -
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что предло­
женная методика оценки ультразвуковых методов контроля обладает не­
обходимой объективностью и достаточной достоверностью и может быть
использована руководящими структурами предприятий с целью выбора
оптимального по экономическим и качественным показателям способа не­
разрушающего контроля крупногабаритных изделий.
Библиографический список
ГОСТ 30242-97. Дефекты соединений при сварке металлов плавле­
нием.
ГОСТ 14782-86. НК. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.
СТО 002202256-005-2005. Швы стыковых, угловых и тавровых со­
единений сосудов и аппаратов, работающих под давлением. Методика
УЗК.
Мартыщенко Л. А., Ивченко Б. П., Монастырский М. Л. Теоретиче­
ские основы информационно-статистического анализа сложных систем. СПб. : Лань, 1997. - 320 с.
Балдев Р., Раджендран В., Паланичами П. Мир физики и техники.
Применение ультразвука. - М. : Техносфера, 2006.
Клавдиев А. А., Мартыщенко Л. А., Воловик А. В. Диагностирование
объектов по ограниченным наблюдениям контролируемого параметра // В
сб. статей: Техника, информатика, экономика. - Вып. №1. - М., 1991. С. 18-99.
Рецензент профессор Шварцбург Л. Э.
- 252 -
УДК 656.2(075.8)
Е. К. Коровяковский *, Д. И. Илесалиев **
Петербургский государственный университет
путей сообщения Императора Александра I
* канд. техн. наук, доцент
** аспирант
ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
В СИСТЕМЕ ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫХ РАБОТ
НА ХЛОПКООЧИСТИТЕЛЬНЫХ ЗАВОДАХ
В настоящее время теория вероятности и её прикладная часть - теория массово­
го обслуживания - приобрели широкое распространение во многих отраслях, т. к. на
подъездных путях и грузовых дворах возникает массовый спрос на обслуживание
транспортных потоков при ограниченных возможностях системы перегрузочных опе­
раций.
теория массового обслуживания, хлопкоочистительный завод, входящий поток, оче­
редь, требование, обслуживание.
Введение
В настоящее время теория массового обслуживания приобрела весь­
ма широкое распространение в отраслях транспорта. Общность методов
теории массового обслуживания позволяет успешно использовать их при
проектировании и эксплуатации технических систем в деловой логистике.
Для начала определимся, что такое система.
Система - это совокупность некоторых составных частей (или эле­
ментов), имеющих определенные характеристики и даже свои локальные
цели, но соединенных вместе некоторой структурой, действующих для
достижения единой цели и в связи с этим образующих нечто целое, упоря­
доченное и организованное [1]. Под системой массового обслуживания
обычно понимают совокупность взаимодействующих между собой в про­
цессе обслуживания потока требований обслуживающих устройств [2].
На подъездных путях хлопкоочистительного завода возникает мас­
совый спрос на обслуживание транспортных потоков при ограниченных
возможностях системы погрузочных работ. Задача состоит в том, чтобы
установить правильные соотношения между числом обслуживающих уст- 253 -
ройств и требований, при этом получить минимальный расход на обслу­
живание. В работе подъездных путей задача массового обслуживания мо­
жет быть простой, примером чего может служить сокращение очереди ав­
томашин, контейнеров и вагонов, ожидающих погрузку или выгрузку. Или
сложной, когда требуется рассчитать оптимальное количество погрузочно­
разгрузочных машин (ПРМ) при различных технологических схемах рабо­
ты складов.
Сложность в большинстве случаев состоит в выборе количества
средств механизации. При этом расчёт пропускной способности подъезд­
ного пути хлопкоочистительного завода начинается с того, что устанавли­
вается среднее число требований (запросов), поступающих в единицу вре­
мени, а затем среднее время обслуживания. Такой подход к решению во­
проса приводит к тому, что в ряде случаев средства механизации работают
с перегрузкой, а перепростой требований приносит большие расходы, чем
содержание дополнительных механизмов, позволяющих сэкономить в оче­
реди. Вместе с тем на некоторых объектах хлопкоочистительных заводов в
системе перегрузочных работ и ёмкости складов переизбыток ПРМ приво­
дит к неполному их использованию.
Для выбора оптимального количества ПРМ на хлопкоочистительных
заводах необходимо использовать теорию массового обслуживания, кото­
рая при правильно установленной закономерности поступления требова­
ний позволит установить продолжительность операции, длину очереди, а
также аналитически доказать целесообразность тех или иных мероприятий
относительно экономичности функционирования системы в целом.
Необходимо определиться с основными показателями, характери­
зующими процесс обслуживания. Это время ожидания, длина очереди и
вероятность отказа. Каждый из этих показателей имеет различные условия,
не всегда поддающему учету. Для улучшения качества хлопкоочиститель­
ного завода нельзя сокращать требования или ускорять процессы схем
технологии погрузочно-разгрузочных работ, обслуживающих выше воз­
можностей средств механизации. Поэтому реальный способ решения дан­
ного вопроса - изменить саму организацию обслуживания.
Также нужно рассмотреть составные части массового обслуживания.
1. Входящий и выходящий потоки требований, или закон распреде­
ления числа требований, поступающих в обслуживание хлопкоочисти­
тельного завода, представляет собой поток случайных событий и характе­
ризуется интенсивностью X. Под интенсивностью потока X понимают
среднее число требований, поступающих в систему в единицу времени [1].
2. Обслуживающие устройства и продолжительность обслуживания,
которое характеризуется интенсивностью обслуживания ц и средним зна­
чением времени обслуживания
- 254 -
1
= -.
-
(1)
Последовательность обслуживания, характеризуется теми же пара­
метрами, что и входящий. Отношение интенсивности обслуживания ц на­
зывается коэффициентом использования или загрузкой системы и в значи­
тельной системе определяет эффективность функционирования,
X
Р=- .
-
(2)
Под входящим потоком требования следует понимать совокупность
всех заявок, которые поступают в систему обслуживания. Входящий поток
требований должен изучаться с целью установления его закономерностей
и дальнейшего улучшения качества обслуживания. Как правило, на хлоп­
коочистительных заводах входящий поток требований состоит из одиноч­
ных и групповых заявок.
Выходящий транспортный поток может характеризироваться поразному и зависит от организации взаимодействия входящего потока и
системы обслуживания. На производстве часто бывает, что все обслужи­
вающие устройства заняты, тогда они становятся в очередь.
Рис. 1. Схема массового обслуживания хлопкоочистительного завода:
1 - погрузчик; 2 - контейнеры; 3 - автомашина; 4 - фитинговые вагоны;
5 - крытые вагоны
Продолжительность обслуживания на хлопкоочистительном заводе
характеризуется временем, затрачиваемым на одно требование. Этот пока­
затель характеризирует лишь пропускную способность устройства и не за­
трагивает качества обслуживания.
- 255 -
В таблице 1 приведены основные элементы системы обслуживания
хлопкоочистительного завода в схеме перегрузочных работ.
Таблица 1
Основные элементы системы массового обслуживания
Требование
Крытый вагон
Контейнеры
Автомашины
Фитинговые вагоны
Вагоны
Сущность
обслуживание
Загрузка
Загрузка
Загрузка
Загрузка
Подача и уборка
Обслуживающие устройства
Погрузчики с боковым захватом
Погрузчики
ПРМ
Фронтальный погрузчик
Маневровые локомотивы
Время обслуживания требований в зависимости от случая может
быть неопределённым или фиксированным.
Последовательность обслуживания запросов
В большинстве случаев входящий поток зависит от ряда случайных
факторов. Однако организация работы системы целиком зависит от закона
распределения поступающих заявок, количества и технической характери­
стики обслуживающих устройств и их расположения.
При полном цикле прохождения транспортных потоков через систе­
му организация процесса обслуживания включает ряд операций, преду­
смотренных технологическим процессом работы хлопкоочистительного
завода. При этом каждое устройство начинает работу, когда работа преды­
дущего закончена. Возможны следующие виды обслуживания:
• обслуживание заявок в случайном порядке, это выбор из общего
числа поступающих заявок той, которая удовлетворяет условиям перевоз­
ки данного груза;
• обслуживание с приоритетом, например: подача крытых вагонов
на подъездные пути хлопкоочистительных заводов или погрузка контейне­
ра в автомашины для перевозки хлопковолокна совершается раньше, чем
подача вагонов для погрузки менее срочных грузов;
• поступление заявок в групповом порядке может быть организо­
ванно последовательно или одновременно. Порядок обслуживания зависит
от количества транспортного потока и перегрузочных средств, а также по­
грузочно-разгрузочного фронта.
Заключение
Из сказанного выше понятно, что заявка имеет огромное значение,
так как при прочих равных условиях даёт различные результаты при про­
цессах массового обслуживания.
- 256 -
Время простоя транспортных потоков будет различным в зависимо­
сти от количества вагонов, автомашин и контейнеров, а также числа погру­
зочно-разгрузочных машин. Если г - число ПРМ, то при т < г все т ваго­
нов, контейнеров и автомашин будут одновременно обслуживаться. А при
X
т > г образуется очередь из (т - г) транспортных потоков. При г < — длиV
на очереди будет неограниченно возрастать (X - параметр входящего по­
тока). При среднем времени обслуживания тобс = — среднее количество обV
служивающих устройств на хлопкоочистительном заводе определяется
X
>х В
г = — и, следовательно, удовлетворяет условию г > —. В связи с этим неV
V
обходимо рассмотреть вопросы оптимизации количества погрузочно­
разгрузочных машин для обслуживания загрузки и разгрузки вагонов, кон­
тейнеров и разных типов автомашин.
Библиографический список
1. Маликов О. Б. Деловая логистика. - СПб. : Политехника, 2003. 223 с.
2. Применение математических методов в эксплуатационных расчё­
тах на железнодорожном транспорте. Ч. 1 : метод. указания. / В. А. Куд­
рявцев, Е. М. Жуковский, Ю. И. Ефименко, А. П. Романов, В. М. Семёнов,
В. А. Кудрявцев / под общ. ред. В. А. Кудрявцева. - Л. : ЛИИЖТ, 1977. 65 с.
Рецензент доцент Афанасьева О. В.
- 257 -
УДК 656.212.6.9
Ю. В. Мельников, Д. А. Первухин*
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*д-р техн. наук, профессор
ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
ОАО «РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ»
В статье рассмотрен метод прогнозирования показателей функционирования
ОАО «Российские железные дороги», основанный на применении прогнозных регрес­
сионных моделей. Проведен анализ деятельности ОАО «Российские железные дороги»,
который показал, что у ОАО «РЖД» есть все возможности для достижения поставлен­
ных целей. С помощью процедур прогнозирования вычислена чистая прибыль пред­
приятия путем применения экстраполяции на основе линеаризованных трендов.
SWOT-анализ, регрессионный анализ, прогнозирование, коэффициент детерминации,
прогнозная модель.
Разработка инструментов исследования процессов управления слож­
ными системами является одним из достижений современной науки. Это
обусловлено тем, что процессы управления сложными системами являются
многофакторными, находящимися в сложной структуре отношений, сфор­
мированных как внутри самой системы управления, так и в отношениях с
внешним миром, внешними системами и надсистемами. Системный метод
исследования сам по себе требует создания системы определённого типа
(модели), которая позволяет учитывать множество различных аспектов.
Объектом исследований данной статьи является ОАО «Российские
железные дороги». ОАО «РЖД» - крупнейший оператор российской се­
ти железных дорог и по состоянию на 2012 год входит в тройку крупней­
ших транспортных компаний мира, поэтому тема настоящей статьи акту­
альна.
Предмет исследований - процесс эксплуатации подвижного состава
и железных дорог в целом. Целями исследования являются: анализ суще­
ствующих стратегий развития ОАО «Российские железные дороги»; разра­
ботка стратегических альтернативных вариантов развития; комплексная
оценка эффективности осуществления стратегии.
- 258 -
Основу доходов ОАО «РЖД» составляют грузовые перевозки. По­
ступления от перевозки грузов равны примерно 80% всех доходов компа­
нии и обеспечивают функционирование и развитие железнодорожного
транспорта. При этом грузовые перевозки являются источником поддер­
жания нерентабельных, но социально значимых сфер транспортного про­
изводства [1].
По итогам 2011 года доходы от грузовых перевозок составили 585,7
млрд рублей с увеличением к 2010 году на 10,6%. В то же время темп рос­
та доходов в 2011 году снизился относительно итогов 2010 года на 2,3
процентных пункта.
В динамике 2007-2011 гг. следует отметить снижение доли грузовых
перевозок в общем объеме доходов.
Так, доля доходов от перевозки грузов за период с 2007 по 2009 г.
снизилась на 4 процентных пункта и составила 78%. При этом только за
2010 год снижение удельного веса поступлений от грузовых перевозок со­
ставило почти 3 процентных пункта.
За 2010 год темп прироста доходов по грузовым перевозкам составил
10,6% при росте расходов на 12,7%. Рентабельность грузовых перевозок
составила 21,9% - на 3,3 процентных пункта ниже уровня рентабельности
2009 года.
Отсутствие значительного снижения рентабельности грузовых пере­
возок, как это было допущено по итогам 2004 года, в 2005 году было обес­
печено только в результате дополнительной индексации тарифа, произве­
денной с 1 августа 2010 года. Нормализация тарифа с августа стала осно­
вой стабилизации устойчивого положения в 2010 году. Однако следует от­
метить, что темп роста средней доходной ставки к 2009 г. составил лишь
7,4% при среднем уровне индексации грузовых тарифов 10,3% [2].
Объем (грузооборот) российского рынка железнодорожных перево­
зок в 2010 году был равен 1,858 миллиардов тонно-километров, т. е. с 2003
года прирост составил 13,4%. Основными его секторами являются: уголь 30,2%; нефть и нефтепродукты - 16,8%; черные металлы и руды - 16,2%;
минерально-строительные грузы - 10,2% [3].
Общее количество вагонов в распоряжении ОАО «РЖД» - более 600
тысяч. Основу грузового парка ОАО «РЖД» составляют:
- полувагоны - 257,7 тысяч, или 40,9%;
- цистерны - 79,3 тысяч, или 12,6%;
- крытые вагоны - 78,5 тысяч, или 12,5%;
- платформы - 61,6 тысяч, или 9,8%;
- прочий подвижной состав - 153,6 тысяч, или 24,4%.
Сильными сторонами ОАО «РЖД» как субъекта транспортной от­
расли РФ, которые будут способствовать успешному развитию на россий­
ском рынке транспортных услуг, являются: профессиональный кадровый
- 259 -
ресурс; стабильность финансового положения; применение прогрессивных
технологий; статус крупнейшего холдинга России.
У ОАО «РЖД» есть все возможности для достижения поставленных
целей. Среди таких возможностей:
- рост рынка транспортных услуг;
- развитие технологий 1Т (ноу-хау, сервис, проекты автоматизации);
- развитие партнерских отношений с компаниями - перевозчиками грузов;
- проекты Правительства РФ, связанные с реконструкцией транс­
портной отрасли РФ, и финансирование таких проектов.
SWOT-анализ помог вывить и угрозы, которые могут повлиять на
эффективность деятельности предприятия.
Так, рост конкуренции на рынке предоставления услуг, увеличение
числа компаний, предоставляющих подобные услуги, может вызвать сни­
жение общей прибыли организации. Имеются угрозы и со стороны законо­
дательства. Здесь можно привести пример с антимонопольным законода­
тельством, которое так или иначе ограничивает деятельность по реализа­
ции транспортных услуг компанией.
Также создают угрозы изменение структуры налоговых тарифов в
отношении транспортных услуг, проявление политической нестабильности
в обществе, возрастание экономических рисков в условиях кризиса и, оче­
видно, повышение цен на основное сырье и материалы поставщиков, ис­
пользуемые в процессе оказания транспортных услуг.
Таким образом, можно говорить о необходимости реформирования
организационной структуры управления, о пересмотре назначений расход­
ной части финансов, о маркетинговой политике ОАО «РЖД».
Рассмотрим методологические основы системного исследования
деятельности ОАО «РЖД». Исходным материалом для проведения работы
являются данные о чистой прибыли ОАО «Российские железные дороги»
с 2004 по 2011 год поквартально в миллионах рублей (табл. 1).
Таблица 1
Данные чистой прибыли ОАО «РЖД» с 2004 по 2011 год, млн руб.
Год
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
I
9,345
9,728
9,825
13,268
14,148
10,825
12,39
15,482
Квартал
II
13,486
14,638
13,876
19,268
18,743
17,453
29,347
22,054
- 260 -
III
16,633
17,532
23,262
20,813
26,841
21,765
32,355
22,468
IV
24,445
25,496
31,063
37,86
33,103
35,402
40,554
45,967
Построим график изменения чистой прибыли ОАО «Российские же­
лезные дороги» с 2004 по 2011 год (рис. 1).
чистая прибы ль
Рис. 1. Изменение чистой прибыли ОАО «РЖД» с 2 0 0 4 по 2 0 1 1 г.
В рядах динамики, уровни которых являются месячными или квар­
тальными показателями, наряду со случайными колебаниями часто наблю­
даются сезонные колебания, под которыми понимаются периодически по­
вторяющееся из года в год повышение и снижение уровней в отдельные
месяцы или кварталы, которые мы видим на этом графике. В таблице 2 и
рисунке 2 представлены поквартальные данные чистой прибыли ОАО
«РЖД» с 2004 по 2011 год (млн руб.).
Таблица 2
Поквартальные данные чистой прибыли ОАО «РЖД» 2004 по 2011 год
Квартал 2004
2005
2006
2007
2008
2009
9,728
9,825
13,268 14,148 10,825
2010
2011
3
12,238
55,99
I
9,345
II
13,486 14,638 13,876 19,268 18,743 17,453 29,347 22,054 19,3399 88,482
III
16,633 17,532 23,262 20,813 26,841 21,765 32,355 22,468 23,5766 107,87
IV
24,445 25,496 31,063 37,86 33,103 35,402 40,554 45,967
- 261 -
12,39 15,482
Среднее
значение
35,635
163,03
Ряд1
— Линейная (Ряд1)
у = 34,052х + 18,714
Рис. 2. Сглаженные данные чистой прибыли ОАО «РЖД» на 2 0 0 4 - 2 0 1 1 гг.
Из этого графика видно, что сезонность сглажена. Результаты корре­
ляционно-регрессионного анализа представлены в таблице 3.
Таблица 3
Результаты корреляционно-регрессионного анализа
Прогнозная модель
Уравнение тренда
Коэффициент
детерминации
г
Линейная
у = 57,72 + 6,60г
у = 103,611 +
Гиперболическая 1-го типа
0,892
о
II
л
о"
о
ю
<^
Степенная
0,987
- 48
г
0,969
л
Логарифмическая
Экспоненциальная (простая)
у = 57,70 + 22,43 * 1п г
у = 4,10* е 0,07г = е (4Д0+0,07г)
- 262 -
0,876
0,893
Интервальный прогноз составил у 2012 = 117,12 ± 3,05.
Интервальный прогноз показывает верхнюю и нижнюю границы
возможного значения прогнозной модели.
В ходе исследования рассмотрены методы развития организации,
способы и методы улучшения показателей деятельности предприятия.
Проведены исследования структуры управления, стратегии и задач. С по­
мощью процедур прогнозирования вычислена чистая прибыль предпри­
ятия путем применения экстраполяции на основе линеаризованных трен­
дов, проанализировано 5 моделей трендов, наилучшей из которых оказа­
лась линейная модель.
Коэффициент детерминации составил 0,987, по нему построены то­
чечный и интервальный прогнозы с учетом сезонной составляющей, что в
совокупности позволяет сделать вывод об увеличении чистой прибыли
предприятия на конец 2012 года до 117,12 млн руб. с доверительным ин­
тервалом ± 3,05 млн руб.
Библиографический список
1. www.rzd.ru/ - официальный сайт ОАО «Российские железные до­
роги».
2. www.gks.ru - Федеральная служба государственной статистики.
3. www.rbc.ru/ - РосБизнесКонсалтинг.
4. Голик Е. С. Теория и методы статистического прогнозирования :
учеб. пособие / Е. С. Голик, О. В. Афанасьева. - СПб. : Изд-во СЗТУ, 2007.
- 182 с.
Рецензент доцент Коровяковский Е. К.
- 263 -
УДК 656.7.08
Е. В. Никифорова,* К. А. Злотников**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
* студентка магистратуры II курса
** д-р техн. наук, профессор
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РАЗНЫХ ФАЗ ПОЛЕТА
НА КОЛИЧЕСТВО АВИАЦИОННЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ
Статья посвящена анализу влияния разных фаз полета на количество авиацион­
ных происшествий. На основе исходных данных по авиационным происшествиям воз­
душных судов разных типов, произошедшим за период с 2000 по 2011 год в РФ, был
проведен однофакторный дисперсионный анализ и сделан вывод по полученным ре­
зультатам.
авиация, происшествия, фаза полета.
Высокий уровень аварийности в государственной авиации Россий­
ской Федерации является одним из основных факторов, влияющих на го­
товность авиации к выполнению своих задач и составляющих угрозу обес­
печения национальной безопасности государства.
Авиационные происшествия (АП) обычно происходят в результате
взаимосвязи нескольких опасных факторов. Это и причины, из-за которых
возникают авиационные происшествия (недостатки в конструкции, неза­
конное вмешательство в деятельность авиации, отказ техники, ошибки при
техническом обслуживании, ошибки служб УВД, ошибки экипажа, погод­
ные условия), и сезон (зимний, весенний, летний, осенний), и срок экс­
плуатации воздушного судна (ВС), и другие. Но все происшествия случа­
ются на определенной фазе полета (рис. 1).
- 264 -
Рис. 1. Исходные данные для однофакторного дисперсионного анализа
Результаты однофакторного дисперсионного анализа приведены на
рисунке 2.
265
Однофакторный дисперсионный анализ
ИТОГИ
Г о'/ппы
Счет
Ми-ВТ
- .и -"
Ми-2
Сумме Среднее Дисперсия
10
30
3 21,77777В
10
9
0,9 2,7666667
10
12
1.2
10
13
1.3 6,2333333
2,4
10
3
0,3 0,2333333
— -L i
10
3
0,3 0,2333333
" . -М -Е -2
10
2
0,2 Q . W t f n
".
10
2
0,2 0.1 r-V/Z/B
10
2
0,2 0 . Ш / / / В
Ми-ВМ"
10
3
0,3 0,2333333
Ми-йАМТ
10
2
0,2
МИ-2ЙТ
10
2
0,2 0 , w t f №
Ка-32Т
10
2
0,2 0 . Ш / / / 8
Ка-32С
10
2
0,2 Q , W t f №
Ил-Вб
10
2
0,2
ИЛ-76ТД
10
2
0,2
0,4
Ил-62М
10
2
0,2
0,4
Ан-2Т
10
3
0,3 0,4555556
Ан-2Р
10
5
0,5 0,9444444
АН-24РВ
10
3
0,3 0,4555556
Ан-2
10
5
0,5 0,9444444
АН-12ЕП
10
2
0,2 0.1 r-V/Z/S
Cessna 20SE Grand Caravan
10
2
0,2 0.1 r V / / / B
Canadair...
10
3
0,3
0,4
0,1 ш
т
0,9
Дисперсионный анализ
Источник еариации
~~а ' y
~■■■'
Итого
""
SS
df
WS
88^5333
23
363,4
216
451,933
239
F
З .Ш 2 В 2,2379567
Р-Значение F критическое
0,00112&&В
1.6S241
Рис. 2. Результаты однофакторного дисперсионного анализа
В результате анализа было получено, что Рр = 2,287 (Рр - расчетное
значение), а Р кр = 1,579 (Ркр - критическое значение критерия Фишера). По
полученным результатам можно сделать вывод: т. к. Р р > Ркр, то гипотеза
Но отвергается; это означает, что во время разных фаз полета количество
авиационных происшествий различно.
- 266 -
На рисунке 3 приведена диаграмма количества авиационных проис­
шествий по фазам полёта воздушных судов.
15%
С ^ > 1 1 %
20%
Ч*
35%
□
□
□
□
■
Взлёт
□ Выполнение авиаработ
Горизонтальный (крейсерский) полёт □ Заход на посадку
Набор высоты
□ Посадка или пробег
Полёт по кругу
□ Руление
Снижение
□ Уход на второй круг
Рис. 3. Диаграмма количества АП по фазам полёта ВС
Из диаграммы видно, что наиболее опасными фазами полёта, в про­
цессе которых случаются авиационные происшествия, являются горизон­
тальный (крейсерский) полет (35%) и заход на посадку (20%). Чтобы ми­
нимизировать количество аварий в эти, а также в другие периоды, необхо­
димо в лётных училищах проводить качественную подготовку на совре­
менных тренажёрах будущих пилотов, диспетчеров, обслуживающего пер­
сонала, бортинженеров, которые смогут работать в любых условиях и бу­
дут готовы к разным ситуациям и неожиданным моментам; контролиро­
вать качество выполнения их работы и регулярно проводить курсы по до­
полнительному образованию и повышению квалификации; строить совре­
менные аэродромы с качественным покрытием взлётно-посадочных полос
во всех районах страны.
Библиографический список
1. Злотников К. А., Северов А. А. Системные методы обработки дан­
ных : учеб. пособие. - СПб. : СЗТУ, 2005. - 125 с.
2. Авиационные происшествия, инциденты и авиакатастрофы в
СССР
и
России
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://www.airdisaster.ru/. - Загл. с экрана.
Рецензент профессор Арефьев И. Б.
- 267 -
УДК 656.225.078
Ю. Н. Панова, А. Р. Куртин
Петербургский государственный университет путей сообщения
ВОЗМОЖНОСТИ УВЕЛИЧЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ
В КОНТЕЙНЕРООБОРОТЕ МОРСКИХ ПОРТОВ
Выполнен анализ распределения перевозок грузов морских портов по видам
транспорта. С целью сохранения и увеличения грузопотоков на железнодорожном
транспорте потребуется формирование дополнительной тыловой железнодорожной
инфраструктуры, прежде всего - связанной с работой морских портов. В качестве при­
мера рассматриваются перспективы развития контейнерных площадок на станции Шушары Октябрьской железной дороги, создающие предпосылки к росту железнодорож­
ной составляющей в контейнерообороте порта Санкт-Петербург.
морские порты, тыловые контейнерные терминалы, железнодорожная инфраструктура.
Введение
Переработка контейнеризированных грузов признана одним из наи­
более перспективных сегментов на рынке транспортных услуг. Анализ баз
данных показывает [1], что за период 2005-2008 гг. при среднем росте
ВВП на уровне 7 % в год и росте грузооборота по всем видам транспорта
на уровне 1,8 % оборот контейнерных грузов увеличивался в среднем на
15 % в год.
Начиная с 2012 г. прогнозируется ежегодный прирост объема кон­
тейнерных перевозок со средним темпом 12,8 %, что соответствует дина­
мике в период 2003-2007 гг. Основная доля грузооборота контейнеров в
России приходится на внутренние и экспортно-импортные перевозки [2].
В обеспечении внешнеторговых транспортных связей Российской
Федерации особая роль принадлежит Санкт-Петербургскому транспортно­
му узлу (СПбТУ). В 2010 г. грузопоток СПбТУ составил 198,7 млн тонн,
что в 3,4 раза больше аналогичного показателя для Московского транс­
портного узла (59 млн тонн) [3], [4].
Свыше 53% внешнеторговых контейнерных грузов России проходит
через Большой порт Санкт-Петербург, объем переработки которого в
2012 г. достиг 2,5 млн ДФЭ [5]. ДФЭ - условная единица измерения кон- 268 -
тейнеропотоков, эквивалентная размерам 180-контейнера длиной 20 фу­
тов.
С учетом ведущей роли морского транспорта в международном со­
общении и быстрые темпы роста контейнерных грузов основное внимание
должно быть уделено развитию морских портов и транспортной инфра­
структуры их внутренних районов, особенно на северо-западном направ­
лении, где к 2030 г. прогнозируется наибольший спрос на перевалку кон­
тейнеров [6].
В настоящее время значительная доля сухопутных контейнерных по­
токов, зарождающихся в морских портах, приходится на автомобильный
транспорт. Перевозки осуществляются в среднем на расстояния до 1000­
2500 км, а также распространены при доставке грузов на расстояния «пер­
вой и последней мили» [2].
Использование железнодорожного транспорта в перевозках конейнеропригодных грузов морских портов недостаточно. В обслуживании им­
портных контейнерных потоков доля железнодорожной составляющей не
превышает 22% (при среднем уровне контейнеризации железнодорожного
транспорта в международном сообщении 1,6% и 2,4% [2]), в то время как
объем перевозок на автотранспорте составляет свыше 50%. Без создания
дополнительной железнодорожной терминально-складской инфраструкту­
ры объем перевозок по железной дороге в сообщении с морскими портами
вряд ли удастся повысить.
С учетом указанных положений в статье обосновывается необходи­
мость развития дополнительной тыловой железнодорожной инфраструкту­
ры на примере Октябрьской железной дороги, обладающей уникальным
потенциалом в связи ее благоприятным «припортовым» и «приграничным»
территориальным расположением.
1 Значимость развития тыловой инфраструктуры морских портов
По данным Росморречфлота, в 2013 году мощность российских мор­
ских портов возросла на 30,5 млн тонн в год, достигнув порядка 876,7 млн
тонн в год. К 2018 году пропускная способность портов возрастет еще на
232 млн тонн в год. Так, в 2014 г. объемы переработки морских портов
должны вырасти на 20 млн тонн, в 2015 г. - на 30 млн тонн, в 2016 г. - на
54 млн тонн, в 2017 г. - на 80 млн тонн, в 2018 г. - на 48 млн тонн [7].
С ростом перевозок грузов через морские порты потребуется разви­
тие автомобильных и железнодорожных подходов, терминально-складской
инфраструктуры, потому что пропускная способность морских портов де­
терминирована развитием припортовой инфраструктуры. То есть как бы
ни развивались порты, при отсутствии надлежащей пропускной способно­
- 269 -
сти автомобильных и железных дорог, тыловых складов больше грузов не
будет завезено/вывезено.
Распределение перевозок внешнеторговых грузов железнодорожным
транспортом через порты России неодинаково с преобладанием в Северо­
Западном регионе (39%), Дальневосточном (32%) и Южном регионе (29%)
[8].
При отдельном рассмотрении распределения всех грузопотоков,
включая контейнеропотоки, при их завозе или вывозе из морских портов
выяснилось, что доля железнодорожного транспорта в экспортных и им­
портных перевозках неодинакова. Основная доля грузов, доставляемых в
морские порты, перевозится железнодорожным 48,3 % и трубопроводным
(42,6%) транспортом. На автомобильный транспорт приходится 7,0 %. В то
время как при вывозе грузов из морских портов преобладает автомобиль­
ная составляющая (63,6 %), доля железнодорожного транспорта не превы­
шает 21,6 %, на трубопроводный транспорт приходится приблизительно
7% [5], [9].
Данные тенденции в распределении морского грузооборота по видам
транспорта обусловлены спецификацией российских экспортных грузов,
которые представлены нефтью, рудой, металлами и другим сырьем, при­
годным преимущественно для перевозки железнодорожным транспортом.
Поэтому доля контейнерных грузов в экспортном направлении не превы­
шает 6% [10]. А в импортном направлении, наоборот, около половины су­
хих грузов являются контейнерными и вывозятся из морских портов авто­
мобильным транспортом [10].
Как было отмечено выше, особое значение в переработке контейне­
ризированных грузов принадлежит Северо-Западному региону страны, в
морском бассейне которого перерабатывается 63,8% и прогнозируется
наибольший рост (до уровня 97,9 млн тонн в умеренно-оптимистическом
сценарии к 2030 г.) контейнерных грузов [5], [6], [9].
Основная доля контейнерного грузопотока России проходит через
Большой порт Санкт-Петербург, объем переработки которого достиг
2,5 млн ДФЭ (53,6 % в 2012 г.) [5]. До 80% контейнерных грузов порта
приходится на перевозки автомобильным транспортом. Аналогичная доля
автотранспорта характерна для контейнерооборота портов Южного бас­
сейна России. В портах Дальневосточного бассейна доля автотранспорта в
контейнерных перевозках не превышает 50%.
Следует отметить, что автомобильная составляющая в перевозках
сухогрузов из морских портов имеет тенденцию к быстрому росту. С 2009
по 2012 гг. ее доля возросла на 70%, а доля железнодорожной составляю­
щей увеличилась только на 10% [5], [6], [9]. В доставке экспортных сухих
грузов в морские порты за аналогичный период рост автомобильной со­
ставляющей незначительно отличался от роста железнодорожной доли пе­
- 270 -
ревозок (23% и 18% соответственно). Таким образом, сложившаяся ситуа­
ция на рынке транспортных услуг свидетельствует о потенциальной заин­
тересованности ОАО «РЖД» в увеличении присутствия железной дороги в
грузообороте портов России.
В странах Евросоюза привлечение дополнительного объема грузопе­
ревозок на железную дорогу также является приоритетным направлением.
Согласно Белой книге Еврокомиссии, посвященной стратегии развития
транспорта, к 2030 г. на железнодорожный и водный транспорт планирует­
ся перевести 30% автомобильных перевозок, а к 2050 г. - более 50%. Это
вызвано прежде всего экологической, а не экономической эффективно­
стью.
В Швеции, например, упомянутые планы значительно укреплены
концепцией «сухих» портов (англ. dryport), согласно которой организация
взаимодействия тыловых терминалов с морским портом должна осуществ­
ляться посредством транспорта с высокой провозной способностью, пред­
почтительно железнодорожным сообщением, позволяющим в значитель­
ной степени переключить грузопотоки с автомобильных дорог, прилегаю­
щих к морским портам, на железнодорожную колею. Данное обстоятель­
ство связано с тем, что Швеция полностью зависит от эффективного судо­
ходства. Морской транспорт используется на 90% в обеспечении импорт­
ных и экспортных грузопотоков страны [11]. Наверное, именно поэтому
Швеция имеет один из самых показательных примеров развития «сухих»
портов в Европе [12]. Около 30% внешней торговли проходит через порт
Гетеборг.
Доля железнодорожного транспорта в объеме перевозок грузов ве­
дущего морского порта Гетеборг растет быстрыми темпами [13] - с 28% в
2006 г. до 46% в 2014 г. [11]. В Испании доля железнодорожной состав­
ляющей в грузообороте морского порта Барселона еще выше (достигает
52%) [14].
2 Характеристика доли Октябрьской железной дороги в грузообороте
морских портов
В России среди 16 филиалов ОАО «Российские железные дороги»
уникальным территориальным расположением обладает Октябрьская же­
лезная дорога, являющаяся «припортовой» и «приграничной» одновремен­
но. Примечательно, что в регионе ее расположения находится наибольшее
число приграничных пунктов, размещенных вдоль границы с Финляндией,
которая является единственной западно-европейской страной, имеющей
протяженную сухопутную границу с Россией. Грузы идут из Финляндии в
Россию через 10 пограничных переходов, из которых 4 - железнодорож­
ные, 6 - автомобильные [15].
- 271 -
Внешнеторговые потоки поступают также через морские пункты
пропуска. Октябрьская железная дорога задействована в обслуживании се­
ми российских морских портов - Большой Порт Санкт-Петербург, ЗАО
«Выборгский порт», ЗАО «Высоцкий порт», МТП «Витино», МТП «УстьЛуга», МТП «Кандалакша», МТП «Мурманск». Ее доля в грузообороте
данных морских портов неодинакова с преобладанием в портах Усть-Луга
(30%) и Санкт-Петербург (29%) [8, рис. 4].
С целью сохранения и привлечения грузопотоков на железнодорож­
ный транспорт необходимо формировать тыловую железнодорожную ин­
фраструктуру. Например, с финляндской стороны границы вблизи погра­
ничных переходов строятся грузовые терминалы. Аналогичные терминалы
могут быть построены с российской стороны вдоль сухопутных и водных
границ, а возможно - и на подходах к Петербургу, ключевому центру
внешнеторговых грузопотоков России [15].
3 Создание припортовой терминально-складской инфраструктуры
Качество внутренней доступности морского порта - важная характе­
ристика, влияющая на оценку его конкурентоспособности [16]. Достиже­
ние прогресса только в водной акватории недостаточно для эффективной
работы морского порта и функционирования всей транспортной логисти­
ческой цепи. С учетом применения принципов управления логистическими
цепями поставок морские порты следует развивать во взаимодействии с
проектными решениями по созданию инфраструктуры хинтерланда. Хинтерланд - внутриматериковые районы, как правило, удаленные от побере­
жья, в которых зарождаются и погашаются транспортные потоки, следую­
щие через морской порт [16].
По этой причине за рубежом развиваются как сухопутные подходы к
порту, так и тыловая инфраструктура. В программе развития современных
логистических комплексов на сети ОАО «РЖД» используется понятие же­
лезнодорожных «сухих» портов (rail ports) [17]. Их размещение запланиро­
вано во внутренних районах трех основных морских бассейнов России
(Северо-Западном, Дальневосточном, Южном). Железнодорожные порты
призваны сократить количество «брошенных» поездов, сигнализирующих
о недостаточном уровне развития тыловой инфраструктуры. Мировой
опыт доказывает, что хранение товаров в простаивающих транспортных
средствах («брошенных поездах», или «складах на колесах») стоит дороже,
чем перевалка грузов через грузовые терминалы/железнодорожные «су­
хие» порты [15].
С целью сокращения количества «брошенных» поездов и увеличения
железнодорожной составляющей в морском порту Санкт-Петербург рас­
сматривается возможность развития дополнительной терминально­
- 272 -
складской инфраструктуры предпортовой станции Шушары, которая явля­
ется одной из важнейших в Санкт-Петербургском железнодорожном узле.
По характеру работы станция относится к сортировочной, а по объему вы­
полняемой работы - к внеклассной станции. Объем работы, выполняемый
на контейнерных пунктах ГТС Шушары, составляет 150 000 ДФЭ/год, из
которых приблизительно 1/3 приходится на новый грузовой район стан­
ции, где расположена контейнерная площадка, оснащенная козловым кра­
ном и имеющая вместимость (Я = х х у х 2) 612 контейнеромест
(К = 17^12x3) [15]. При х, у, г количестве контейнеров, расположенных со­
ответственно по ширине, длине, высоте, и среднем сроке хранения груже­
ных контейнеров %р 5 суток ее годовая перерабатывающая способность
= Я х Пхр) составляет 44 676 контейнеров.
С учетом трехкратного роста контейнеропотоков в морском порту
Санкт-Петербург [6] потребуется увеличить складские мощности станции.
Путевое развитие нового грузового района позволяет удлинить сущест­
вующую контейнерную площадку, расположенную слева от трех погру­
зочно-выгрузочных путей, на 200 м. При оснащении нового грузового
пункта дополнительным козловым краном число контейнеров, размещае­
мых по длине площадки (у), составит 28 ДФЭ исходя из формулы [15]:
(1)
где Ь - длина контейнерной площадки, м; 2 - число пролетов контейнер­
ной площадки; 10 м - резерв длины площадки на приближение крана к
контейнеру в торце площадки; 6,3 м - длина одного контейнера ДФЭ с за­
зорами между контейнерами примерно 130 мм;
- обозначение целой
части числа, получающегося в результате выполнения действий в скобках.
Ширина контейнерной площадки позволит вместить 11 20-футовых
контейнеров с учетом следующих допущений [15]:
(2)
где Ьп - пролёт козлового контейнерного крана, 32 м; 2 - число зазоров
между опорой с ходовыми колесами и штабелем контейнеров в пролёте
крана (с двух сторон); 1,5 м - зазор по ширине площадки между подкрано­
вым путём и штабелем контейнеров; пж - число железнодорожных путей
под консолью крана (принимается равным 0, т. е. без внутреннего хода же­
лезнодорожных путей под пролетом крана, а с размещением ж.-д. пути под
одной консолью крана); 4,9 м - ширина габарита приближения строения к
железнодорожному пути по ГОСТ 9238-73 (по 2,45 м в каждую сторону от
оси пути); 2,6 м - ширина контейнера с зазорами между контейнерами
около 160 мм. Следовательно, емкость контейнерной площадки (924 ДФЭ)
- 273 -
обеспечит дополнительную перерабатывающую способность 67 452 кон­
тейнера в год.
Без развития новых железнодорожных путей вторая контейнерная
площадка может быть построена справа от погрузочно-выгрузочных путей
рядом со складом штучных грузов (на площади 160x87 м ) и оснащена по­
грузчиком с выдвижной крановой стрелой АКС - ричстакером. Тогда чис­
ло контейнеров по длине площадки составит 20 ДФЭ с учетом следующих
условий [15]:
[ Ь - п ■ -]
у = 8 {“ 6 ,3 -) ■
(3)
где Ь - длина контейнерной площадки; п - число поперечных проездов на
площадке для ричстакера (принимаются через 70-80 м по длине площад­
ки); - - ширина поперечного проезда между штабелями контейнеров
(10 м).
Число контейнеров (12 ДФЭ) по ширине площадки определено по
формуле:
■
■■{^
1•
«>
где - - ширина контейнерной площадки, м; п - число продольных проез­
дов между штабелями контейнеров (принимаются через 15-20 м по шири­
не площадки); А - ширина проезда для погрузчика с крановой стрелой
(ричстакера), принимаемая 15 м; 2,6 м - ширина одного контейнера с зазо­
рами между контейнерами в штабеле примерно 160 мм; 25 м - ширина.
продольного проезда вдоль ж.-д. пути, включающая: проезд для автопогрузчика-ричстакера, две полосы движения автомобилей вдоль железнодо­
рожного пути (один автомобиль загружается ричстакером, другие проез­
жают мимо) и габарит приближения к ж.-д. пути 2,5 м.
Таким образом, годовая перерабатывающая способность второй кон­
тейнерной площадки составит 52 560 ДФЭ. При общем дополнительном
контейнерообороте обеих площадок 120 012 контейнеров в год расчетный
суточный контейнеропоток прибытия контейнеров на терминал увеличит­
ся на 362 контейнера в сутки (120012/365x1,1, где 1,1 - коэффициент не­
равномерности прибытия). Поэтому максимально возможное увеличение
числа прибывающих контейнерных поездов в сутки составит:
362 ■ 3 поезда/сут,
41 ■3
где 41 - число фитинговых платформ в контейнерном поезде; 3 - число 20­
футовых контейнеров, загружаемых на одну фитинговую платформу.
- 274 -
В результате получаем увеличение маршрутных поездов (блоктрейнов), курсирующих между морским портом и станцией Шушары, на
1095 в год, что создает предпосылки к росту железнодорожной состав­
ляющей Октябрьской железной дороги в контейнерообороте морского
порта Санкт-Петербург.
Заключение
Значимость железнодорожного транспорта в России сложно пере­
оценить, особенно с точки зрения необходимости транспортировки грузов
на дальние расстояния, а также с учетом формирования ВВП страны (свы­
ше 2 % ВВП России обеспечивает железнодорожная отрасль) [18]. На
внутреннем рынке железнодорожный транспорт выполняет 84,3% общего
грузооборота всех видов транспорта (без учета трубопроводного) [1]. Од­
нако объем грузооборота железнодорожного транспорта, особенно контей­
неризированных грузов, в сообщении с морскими портами остается незна­
чительным.
Для увеличения присутствия железной дороги в контейнерообороте
морских портов России потребуется уделить особое внимание созданию
тыловой железнодорожной инфраструктуры, так как в настоящее время ее
состояние признано недостаточным, прежде всего для переработки высо­
кодоходных контейнерных грузов. Сложившиеся обстоятельства обуслов­
лены, во-первых, второстепенной ролью складских объектов в промыш­
ленности, на транспорте, в строительстве и во всех других отраслях народ­
ного хозяйства; во-вторых, отсутствием приоритетной инвестиционной
политики ОАО «РЖД» в отношении модернизации терминально­
складской инфраструктуры [15], [17].
На основе проведенного анализа рассмотрена возможность создания
дополнительной складской инфраструктуры станции Шушары Октябрь­
ской железной дороги с целью увеличения ее присутствия в грузообороте
морского порта Санкт-Петербург, а также сокращения пиковых нагрузок,
вызванных погодными условиями, форс-мажорными обстоятельствами и
резкими колебаниями рынка сбыта продукции при взаимодействии ОАО
«РЖД» с морскими портом.
Библиографический список
1. Федеральная служба государственной статистики// [Электронный
ресурс]. - Режим доступа: http://www.gks.ru/dbscripts/Cbsd/DBInet.cgi.
2. Концепция комплексного развития контейнерного бизнеса в хол­
динге ОАО «РЖД» //ОАО «РЖД». - Москва, 2012. - V1 с.
3. Официальный сайт Администрации Санкт-Петербурга// [Элек­
тронный ресурс]. - Режим доступа: http://gov.spb.ru/helper/day/transport/.
- 275 -
4. Пехтерев Ф. С. Генеральная схема развития Московского желез­
нодорожного узла // [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://www.zeldortrans-jornal.ru/publik/problem/2008/jun08/pehter.htm.
5. Все грузы России / ЗАО «Морцентр-ТЭК» // Морские порты. 2012. - № 1(102). - С. 85-95.
6. Стратегия развития морской портовой инфраструктуры до 2030 г.
// Федеральное государственное унитарное предприятие «РОСМОРПОРТ»,
- 2011. - 218 с.
7. Больше и глубже. // [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
http://portnews.ru/comments/1725/ Accessed 08.01.14.
8. Лобко И. В. «ОАО «РЖД» - ключевой участник рынка грузовых
перевозок в Северо-Западном федеральном округе» : презентация - откры­
тая лекция. - СПб. : ПГУПС, 2012.
9. Все грузы России / ЗАО «Морцентр-ТЭК»// Морские порты. 2008. - № 1 (65). - С. 60.
10. Korovyakovsky E. and Panova Y. (2011). ‘Dynamics of Russian Dry
ports’. Intermodal Strategies for Integrating Ports and Hinterlands: Research in
Transportation Economics, Elsevier, pp. 25-34.
11. Portofgothenburg.com (2014). Volumes and freight flow in the Port of
Gothenburg
http://www.portofgothenburg.com/About-the-port/Volumes-andfreight-flow-/ Accessed 09.02.14.
12. Bergqvist R., Falkemark G., Woxenius J. (2010) Establishing inter­
modal terminals. International Journal of World Review of Intermodal Transpor­
tation Research (WRITR), Vol. 3, No. 3, pp. 285-302.
13. Roso V., Woxenius J., and Olandersson G. (2006). ‘Organization of
Swedish dry port terminals’. Chalmers University of Technology, Goteborg,
Sweden, 47 p.
14. Van den Berg R. and Langen P.W. (2011). ‘Hinterland strategies of
port authorities: A case study of the port of Barcelona’. Research in
Transportation Economics, pp. 6-14.
15. Елисеев С. Ю. Логистическое управление грузовыми перевозка­
ми и терминально-складской деятельностью [Текст] : Учебное пособие для
специалистов / С. Ю. Елисеев, В. М. Николашин, А. С. Синицына// М. :
ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорож­
ном транспорте», 2013. - 428 с.
16. Roso V. (2009) The Dry Port Concept, Thesis for the Degree of D oc­
tor of Philosophy: Chalmers University of Technology, Göteborg, Sweden. 184 p.
17. Концепция создания терминально-логистических центров на тер­
ритории Российской Федерации // ОАО «РЖД». - Москва, 2011. - 79 с.
18. Доклад президента ОАО «РЖД» В. И. Якунина на пленарном за­
седании, состоявшемся в рамках II Железнодорожного съезда (Москва, 18­
- 276 -
19 ноября 2011 г.). [Электронный ресурс]. - Режим доступа:
ЬИр://ргевв.г2ё.т/пе’№в/риЬНс/ргевв?8ТКиСТиКЕ_ГО=951&1ауег_1ё=4069&г
еГегегЬауегИ=3307&1ё=78497.
19. Все грузы России / ЗАО «Морцентр-ТЭК» // Морские порты. 2009. - № 1 (72). - С. 55-77.
20. Все грузы России / ЗАО «Морцентр-ТЭК» // Морские порты. 2011. - № 1 (92). - С. 78-80.
Рецензент профессор Степанов А. Л.
УДК 681.3.019.3
С. Петрова, В.Е. Трушников*
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*д-р техн. наук, доцент
АНАЛИЗ МЕТОДОВ РАСЧЕТА СТРУКТУР
С ЗАДАННЫМ УРОВНЕМ НАДЕЖНОСТИ
Обоснован экономичный подход, позволяющий оперативно и объективно оце­
нивать технический уровень изделий в эксплуатации в целом и эффективность меро­
приятий по повышению их надежности (техническое совершенство) в частности, с уче­
том неопределенности поведения среды.
мониторинг, качество, надежность, техническое совершенство, нормирование, неопре­
деленность, подход.
В технической области существует большое число изделий, отдель­
ные свойства, качества, в частности показатели надежности (безотказно­
сти) для которых не нормируются. С другой стороны, о качестве таких из­
делий судят по тому, как часто их параметры выходят за приемлемые рам­
ки и это становится поводом для предъявления претензий и рекламаций. В
результате возникает вопрос об оценке качества таких изделий вообще и
их надежности в частности. При этом заметим, что речь идет не о соответ­
ствии таких изделий требованиям по надежности (поскольку они не зада­
ются), а лишь об оценке некоего уровня (совершенства) в смысле способ­
ности служить безотказно.
- 277 -
Иными словами, в процессе жизненного цикла изделия нам бывает
достаточно знать о тенденции изменения его надежности в целом. По­
скольку показатели надежности не нормированы, то их оценка в эксплуа­
тации не требуется. Однако всегда важно знать о состоянии надежности
изделия хотя бы по данным мониторинга его отказов и неисправностей.
Информационная ситуация предлагаемого подхода характеризуется
примером, суть которого состоит в том, что в процессе эксплуатации гипо­
тетических редукторов выявлены основные неисправности, сведения о ко­
торых представлены в таблице 1. Период наблюдений выбран из сообра­
жений наличия достоверной информации и принципиального значения для
демонстрации способа не имеет.
Рис. 1. Место и роль мониторинга надежности в системе управления качеством
- 278 -
Подобная постановка вопроса рассматривалась в [1] применительно
к оперативной оценке надежности по материалам рекламаций. Однако ав­
тору не представилось возможным взглянуть на проблему шире, прибегнув
к использованию свойств категории «качество».
Более близким по методологии является подход, изложенный в [2],
однако он целиком базируется на субъективной оценке экспертов, которая,
каким бы способом ее не обрабатывать, несет в себе значительную долю
волюнтаристского произвола. Представляется, что идеи, изложенные в
этой работе, могут найти свое развитие применительно к надежности, если
найти способ более объективной оценки весовых коэффициентов в ком­
плексных (интегральных) показателях, характеризующих технический
уровень.
Одним из возможных подходов к решению данной задачи может
служить аппарат потенциального распределения вероятностей [3]. Для его
применения предлагается воспользоваться комплексным показателем, по
которому будет возможно оценить изменение технического уровня редук­
тора на протяжении наблюдаемого периода. В этом случае целесообразно
выдвигать гипотезу о линейной свертке частных безразмерных показате­
лей. Для определения весовых коэффициентов такой свертки существует
достаточное количество различных методов. Все они базируются на той
или иной модели поведения среды, которое, как правило, постулируется
неформальным образом. Между тем большей объективностью обладают
модели, построенные с использованием принципа максимума неопреде­
ленности. Оценить указанные весовые коэффициенты возможно методом
потенциального распределения вероятностей.
Таким образом, изложенный подход позволяет оперативно и объек­
тивно оценивать технический уровень изделий в эксплуатации в целом и
эффективность мероприятий по повышению их надежности (техническое
совершенство) в частности, с учетом неопределенности поведения среды.
Библиографический список
1. Методы нормирования надежности сложных систем оружия / Л. А.
Мартыщенко, А. В. Воловик, А. А. Клавдиев и др. - Л. : МО, 1992. - 330 с.
2. Оценка технического уровня образцов вооружения и военной тех­
ники / С. С. Семенов, В. Н. Харчев, А. И. Иоффин. - М. : Радио и связь,
2004. - 552 с.
3. Петухов А.О. Разработка методики оперативной оценки и анализа
безотказности тракторов серийного производства по материалам реклама­
ций: дис. ... канд. техн. наук / Научно-исследовательский тракторный ин­
ститут «НАТИ». - М., 2010.
Рецензент профессор Сахаров В. В.
- 279 -
УДК 550.843
П. А. Пелипенко
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
студент группы ИТБ-10
СИНТЕЗ РАСПРЕДЕЛЁННЫХ СРЕДСТВ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
НА ОСНОВЕ ЗАКОНА ГУКА
В статье приводится краткий обзор методов анализа распределенных систем, об­
ластью применения которых является сейсморазведка. Статья написана под руково­
дством ассистента кафедры системного анализа и управления Национального мине­
рально-сырьевого университета «Горный» Ю. В. Ильюшина.
регулятор, система, частотные характеристики, системный анализ, управление.
Всем современным знаниям в области сейсморазведки (как и сейс­
мологии) мы обязаны закону Гука. Он позволяет вычислить деформации
при известных напряжениях. (Напряжение - сила на единицу площади.
Деформация - изменение формы и размера тела в результате действия на
него напряжения.) Когда деформации малы, их связь с напряжениями оп­
ределяется законом Гука, согласно которому данная деформация прямо
пропорциональна обусловившему её напряжению. Если существует не­
сколько напряжений, то каждое из них создаёт деформацию независимо от
других. Таким образом, полная деформация равна сумме деформаций, вы­
званных отдельными напряжениями.
Гук открыл закон для деформаций отдельных тел. Но, как известно,
сейсмическая волна - это и есть деформация, передающаяся по материа­
лам. Так что и для сейсмических волн закон Гука выполняется. Далее мы
увидим, каким образом. Необходимо отметить, что сейсмические волны
делятся на две основные группы: поверхностные и объёмные.
Поверхностные волны в свою очередь делятся на два типа: волны Релея и Лява. В первом случае движение частиц происходит по окружностям.
Во втором - в горизонтальном направлении поперек движения волны (рис.
1).
Но эти волны не имеют практически никакой пользы при выполне­
нии сейсмологических и сейсморазведочных работ, причем иногда они
создают помехи.
- 280 -
Рис. 1. Поверхностные волны: а - Релея; б - Лява
Объемные волны, в свою очередь, тоже разделяются на два типа: Р
(продольные) и Б (поперечные). Движение частиц в продольных волнах
(или в волнах сжатия) происходит вдоль распространения волны. В попе­
речных волнах (волнах сдвига) - поперёк (рис. 2).
Поперечная волна (3-волна)
Сжатая волна (Р-волна)
Нераспределенные элементы объема
Нераспределенные элементы объема
1.11 и ц лини ии.и.и и ШШ,ШШ 1Ш и.и.шдз
________ /
\
/
\
________
Волна сдвига
Волна сжатия
\/
V
Элементы объема, подвергшиеся воздействию волны
Элементы объема, подвергшиеся воздействию волны
гпш п п ги д ш п и ишшишшш]
шип
Рис. 2. Виды объёмных волн
Скорости таких волн описываются формулами:
X + 4 / 3|л,
1
Р
V,
где X и ц - параметры упругости среды (постоянные Ламе: X - объёмный
модуль упругости или модуль всестороннего сжатия, ц - модуль сдвига),
пришедшие из закона Гука (Короновский Н. В. Общая геология : учебник.
- М., 2002). Видно, что Р-волны гораздо быстрее Б-волн. Также необходи­
мо отметить, что Б-волны не распространяются в жидкой среде; это имеет
огромное значение: так определяют агрегатное состояние веществ. Но на
границе раздела двух сред возникает некоторая проблема: из Б и Р волн
могут образоваться Р- и Б-волны соответственно.
- 281 -
Когда волна падает на поверхность раздела двух сред с различными
упругими свойствами, она порождает отражённую и преломлённую волны.
Соотношения между различными волнами можно найти из зависимостей
между напряжениями и деформациями по обе стороны от границ раздела.
При переходе через границу, разделяющую две среды, напряжения и де­
формации должны быть непрерывными.
Библиографический список
1. Ильюшин Ю. В. Устойчивость распределенных систем с дискрет­
ными управляющими воздействиями / Ю. В. Ильюшин, А. Б. Чернышев //
Изв. Южного федерального университета. - 2010. - № 12. - С. 166-171.
2. Ильюшин Ю. В. Устойчивость температурного поля распределен­
ной системы управления / Ю. В. Ильюшин, А. Л. Кравцова, М. М. Мардоян
// Научное обозрение. - 2012. - № 2. - С. 189-197.
3. Ильюшин Ю. В. Методика синтеза нелинейных регуляторов для
распределенного объекта управления/ Ю. В. Ильюшин // Научное обозре­
ние. - 2012. - №5. - С. 14-17.
Рецензент доцент Ходова Г. В.
УДК 656.025
С. П. Плеханов*, О. В. Афанасьева**
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
* студент магистратуры, 2 курс
** канд. техн. наук, доцент
СИСТЕМНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАССАЖИРОПЕРЕВОЗОК
МЕЖДУНАРОДНОГО АЭРОПОРТА (НА ПРИМЕРЕ «ПУЛКОВО-2»)
В работе представлен системный анализ направлений деятельности аэропорта
«Пулково-2». Проведённый анализ позволил выработать рекомендации для повышения
эффективности принимаемых управленческих решений.
прогноз, время, прогнозная модель, анализ, авиалинии, пассажиропоток.
- 282 -
В национальной экономике сектор воздушных пассажироперевозок
занимает значительное место. Большинство авиарейсов в дальнее зарубе­
жье обслуживается в аэровокзальном комплексе «Пулково-2». На сего­
дняшний день он является в России вторым по величине международным
аэропортом.
Для обеспечения современного уровня обслуживания пассажиров,
развития сопряженных видов деловой активности необходимо последова­
тельно модернизировать и наращивать инфраструктуру аэропорта. При
существующих темпах роста объема перевозок пассажиров через «Пулко­
во-2» необходимо решать проблему его непосредственного расширения,
поэтому целью данной работы является системный анализ направлений
деятельности аэропорта «Пулково-2» для повышения эффективности при­
нимаемых управленческих решений.
Для системного анализа направлений деятельности аэропорта «Пул­
ково-2» рассмотрим статистические данные по изменению пассажирооборота за последние 12 месяцев. Будем исследовать объём пассажиропотока
по пяти крупнейшим авиакомпаниям (75% общего пассажиропотока аэро­
порта). В таблице 1 приведены статистические данные для исследования.
Для исследования были рассмотрены восемь аналитических зависи­
мостей: линейная, степенная, экспоненциальная, гиперболическая 1-го ти­
па, гиперболическая 2-го типа, гиперболическая 3-го типа, логарифмиче­
ская, обратнологарифмическая и Б-образная [1], [2].
Таблица 1
Статистические данные для исследования
Месяц
2013 года
Количество
пассажиров
(чел.)
ГТК «Рос­
сия», %
Аэрофлот,
%
ЬийЬапва,
%
Сибирь,
%
Ютэйр,
%
Январь
Февраль
Март
Апрель
Май
Июнь
Июль
Август
Сентябрь
Октябрь
Ноябрь
Декабрь
561659
435770
590710
658497
716599
823121
1036164
1200788
1171737
987745
794070
706916
71,5
68,05
67,27
68
68,1
68,4
68,3
66,3
68,6
67,31
68,81
68,8
9,1
9,5
10,7
10,6
10,5
10,9
11
11,7
11,5
11,4
10,9
10,2
7
9,1
9
9,4
9,9
9,3
8,9
9,7
8,9
10,2
9,1
11
8,3
9,4
8,8
8
7,5
7,4
8,1
8,3
7,8
7,3
7,5
7
4,1
3,95
4,23
4
4
4
3,7
4
3,2
3,79
3,67
3
В ходе проведённого анализа коэффициентов детерминации постро­
енных прогнозных моделей было установлено, что для построения прогно­
- 283 -
за на объём пассажиропотока пяти ведущих компаний (в целом) целесооб­
разно воспользоваться степенной прогнозной моделью (рис. l).
Для построения прогноза на пассажиропоток ГТК «Россия» (рис. 2) и
компании «Сибирь» (рис. 3) необходимо воспользоваться экспоненциаль­
ной моделью. Для построения прогноза на пассажиропоток компаний «Аэ­
рофлот» (рис. 4) и «Lufthansa» (рис. 5) необходимо использовать гипербо­
лическую модель 1-го типа. Для построения прогноза на пассажиропоток
компании «Ютэйр» необходимо воспользоваться линейной моделью
(рис. б).
Л
н
и
ои
§
&
%
CÖ
^«
щ
S
*
о
(Й
с
9
10
11
12
Рис. 1. Прогнозная модель пассажиропотока пяти ведущих компаний (в целом)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Рис. 2. Прогнозная модель пассажиропотока ГТК «Россия»
- 284 -
Пассажиропоток, %
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Пассажиропоток, %
Рис. 3. Прогнозная модель пассажиропотока компании «Сибирь»
10
11
12
, Пассажиропоток, %
Рис. 4. Прогнозная модель пассажиропотока компании «Аэрофлот»
10
11
12
Рис. 5. Прогнозная модель пассажиропотока компании «Lufthansa»
- 28Б -
Рис. б. Прогнозная модель пассажиропотока компании «Ютэйр»
На рисунках 1-6 прогнозных моделей ожидаемого количества пас-
Л
сажиров приняты следующие обозначения: у - прогнозная модель; у - ис­
ходный динамический ряд [3]. Интервальный прогноз по всем исследуе­
мым направлениям приведён в таблице 2.
Таблица 2
Ожидаемый уровень пассажиропотока на июнь 2014 г.
Исследуемый
показатель
Интервальные значения
прогноза
Нижняя
граница
Верхняя
граница
Общее
количество
пассажиров
(тыс. чел.)
y 18= 1115,518 i 33,519
1082,299
1148,817
«Россия»
y 18= б7,303 i 2,009
б5,312
б9,312
«Аэрофлот»
y 18= 11,153 i 0,332
10,821
11,48б
«Lufthansa»
y18= 9,8б9 i 0,294
9,574
10,1б3
«Сибирь»
y 18 = б,495
i 0,194
б,б89
б,301
y 18= 2,918 i 0,087
2,831
3,005
«Ютэйр»
- 28б -
В результате проведённого анализа выявлены следующие тенденции.
Прогнозируемый объём пассажиропотока аэропорта возрастёт на
30 % по сравнению с результатами июня 2013 г.
Прогнозируемый объём пассажиропотока ГТК «Россия» останется на
уровне 2013 г.
Прогнозируемый объём пассажиропотока компании «Аэрофлот»
увеличится на 2,5% по сравнению с результатами июня 2013 г.
Прогнозируемый объём пассажиропотока компании «Lufthansa» воз­
растёт на 4% по сравнению с результатами июня 2013 г.
Прогнозируемый объём пассажиропотока компании «Сибирь» сни­
зится на 5,6% по сравнению с результатами июня 2013 г.
Прогнозируемый объём пассажиропотока компании «Ютэйр» сни­
зится на 15% по сравнению с результатами июня 2013 г.
Библиографический список
1. Афанасьева О. В. Актуальные вопросы исследования пассажироперевозок международного аэропорта (на примере «Пулково-2») / Инно­
вационный потенциал, состояние и тенденции развития в экономике, про­
ектном менеджменте, образовании, политологии, юриспруденции, психо­
логии, экологии, медицине, филологии, философии, социологии, технике,
физике, математике : сборник научных статей по итогам Международной
научно-практической конференции, 30-31 октября 2013 г., СанктПетербург // О. В. Афанасьева, С. П. Плеханов. - СПб. : КультИнформПресс, 2013. - С. 52-54.
2. Голик Е. С. Теория и методы статистического прогнозирования :
учеб. пособие / Е. С. Голик, О. В. Афанасьева. - СПб. : Изд-во СЗТУ, 2007.
- 182 с.
3. Информация и статистические данные официального сайта аэро­
порта «Пулково»: http://www.pulkovoairport.ru/.
Рецензент професор Заборовский Т.
- 287 -
УДК 615.218
Б. Чернеевска-Сурма *, О. Сурма **, Д. Плуст *, М. Щигельски *
А. Гоман *
^Department of Commodity Sciences and Quality Assessment,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
**Department of Food Technology,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
ГИСТАМИН И ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Гистамин относится к биогенным аминам. В нужном количестве он просто не­
обходим для жизни. Без гистамина многие процессы в организме человека не могут
происходить. Он играет ключевую роль в аллергических реакциях, образуется в орга­
низме человека и может мгновенно из него удаляться. Однако избыток гистамина в ор­
ганизме может как оказывать легкое вредное воздействие, так и привести к анафилак­
тическому шоку. Опасен не сам гистамин, а отсутствие соответствующих механизмов
его разложения.
биогенные амины, гистамин, воздействие на организм человека.
Введение
На протяжении многих лет биогенные амины были предметом ис­
следований физиологов, химиков, фармакологов и технологов. В научной
литературе термин биогенные амины понимается как первичные амины,
образованные в организмах в результате ликвидации карбоксильной груп­
пы из молекулы нейтральных и щелочных аминокислот (Luthy i Schlatter
1983; J^dra 1988). Это алифатические катехолические или гетероцикличе­
ские органические щелочи с низкой молекулярной массой и высокой диф­
ференцированной структурой (Minakowski 1975; Scheibner 1991).
В зависимости от аминогрупп биогенные амины могут быть разделе­
ны на:
- моноамины (метиламин, диметиламин, триметиламин, этиламин,
коламин, цистеамин, в-гидроксипропиламин);
- полиамины (триметилендиамин, тетраметилендиамин, пентаэтилендиамин, агматин, спермидин, спермин).
- 288 -
Среди полиаминов выделяются диамины (гистамин, триптамин, путресцин, кадаверин). Биогенные амины в основном образуются при фер­
ментативном декарбоксилировании аминокислот или трансаминировании
аминокислот в альдегид.
Процесс декарбоксилирования аминокислот и образования аминов
может проходить как под действием эндогенных ферментов, присутст­
вующих в тканях, так и под действием бактериальных ферментов
(Minakowski 1975; Jakubkeg i Jeschkeit 1982; Gajewska i in. 1988; Guminski
1992; Pogorzelski i Czyžycki 1994).
1 Распространение и образование гистамина
Наиболее известным биогенным амином является гистамин. Это свя­
зано с ролью, которую он играет в организме, и опасностью, которую он
может представлять для человека (Maslinski 1981; Taylor 1985; Nikonorow i
Urbanek-Karlowska 1987; J^dra 1988; Jones 1990; Mansfield 1990; Scheibner
1991; Swi^tkowski 1993; Szel^g i in. 1991; Golinska i Kurzawa 1999).
Сведения о содержании столь важного для человека биогенного
амина - гистамина - необходимы как для технолога-пищевика, так и для
врача-гастроэнтеролога.
Гистамин находится почти во всех тканях животных и многочислен­
ных растений. Он неравномерно распределен в отдельных тканях и орга­
нах одного и того же вида. Гистамин может быть образован в ткани или
транспортирован к ней, и в ней хранится.
Основным хранилищем гистамина являются тучные клетки, которые
расположены практически во всех главных тканях и органах нашего орга­
низма. Он содержится в зернистости протоплазмы клеток, которые обра­
зуют многочисленные биологически активные соединения: биогенные
амины, протеазы, метаболиты арахидоновой кислоты, цитокины. В физио­
логических условиях содержание гистамина в органах коррелирует с коли­
чеством тучных клеток (Maslinski 1981; Romanski 1987; J^dra 1988;
Mackiewicz 1991; Krymer i Sinkiewicz 1994; Dyduch i in. 1996; Salomon i
Paradowski 1996; Szel^g i in. 1997).
Гистамин, кроме тучных клеток, содержится также в клетках крови лейкоцитах, базофилах. Для активации и высвобождения гистамина из базофилов имеется группа цитокинов, принадлежащая к так называемым
хемокинам. Белок типа А, полученный из бактерий Staphylococcus aureus,
может также вызвать высвобождение гистамина из базофилов (Kuna 1995).
Мышцы при сокращении содержат больше гистамина, чем мышцы в
состоянии покоя. Обваренные, травмированные, обмороженные ткани со­
держат много гистамина. В мышечной ткани количество гистамина может
быть значительным (Best i Taylor 1994).
- 289 -
Гистамин образуется в результате декарбоксилирования гистидина
аминокислоты, которая является постоянным компонентом клеток.
Рис. 1. Образец гистамина (botanicscience.blogspot.com)
В катализе декарбоксилирования гистидина участвуют несколько
ферментов. К ним относятся: гистидин декарбоксилазы, называемый де­
карбоксилазой специфической, и ароматические декарбоксилазы амино­
кислот, называемые декарбоксилазой неспецифической.
Эти ферменты отличаются по показателю рН, в котором они дейст­
вуют, что является спецификой данного субстрата, а также затормажива­
нием активности с помощью специфических ингибиторов этих ферментов.
Оптимальное действие декарбоксилазы специфической колеблется в гра­
ницах 6-7 рН. Ингибитором является а-метилгистидин. В большинстве
тканей декарбоксилазы специфической активность невысока. Однако эта
активность может быть повышена под влиянием различных факторов, на­
пример некоторых вакцин или воспалений. Фермент, который отвечает в
основном за образование гистамина, является декарбоксилазой ароматиче­
ских аминокислот. Оптимальный показатель рН действия этого фермента
колеблется от 8 до 9,5. Ингибитором действия этого фермента является аметил-БОРЛ (ЬоуепЬе^ { т . 1962; МаёНпвЫ 1981; БИагша 1985). Гистамин,
образованный в организме, а также введенный в него в виде так называе­
мой экзогенной гистамины метаболизируется.
В тучных клетках гистамин связан с гепарином в комплексе с сильно
щелочным полипептидом (С тав { т . 1975). Высвобождение гистамина из
тучных клеток является результатом действия таких факторов, как иммун­
ные реакции, холод, ультрафиолетовые лучи, продукты питания, в том
числе красители и консерванты.
Выделение гистамина из энтерохроматофильных клеток может про­
исходить с помощью цитолиза клеточной мембраны. Если клеточная мем­
брана повреждена, гистамин пассивно освобождается вместе с другими
компонентами цитоплазмы клеток. В противном случае (если структура
- 290 -
клетки не повреждена) высвобождение гистамина обеспечивается с помо­
щью активного транспорта ионов Ca2+, а также с участием антител по
принципу связи IgE с рецепторами тучных клеток. Высвобождение гиста­
мина из клеток без участия антител происходит главным образом в энтерохроматофильных клетках слизистой оболочки желудка, посредством гастрина или холецистокинина и системы ß-адренорецепторов (Tharp i in. 1984;
Kaczmarski 1993; Prinz 1993; Golinska i Kurzawa 1999).
Гистамин высвобождается в наибольшей степени путем соединения
антигена с более чем одной молекулой иммуноглобулина E (реаргиновыми антителами), которые находятся на поверхности тучных клеток (мастоцитов) и базофилов. Решающим моментом для начала дегрануляции явля­
ются поперечные соединения антигена двух или более молекул иммуног­
лобулина E. Контакты с рецепторами являются уже стимулом для деграну­
ляции тучных клеток и освобождения гистамина по иммунологическому
пути (Lorentz i Doenicke 1978; Kazmierczak 1981; Wyczolkowska 1981).
За освобождение гистамина отвечают также эндотелиальные клетки,
нейтрофилы, факторы, берущие своё начало из макрофаг, некоторые кинины, интерлейкины (IL-1, IL-2, IL-8), нуклеопротеиды. Веществами,
влияющими на освобождение гистамина, являются также эндорфины,
опиоиды, антибиотики, например адриамицин, кровезаменители, например
полигелин, радиологические контрасты. Высвобождение гистамина может
происходить при гипоксии, при переливании крови и под действием ряда
физических факторов (Lorentz i in. 1980; Trzeciakowski i Levi 1981; White
1990).
Значительная часть гистамина выделяется в результате изменений в
желудочно-кишечном тракте при декарбоксилировании гистидина при по­
мощи живущих там бактерий. Кроме того, некоторые продукты, известные
как гистаминoосвободители (liberatory), способны освобождать гистамин
из клеток. К ним относятся рыба, моллюски, свинина, яичные белки, клуб­
ника, земляника, яблоки, цитрусовые (Kurek 1983; Sharma 1985; Taylor
1986; Kaczmarski 1993; Golinska i Kurzawa 1999).
Гистамин оказывает влияние на ткани при помощи молекул, назы­
ваемых рецепторами гистамина. Существует четыре типа рецепторов гис­
тамина: H 1, H2, H3, H4. Причём рецепторы H 1, H2 и H3 расположены на по­
верхности клеточных мембран, рецептор H4 (Hic) находится внутри клетки
(Brandes i La Bella 1993). Рецепторы гистамина H 1 находятся главным об­
разом в гладких мышцах, в большинстве органов человека, в клетках сли­
зистых оболочек и кровеносных сосудах. Рецепторы гистамина H2 нахо­
дятся в тех же самых структурах поверхности тучных клеток и базофилов,
рецепторы гистамина H3 присутствуют в ткани мозга, а также в кровенос­
- 291 -
ных сосудах (Chipman i Glover 1976; Maslinski 1981; Cacabelos i in. 1988;
Lassen i in. 1995).
Большинство рецепторов гистамина H3 - это рецепторы пресинаптические, участвующие в затормаживании секреции гистамина (Traczyk
1994). Стимуляция рецепторов гистамина H 1 вызывает сокращение мышц
или сужение сосудов в отличие от стимуляции рецепторов гистамина H2,
которая приводит к релаксации гладкой мышцы и сосудистого стеноза. Ре­
цепторы гистамина H 1 реагируют мгновенно, рецепторы гистамина H2 медленно. Рецепторы гистамина не всегда сопутствуют антагонистическим
реакциям, они часто работают синергетически (Maslinski 1981; Owen 1981;
Chojnacki i Tkaczewski 1992).
Анаболизм, или образование гистамина в организме, происходит в
результате действия декарбоксилазы гистидина, а также декарбоксилазы
ароматической L-аминокислоты на L-гистидин. В результате действия этих
ферментов на аминокислоты гистидина образуется гистамин. В противном
случае катаболические реакции в организме человека, относящиеся к рас­
паду гистамина, происходят при участии многих ферментов двумя спосо­
бами. Одним из способов метаболизирования гистамина является метили­
рование при участии ферментов, таких как N -метилтрансферазы (PNMT), a
также моноаминоксидаза В (МАО-B), которая находится в цитозоле. Вто­
рой способ метаболизирования этого амина - его биотрансформация путем
дезаминирования. Этот процесс осуществляется при участии кислорода
(Schwelberger 2000; Stanosz i in. 2007).
В случае метилирования процесс протекает до получения кислоты
MIAA. Гистамин преобразуется в телеметилгистамин под влиянием метилтрансферазы гистамина. Затем под воздействием оксидазы моноамиш B и
диаминоксидазы B (DAO) телеметилгистамин преобразуется в телеметилоидидуксусный альдегид. Телеметилоидидуксусная кислота образуется
под воздействием на альдегид дегидрогеназы альдегида (ALDH), ксантиноксидазы (XO), а также дегидрогеназы альдегида (ALO). В процессе с
биотрансформацией гистамин превращается под действием DAO в идидуксусный альдегид, который с последующей обработкой ALDH,
XO и ALO проходит трансформацию в идидуксусную кислоту (Maslinski i
in. 1981; Stanosz i in. 2007).
Stanosz и др. (2007) утверждают, что в человеческом организме 75%
метаболических реакций гистамина вызывает метилирование, следствием
чего является окисление.
- 292 -
Рис. 2. Метаболизм гистамина (Stanosz i in. 2005)
2 Роль гистамина в организме человека
Гистамин участвует в многочисленных физиологических процессах,
а также в ряде патологических реакций (Fisher i Moore 1981; Chojnacki i
Tkaczewski 1992; Golinska i Kurzawa 1999). Он является гормоном ткани,
участвующим в различных механизмах, регулирующих действия организ­
ма человека: сердечно-сосудистой системы - работа сердца, напряжение
кровеносных сосудов; расширяет крупные коронарные артерии, небольшие
артериолы, капилляры и мелкие вены, вызывая снижение сосудистого со­
противления и артериального давления крови. Эти изменения происходят
через рецепторы гистамина H1 - это быстро проходящее явление, а также
рецепторы гистамина Н2 - это явление хроническое (Maslinski 1981; Owen
1981; Taylor 1985; Chojnacki i Tkaczewski 1992; Krymer i Sinkiewicz 1994).
Гистамин также увеличивает проницаемость капилляров, что приво­
дит к опухолям. Отсюда и характерные симптомы после подкожного вве­
дения гистамина, укусов насекомых, выделяющих в своем яде гистамин,
как и при соприкосновении с кожей человека растений, производящих
гистамин. В результате расширения мелких кровеносных сосудов на коже
образуется красное пятно и вокруг него появляется бледный отёк в окру­
жении ореола расширенных кровеносных сосудов (Herman 1985). Это так
называемый гистаминовый пузырь. Освобожденный гистамин действует
- 293 -
на рецепторы гистамина Hi и Н2 на коже, вызывая её отёк, а впоследствии
и зуд (J<?dras i Wardyn 1997).
Гистамин влияет на сердечную мышцу человека. В исследованиях in
vitro было выявлено, что гистамин в зависимости от концентрации вызы­
вает увеличение силы сокращения сердечной мышцы, предсердий и желу­
дочков. Рецептор гистамина Н1 влияет на снижение сократимости миокар­
да, а рецептор гистамина Н2 вызывает его повышение (Ginsburg 1980;
English 1986; Genovese i Levi 1987).
Гистамин также ускоряет работу сердечной мышцы. Это является ре­
зультатом повышения степени автоматизма, в частности предсердий сер­
дечной мышцы. Он влияет на коронарные артерии в двух направлениях.
При участии рецептора гистамина Н1 происходит сокращение коронарных
артерий, а рецепторы гистамина Н2 расширяют коронарные сосуды
(Maslinski 1981; Owen 1981; Szereda-Przestarzewska 1981; Toda 1987;
Keiboku i in. 1990; Chojnacki i Tkaczewski 1992). Участвует в некоторых
метаболических процессах, в процессе терморегуляции, высвобождении
гормонов гипоталамо-гипофизарного, адренокортикотропного, лютеотропинного, пролактиш и гормона роста (Bugajski 1981; Taylor 1985, 1986;
Toda 1987; Krzymowski 1989). Влияет на регенерацию тканей, иммуноло­
гические процессы, а также является посредником многих реакций орга­
низма на внешние раздражители.
Высокая концентрация влияет на разделение вазопрессина, зато низ­
кая концентрация гистамина влияет на рост фибробластов, на синтез и по­
лимеризацию коллагеновых волокон, на синтез гликозаминогликанов, ко­
торые стабилизируют коллагеновые волокна и регулируют освобождение
ткани (Bugajski 1981; D^browski 1981; Maslinski 1981; J^dra 1988; Scheibner
1991; Salomon i Paradowski 1996). Он влияет на нормальную функцию цен­
тральной нервной системы, присутствуя в нейронах центральной нервной
системы, играет роль нейромедиатора и действует как нейромодулятор
(Maslinski 1981; Szel^g i in. 1997).
Гистамин в мозге находится как в свободном обращении, хранящий­
ся в тучных клетках, так и гистамин быстрого оборота, возникающий в
нейронах и секретированнoй вскоре после его локального синтеза (Garbarg
i Barbin 1980). Он может вызвать изменения со стороны центральной нерв­
ной системы: возбуждение движения, состояния беспокойства, судороги
(Saavedra-Delago i Metcalf 1983; Fox i in. 1990; Jablonska i Chorzelski 1992;
Kaczmarski 1993; Swi^tkowski 1993; Jurkiewicz i Lig^zinski 1994; Salomon i
Paradowski 1996). Neyeh и Kitzes (1992) обнаружили, что гистамин влияет
на образование спинно-мозговой жидкости. Рецепторы гистамина Н1 и Н2
регулируют чувства голода, сытости и утоления жажды.
- 294 -
Goldstein i Halperin (1977), проводя исследования на крысах, кото­
рым давали пить воду, обнаружили, что гистамин, вводимый с перифери­
ческой кровью или в гипоталамус, вызывает жажду.
Гистамин, содержащийся в сетчатке экспериментальных животных и
человека, может действовать в качестве нейротрансмиттера или модулято­
ра в зрительной системе, а также регулятора микроциркуляции сетчатки
глаза (Straschill i Perwein 1969; Nowak i in. 1984).
Gralek и др. (1993) в своих исследованиях на здоровых и больных
диабетом крыс показали, что гистамин является фактором, который ини­
циирует изменения в проницаемости кровеносных сосудов, что может
привести к глазным осложнениям.
Гистамин играет важную роль в регуляции секреции желудочной ки­
слоты. Производимый в слизистой оболочке желудка, он накапливается в
тучных клетках и гистаминоцидaх, связанных с париетальными ячейками
желёз желудка. Гистамин стимулирует их для образования соляной кисло­
ты (Man i in. 1984). Taylor (1985) заявил, что блокада рецепторов гистами­
на снижает секрецию желудочного сока даже в присутствии гастрит.
Выделение соляной кислоты в желудочном соке связано с рецепто­
рами гистамина. Действуя на рецептор H2, гистамин стимулирует выделе­
ние желудочной кислоты париетальными клетками желудка, а при дейст­
вии на рецептор гистам ин H 1 в стенках сосудов возрастает кровоток в
слизистой оболочке, который имеет стимулирующее влияние на секретор­
ную функцию желез желудка (Grossman i Konturek 1974, Maslinski 1981;
Konturek 1985; Taylor 1985; Krzymowski 1989; Salomon i Paradowski 1996).
McCarthy (1984) обнаружил, что курение оказывает влияние на ме­
ханизм выделения соляной кислоты в желудке.
Salomon и Paradowski (1996) доказали, что подкожное введение фар­
макологических доз гистамина у больных с язвенной болезнью вызывает
увеличение давления нижнего пищеводного сфинктера, a также повышает
силу и увеличивает время сокращения стержня пищевода. Он также влияет
на скорость миграции перистальтической волны в стержне пищевода. Гис­
тамин может действовать в качестве иммуномодулятора в пищеваритель­
ном тракте в результате взаимодействия между нервными волокнами и
иммунокомпетентными клетками в слизистой оболочке (Saavedra-Delgado i
Metcalf 1983). Гистамин стимулирует работу слюнных желез.
Гистамин играет важную роль в патогенезе мигрени. Mansfield
(1990), Castillo и др. (1995) обнаружили, что при мигрени повышается уро­
вень гистамина в сыворотке крови и спинно-мозговой жидкости. Гипер­
чувствительность к продуктам может быть причиной появления головной
боли (Luthy i Schlatter 1983; Zagorecka i in. 1998).
Luthy и Schlatter (1983), Zagorecka и др. (1998), проводя исследова­
ния, установили, что употребление вина с повышенным содержанием гис­
- 295 -
тамина может вызвать головную боль. У пациентов с мигренью внутри­
венное введение гистамина вызывало приступ мигрени. Введение мерипамина, антагониста рецептора гистамина Hi, будет блокировать развитие
боли (Lassen i in. 1995).
Введение антагонистов рецептора гистамина Н2 в терапевтических
дозах приводит к нарушению половой функции (снижению либидо). Это
относится в основном к мужчинам, у которых были обнаружены импотен­
ция и гинекомастия (White i Rumbold 1988). Гистамин, влияя на гладкие
мышцы, тормозит сокращение матки. Гистамин влияет на физическую ак­
тивность и агрессию. Введенный крысам, он ослаблял в них агрессию, а
при более низкой дозе приводил к снижению их двигательно-опорной ак­
тивности (Ray 1983).
Гистамин является одним из посредников, находящихся в гранулах
тучных клеток, мастоцитов и базофилов, выделяемых главным образом
под влиянием аллергена, т. е. биологического соединения растительного
или животного происхождения, участвующего в аллергической реакции
(Maslinski 1981; Sharma 1985; Taylor 1985; Golinska i Kurzawa 1999). Пище­
вая аллергия появляется при повышенной проницаемости или поврежде­
нии слизистой оболочки кишечника, например, бактериями, вирусами, па­
разитами и незрелости иммунной системы, в основном у пациентов с при­
обретенной или генетической склонностью к перепроизводству иммуногло­
булина Е. После воздействия аллергена желудочно-кишечного тракта у
этих людей активируются специфические рецепторы для иммуноглобули­
на E (Ig E) и иммунных комплексов (антиген - антитело), которые содер­
жат рецепторы для иммуноглобулина Е (Ig Е). Иммунологические ком­
плексы стимулируют или подавляют реакцию иммуноглобулина в зависи­
мости от класса содержащихся антител, от соотношения антител и антиге­
на (Maslinski 1981; Saavedra-Delago i Metcalf 1983; Kaczmarski 1993). Гис­
тамин может быть освобожден под влиянием иммунных (аллергия) и не­
иммунных механизмов (псевдоаллергия). Гистамин вызывает бурно разви­
вающиеся симптомы анафилактического шока при гуморальной иммунной
реакции, в которой принимают участие свободные антитела и антитела,
расположенные на поверхности клеток через освобожденные рецепторы
(Sharma 1985; Taylor 1985). Это может также вызвать клеточную иммун­
ную реакцию.
Kay (1991) отмечает, что сразу после воздействия аллергена или по­
сле физической нагрузки у астматиков увеличивается концентрация гиста­
мина в плазме.
Гистамин может выделяться, например, под воздействием лекарст­
венных препаратов, таких как аспирин, атропин. Эти лекарства могут быть
причиной аллергических реакций, протекающих без симптома крапивни­
цы. Симптомом может быть зуд (Glinski 1996). Симптомы мгновенной пи­
- 296 -
щевой аллергии вызывают локальные изменения в области желудочно­
кишечного тракта - боль в животе, тошнота, рвота и понос. Освобожден­
ный гистамин может вызвать изменения в отдельных органах, например
приступ бронхиальной астмы, отёк слизистой оболочки, ринит.
При лечении наиболее распространенных аллергических заболева­
ний у больных с аллергией Ig E применяются антигистаминные препараты,
которые блокируют рецепторы гистамина Hi (Kaiser 1980; Temple i
McCluskey 1988; Grzelewska-Rzymowska i in. 1992; Siergiejko i in. 1994).
Wisniewski (1989) утверждает, что новое поколение антигистаминных лекарств, например терфенохин, астмамизол, которые действуют се­
лективно на рецепторы гистамина H 1, не вызывают или вызывают незна­
чительное депрессионное воздействие на центральную нервную систему.
Большое значение имеет гепарин, освобожденный из тучных клеток,
который тормозит раннюю стадию астматической реакции и препятствует
росту гистамина в плазме после воздействия аллергена (Antczak-Marczak i
Kuna 1997).
Высвобождение гистамина путем неиммунологических механизмов
при псевдоаллергии происходит за счёт повышенной проницаемости сли­
зистой оболочки желудочно-кишечного тракта. Симптомы псевдоаллер­
гии: чувство тяжести в животе, боли в животе, вздутие живота, изменения
кожи, ринит, бронхиальная астма (Ring 1984; Taylor 1985).
3 Механизмы разложения гистамина
Организм человека имеет возможность регулировать воздействие
гистамина. Инактивация гистамина осуществляется с помощью двух фер­
ментов: диаминооксидазы, называемой гистаминазой, и метилтрансферазы
гистаминa. Диаминооксидаза расположена главным образом в кишечнике,
почках, плаценте, тимусе и слизистой оболочке кишечника. Метилтрансфераза гистамина находится в различных органах, таких как желудок, лёг­
кие, тимус, селезёнка, почки, головной мозг (Beaven 1982; Hui i Taylor
1986; Taylor 1986; Prinz 1993).
Диаминооксидаза вызывает изменения гистамина в имидазолоуксусный альдегид, который может быть преобразован в имидазолоуксусную
кислоту. Эта кислота выводится с мочой или путем соединения с рибозой,
с фосфорибозой инактивируется.
Метилтрансферазa гистамина катализирует изменения в имидазольном кольце. Образованный метилгистамин частично выводится с мочой и
частично окисляется. Нарушение действия этих ферментов может вызвать
вредные воздействия гистамина на организм человека (Ienistea 1971;
Bieganski 1981; Taylor 1985; J^dra 1988). Нарушение действия ферментов,
разрушающих гистамин, может быть связано с наследственными условия­
- 297 -
ми, например повреждением ферментной системы, с фармакологическими
препаратами, такими как антибиотики, антидепрессанты, образующими
блокаду фермента, ответственного за разложение гистамина (Rice i in.
1976; Sharma 1985; Scheibner 1991). Повышенное содержание гистамина в
организме может быть после приёма пищи, богатой гистамином, таких как
рыба, ферментированные продукты, в том числе ферментированные на­
питки, а также после употребления продуктов, имеющих возможность вы­
свобождения гистамина по неиммунному пути, например моллюсков, ры­
бы, свинины (Rice i in. 1976).
В результате употребления пищевых продуктов, содержащих повы­
шенное количество гистамина, происходят пищевые отравления. Симпто­
мы отравления проявляются, как правило, спонтанно в течение нескольких
часов (Taylor i in. 1984; Taylor 1988; Hwang i in. 1995). Taylor (1988) ут­
верждает, что типичные симптомы отравления гистамином можно разде­
лить на желудочно-кишечные симптомы (тошнота, рвота, диарея, судоро­
ги), неврологические (головная боль, сердцебиение, судороги, покалыва­
ние, жжение, зуд), гемодинамические (перепад давления) и симптомы по­
ражения кожи (сыпь, крапивница, отеки, местное воспаление).
Ienistea (1971) показал, что употребление вместе с пищей 6 мг гиста­
мина не вызывает у человека никаких симптомов. Зато употребление от 6
до 40 мг может вызвать легкие симптомы. В свою очередь Dadlez и
Kubikowski (1953) установили, что смертельная доза гистамина, введенная
подкожно, для человека с заболеваниями сосудов составляет 0,8 мг. Пероральное введение гистамина в организм человека или животных в дозе ме­
нее чем 150-200 мг не приводит к отрицательной реакции организма
(Taylor 1986). Taylor (1986) и Scheibner (1991) объясняли большие разли­
чия в токсичности для человеческого организма гистамина, введенного per
or, обусловленным ферментативным дефектом, имеющим в качестве осно­
вы генетику, изменения кишечной флоры или возраст.
Комитет по Кодексу продовольствия FAO/WHO предлагает 5­
балльную шкалу безопасности относительно угрозы для здоровья человека
в зависимости от уровня гистамина, содержащегося в пищевых продуктах:
- безопасный уровень потребления 0-10 мг%,
- значительный уровень потребления - свыше 10 мг%,
- вредный уровень потребления - свыше 20 мг%,
- опасный уровень потребления - свыше 50 мг%,
- токсичный уровень потребления - более 100 мг % (Ganowiak i in.
1991).
Токсичность гистамина может быть увеличена за счёт кадаверина и
путресцина. Однако до сих пор механизм действия этих веществ ещё не
выяснен. Вероятнее всего, они действуют путем ингибирования кишечных
ферментов, ответственных за метаболизм гистамина (Lyons i in. 1983; Tay­
- 298 -
lor i in. 1984; Taylor 1986; J^dra 1988). Clifford и др. (1991) и Flick и др.
(2001) показали, что путресцин, кадаверин, спермидин, спермин в тканях
рыбы могут увеличить эффект гистамина путем ингибирования внутрен­
них ферментов, метаболизирующих гистамин как диаминоксидазу. При
избытке этих аминов кадаверин и путресцин повышают токсичность гис­
тамина или продлевают срок его действия in vivo.
Выводы
Гистамин является представителем биогенных аминов. Он активно
производится в организме человека, выполняет несколько функций, на­
пример стимулирует образование желудочного сока, функционирует как
нейротрансмиттер и влияет на перистальтику кишечника. Также он играет
ключевую роль в аллергических процессах. Однако избыток гистамина в
организме вызывает отрицательные последствия, например зуд и образо­
вание на коже пузырей или нарушение ритма сердца, также может привес­
ти к летальному исходу (анафилактический шок).
Избыток гистамина в организме возникает в случае отсутствия соот­
ветствующих механизмов, разлагающих его (диаминоксидаза DAO), как и
приём лекарств, которые могли бы заблокировать или повысить высвобо­
ждение гистамина, a также употребление продуктов, содержащих большое
количество гистамина или другие биогенные амины. Избыток гистамина в
организме вызывают также так называемые освободители гистамина, на­
пример клубника и цитрусовые.
Библиографический список
1. Antczak - Marczak M., Kuna P. Wplyw heparyny na poziom histaminy
w osoczu we wczesnej fazie reakcji astmatycznej. Pol. Arch. Med. Wew., 1997,
97(1), s. 34-56.
2. Beaven M. A. Factors regulating availability of histaminy in tissue re­
ceptors. [In: Pharmacology of Histamine Receptors. Red. C.R. Ganellin]. Par­
sons Brisol M.E., 1982, s. 101-105.
3. Best C.H., Taylor N.B. Fizjologiczne podstawy post^powania
lekarskiego. PZWL, Warszawa, 1994
4. Bieganski T. Katabolizm histaminy ze szczegolnym uwzgl^dnieniem
oksydacyjnej dezaminacji. Acta Physiol. Pol., 1981, 32(2), supl. 22, s. 13-38.
5. Brandes L., La Bella F. S. Identification of intracellular histamine re­
ceptors (Hic) that regulates cell proliferation. Adv. Biosci., 1993 89, s. 31-47.
6. Bugajski J. Udzial histaminy w reakcjach organizmu podczas
nadmiernego obci^ženia osrodkowego ukladu nerwowego. Acta Physiol. Pol.,
1981, 32(2), supl. 22, s. 165-181.
- 299 -
7. Cacabelos R., Nigawa H., Yamatodoni A., Gomaz-Pan. Antagonistic
effects of growth hormone releasing factor and smomatostatin on brain hista­
mine. Endocrinology, 1988, 122, s. 1269-1276.
8. Castillo J., Martinez F., Carredera E., Lema M., Noya M. Migraine and
histamine: determining histidine in plasma and cerebrospinal fluid during mi­
graine attecks. Rev. Neurd., 1995, 23 (122), s. 749-751.
9. Chipman P., Glover W. E. Histamine H2 - receptors in the human pe­
ripheral circulation. Br. J. Pharmacol., 1976, 56, s. 494-504.
10. Chojnacki J., Tkaczewski W. Nast^pstwa blokady receptorow
histaminowych H2 w ukladzie sercowo - naczyniowym. Wiad. Lek., 1992, 35
(7 - 8), s. 295-297.
11. Clifford M. N., Walker R., Ijomah P., Wright J., Murray C. K., Hardy
R. Is there a role amines other than histamines in the aetiology of
scombrotoxicosis? Food Additives Contaminants, 1991, 8 (5), 641-651.
12. Council Directive of 22 July 1991 Laying down the health conditions
for the production and the placing on the market of fishery products
(91/493/EEC) 24. 9. 91. Official Journal of the European Communities No 1,
268/31.
13. Dadlez J., Kubikowski P. Farmakologia i toksykologia lekow. PZWL,
Warszawa, 1953.
14. D^browski R. Histamina w procesie rozwoju tkanki l^cznej. Acta
Physiol. Pol., 1981, 32, (2), supl. 22, s. 141-163.
15. Dyduch A., Geisler G., Pieni^zek W., Olejnik I., Schneiberg B.,
Iwachow T., Sieklucki J. Rola histaminy w przewodzie pokarmowym w stanach
fizjologii i patologii. Pediatria Polska, 1996, 61 (5), s. 391-394.
16. English T. Impromidine is a partial histamine H2 receptor antagonist
on human ventricular myocardium. Br. J. Pharmacol., 1986, 89, s. 335-336.
17. Fisher M. M., Moore D. G. The epidemiology and clinical features of
anaphylactic reactions in anesthesia. Anesthesia and Intensive Care, 1981, 9,
s. 226-234.
18. Flick G. J., Oria M. P., Douglas L. Potential hazards in cold - smoke
fish: biogenic amines. J. Food Sci., 2001, 66, s. 1088-1099.
19. Fox Ch. C., Lazenby A. J., Moore W. C., Yardley J. H., Bayless T.
M., Lichtenstein L. M. Enhancement o f human intestinal mast cel mediator re­
lease in active ulcreative colitis. Gastroenterology, 1990, 99, s. 119-124.
20. Gajewska R., Lipka E., Ganowiak Z. Zawartosc histaminy w
wybranych srodkach spozywczych. Roczn. PZH, 1988, s. 282-289.
21. Ganowiak Z., Gajewska R., Lipka E. Zawartosc histaminy w rybach i
przetworach rybnych dost^pnych na polskim rynku w 1990 roku. Przem. Spoz.,
1991, 9, s. 223-235.
- 300 -
22. Garbarg M., Barbin G. Inhibition of histaminy synthesis in brain by a
- fluoromethylhistidine, a new irreversible inhibitor: in vitro and in vivo studies.
J. Neurocham., 1980, 35, s. 1045-1052.
23. Genovese A., Levi R. Adenosine antagonisted the histaminy induced
stimulation of humn atrial myocardium: protection by H1 receprot blocade.
Prog. Clin. Res., 1987, 230, s. 345-349.
24. Ginsburg R. Histamine receptors in the human heart. Life Sci. 1980,
26, s. 2245-2246.
25. Glinski W. Klinika dermatologiczna. AM Warszawa, Medycyna po
dyplomie, 1996, 5, s. 5-7.
26. Golinska B., Kurzawa R. Alergia pokarmowa u dzieci. Patogeneza,
diagnostyka i leczenie. Media Press, Bielsko-Biala, 1999.
27. Goldstein D., Halperin J. Mast cel histaminy and cel dehydrataion
thirst. Nature, 1977, 267, s. 250-252.
28. Gralek M., Fogel W., Chmielecki C. Czy histamina uczestniczy w
powiklaniach cukrzycowych w ukladzie wzrokowym. Klin. Oczna, 1993, 93,
s. 337-339.
29. Grossman M. J., Konturek S.J. Inhibition of acting on H2 - receptors.
Gastroenterd., 1974, 66, s. 517-522.
30. Grzelewska-Rzymowska I., Gondorowicz K., Cieslewicz G.,
Rozniecki J., Wojciechowska B. Wplyw loratadyny, wybiorczego antagonisty
receptorow histaminowych (H1) na skurcz oskrzeli wywolany wziewaniem
histaminy. Pneum. I Alerg. Pol., 1992, 60 (11-12), s. 16-21.
31. Guminski S. O aminach biogennych u roslin. Wszechswiat. 1992, 93
(2), w. 40-41.
32. Halasz A., Baratha A., Simon-Sarkadib L., Holzapfel W. Biogenic
amines and their production by microorganisms in food. Trends Food Sci., 1994,
5, 2 (44), s. 42-49.
33. Herman Z. S. Tkanki, uklady, plyny ustrojowe. Farmakologia. PZWL,
Warszawa, 1985.
34. Hui I. Y., Taylor S. L. Inhibition o f in vivo histaminy metabolism in
rats by foodborne and pharmacologic inhibitors of diamine oxidase, histamine N
- methyltransferase, and monoamine oxidase. Toxicol. Appl. Pharmacol., 1985,
81, s. 241-263.
35. Hwang D., Chang S. H., Shiau Ch. Y. Cheng Ch. Ch. Biogenic amines
in the flesh of sat sailfish (Istiophorus platypterus) responsible for scombroid
poisoning. J. Food Sci., 1995, 60 (5), s. 926-928.
36. Ienistea C. Bacterial production and destruction of histamine in foods,
and food poisoning caused by histaminy. Nahrung. 1971, 15 (1), s. 109-113.
37. Jablonska S., Chorzelski T. Choroby skory. PZWL, Warszawa, 1992.
38. Jakubkeg H. D., Jeshkeit H. Aminokwasy, peptydy, bialka. PWN,
Warszawa, 1982.
- 301 -
39. J?dra M. 1988. Histamina i inne aminy wyst?puj^ce w žywnošci.
Roczn. PZH, 1988, 6, s. 417-426.
40. J?dras M., Wardyn K. Swi^d u pacjentow dializowanych:
niedoceniony problem. Post. Nauk Med., 1997, 10 (5-6), s. 51-55.
41. Jones J. G. Antagonism o f histamine - induced bronchoconstriction.
Anesthesiology, 1990, 72, s. 1103-1111.
42. Jurkiewicz D., Lig?zinski A. Wplyw histaminy na zachowanie si?
testu rozetkowego u chorych na pylkowic?. Pneum. I Alerg. Pol., 1994, 62 (7­
8), s. 344-346.
43. Kaczmarski M. Alergia a cywilizacja. Nietolerancje pokarmowe.
Wyd. KAW, Warszawa, 1990.
44. Kaczmarski M. Alergia i nietolerancje pokarmowe. Wyd. Sanmedia,
Warszawa, 1993.
45. Kaiser H. B. H1 - receptor antagonist treatment o f seasonal allergic
rhinitis. J. Allergy Clin. Immunol., 1990, 86, s. 1000 - 1003.
46. Kay A. B. Asthma, and inflammation. J. Allergy Clin. Immunol., 1991,
s. 87-89.
47. Kazmierczak W. Wspolczesne pogl^dy na komorkowe mechanizmy
uwalniania histaminy. Acta Physiol. Pol., 1981, 32 (2), supl. 22, s. 113-120.
48. Keiboku M., Maruyama Y., Takishama T. Different histamin? actions
in proximal and distal human coronary arteries. Cardiorasc. Res., 1990, 24,
s. 614-615.
49. Konturek S. Wydzielanie žol^dkowe [w: Fizjologia ukladu
trawiennego. Red. S. Konturek]. PZWL, Warszawa, 1985.
50. Krymer A., Sinkiewicz W. Histamina i serce. Ginekologia. Nowa
Klinika., 1994, 1, s. 58-59.
51. Krzymowski T. Fizjologia zwierz^t. PZWW, Warszawa, 1989.
52. Kuna P. Udzial chemokin w mechanizmi uwalniania histaminy z
bazofilow. Praca habilitacyjna. AM, Lodz, 1995.
53. Kurek M. Znaczenie prob prowokacyjnych w rozpoznawaniu alergii
na pokarmy. Praca doktorska., AM, Gdansk, 1983.
54. Lassen L. H., Thomsen L. L., Olesen J. Histamine induces migraine
via the H1 receptor. Support for the No hypothesis o f migraine. Neuroreport.
1995, 6 (11), s. 1475-1479.
55. Lorentz W., Doenicke A. Histamine release in clinical conditions.
Mount Sinai J. Med., 1978, 45, s. 357-359.
56. Lorentz W., Doenicke A., Schoening B. Histamine release. Agents
Actions, 1980, 10, s. 114 - 124.
57. Lovenberg W., Weissbach H., Udenfriend S. Aromatic L - amino acid
decarboxylase. J. Biol. Chem., 1962, 237 (1), s. 89-93.
- 302 -
58. Lüthy J., Schlatter Ch. Biogene Amie in Lebensmitteln. Zur wirkung
von Histamin, Tyramin und Phenylethylamin auf den Menschen. Z. Lebensn.
Unters. Forsch., 1983, 177, s. 439-443.
59. Lyons D.E., Beery J. T., Lyons S. A., Taylor S. L. Cadaverine and
aminoguanidine potentiate the uptake of histamine in vitro perfused intensial
segments of rats. Toxicol. App. Pharmacol., 1983, 70, s. 445-458.
60. Mackiewicz S. Immunologia. PZWL, Warszawa, 1991.
61. Mansfield L. E. The role o f antihistamine therapy in vascular head­
aches. J. Allergy Clin. Immunol., 1990, 86, s. 673-676.
62. Maslinski C. Pochodzenie histaminy. Acta Physiol. Pol., 1981, 32 (2),
supl. 22, s. 3-11.
63. McCarthy D. M. Smoking and ulcers - time to quit. N. Engl. J. Med.,
1984, 311, s. 726-728.
64. Minakowski W. Biochemia bezkr^gowcow w zarysie. PWN, Warsza­
wa, 1975.
65. Naveh Y., Kitzes R. Effect of histamine H2 - receptor antagonists on
secretion of cerebrospinol fluid in the cat. J. Neurochem., 1992, 58 (4), s. 1347­
1352.
66. Nikonorow M., Urbanek-Karlowska B. Toksykologia zywnosci.
PZWL, Warszawa, 1987.
67. Owen D. A. A. Histamina a uklad sercowo - naczyniowy ssakow.
Acta Physiol. Pol., 1981, 32 (2), supl. 22, s. 67-86.
68. Pogorzelski E., Czyzycki A. Aminokwasy w krajowych surowcach
winiarskich jako prekursory histaminy i tyraminy w winach. Przem. Ferm.
Owoc. - Warz., 1994, 4, s. 14-15.
69. Prinz Ch. Histamine secretion from rat enterochromaffin - like cells.
Gastroenterol., 1993, 105, s. 449-461.
70. Ray A. Effect o f histaminergic drugs on footshock - induced aggres­
sive behaviour in rats. J. Pharmacol., 1983, 73, s. 217-219.
71. Rice S. L., Eitenmiller R. R., Koehler P. E. Biologically active amines
in food: a review. J. Milk Food Technol., 1976, 39 (5), s. 353-358.
72. Ring J. Nahrungsmittelallergiae und andere unvertraeglichkeits
reaktionen durich. Nahrungmittel. Klin. Wochensch., 1984, 62, s. 795-799.
73. Romanski B. Alergologia dla internistow. PZWL, Warszawa, 1987.
74. Saavedra-Delago A. M., Metcalf D. D. The gastrointensial mast cel in
food allergy. Ann. Allerg., 1983, 51, s. 185-188.
75. Salomon A., Paradowski L. Wplyw egzogennej histaminy na
motoryk? przelyku o ludzi. Post. Med. Klin. Dosw., 1996, 5, supl. 1, s. 27-32.
76. Sharma R. P. Immunotoxycology of food constitunts. Food Technol.,
1985, 2, s. 94-98.
77. Scheibner G. Znaczenie amin biogennych w higienie zywnosci. Med.
Wet., 1991, 47 (11), s. 496-498.
- 303 -
78. Schwelberger H.G., Drasche A., Hütter E. Analysis o f mammalian
diamine oxidase genes. Inflamm. Res., 2000, 1 (49), s. 51-52.
79. Siergiejko Z., Michalska J., Buko Z., Swiderska M., ChynekBorowska S. Wplyw loratydyny na reaktywnosc skory i oskrzeli oraz na
uwalnianie histaminy z granulocytow zasadochlonnych u chorych na atopow^
dychawic? oskrzelow^ i alergiczny niezyt nosa. Pneum. Alerg. Pol., 1994, 62
(11-12), s. 583-588.
80. Stanosz M., von Mach-Szczypinski J., Stanosz S. Biosynteza i
dzialanie histaminy. Gin. Prakt., 2005, 87 (6), s. 29-34.
81. Stanosz S., Stanosz M., von Mach-Szczypinski J. Metabolizm
histaminy w tkance pierwotnych rakow przewodowych gruczolu piersiowego.
Wspolczesna Onkologia, 2007, 1 (11), s. 6-11.
82. Straschill M., Perwein J. The inhibition of rential ganglion cells by
catecholamines and gama - amonbutyric acid. Pflüger Arch., 1969, 312, s. 45-54.
83. Szel^g A., Rymarczyk-Natyna K., Magdalan J. Przenikanie
antagonistow receptorow histaminowych przez barier? krew - mozg w aspekcie
ich dzialan ubocznych. Post. Med. Klin. Dosw., 1997, 6 (2), s. 207-214.
84. Szereda-Przestarzewska M. Respiratory effects of histamin?. Acta
Physiol. Pol., 1981, 32, 2, supl. 22, s. 135-140.
85. Swi^tkowski M. Nadwrazliwosc na pokarmy. Przegl. Lek., 1993, 50
(3-4), s. 90-94
86. Taylor S. L., Hui I. Y., Lyons D. E. Toxicology of scombroid poison­
ing. Am. Chem. Soc., 1984, 262, s. 417-430.
87. Taylor S. L. Food allergies. Food Technol., 1985, 39 (2), s. 98-105.
88. Taylor S. L. Histamine food poisoning. Toxicology and clinical as­
pect. CRC Crit. Rev. Toxicol., 1986, 17 (2), s. 91 -128.
89. Taylor S. L. Marine toxins of microbiol origin. Food Technol., 1988,
3, s. 94-98.
90. Temple M. D., McCluskey M. Loratadine, an antihistamine, blocks
antygen and ionophore - induced leukotreine release from human lung in vitro.
Prostoglandins., 1988, 35, s. 349-554.
91. Tharp M. D., Thirby R., Sullivan T. J. Gastrum induces histamine re­
lease from human cutaneous mast cells. J. Allergy Clin. Immunol., 1984, 74, s.
159-165.
92. Toda N. Mechanism of histamine action in human coronary arteries.
Circ. Res., 1987, 61, s. 280-282.
93. Traczyk W. Podstawy fizjologii lekarskiej. PWN, Warszawa, 1994.
94. Trzeciakowski J. P., Levi R. Cardiac histamine: mediator in search of
a function. Trends Pharmacol. Sci., 1981, 62, s. 14-17.
95. Urnäs B., Äborg C. H., Berggrist P. Ich role for Zinc in the storage of
histamine in rat peritoneal mast cells. Acta Physiol. Scand., 1975, 93, s. 401-408.
- 304 -
96.
Wawrocka-Pawlak
M.
Wplyw
inhibitorow
konwertazy
angiotensynowej na uwalnianie histaminy z komorki tucznej. Praca doktorska.
Promotor: Prof. Dr hab. D^browski R., Lodz, 1997.
97. White J. M., Rumbold G. R. Behavioral effects of histamin? and its
antagonists: a review. Psychopharmacology, 1988, 95, s. 1-14.
98. White M. The role o f histamine in allergic diseases. J. Allergy Clin.
Immunol., 1990, 8б, s. 559-5б3.
99. Wisniewski K. Leki przeciwhistaminowe [w: Farmakoterapia chorob
alergicznych. Red. S. Chynek-Borowska, K. Wisniewski]. PZWL, Warszawa,
1989, s. 15-19.
100. Wyczolkowska J. Zjawiska immunologiczne prowadz^ce do
uwalniania histaminy z komorek tucznych. Acta Physiol. Pol., 1981, 32, 2, supl.
22, s. 121-134.
101. Zagorecka E., Kaczmarski M., Piotrowska-Jastrz?bska J. Ocena
st?zenia histaminy w surowicy krwi dzieci z bolami glowy i nadwražliwosci^
pokarmow^. Przegl. Ped., 1998, 28 (1), s. 29-34.
102. www.botanicscience.blogspot.com.
Рецензент профессор Вавжиняк В.
УДК 656.2’0 0 1 ’7 ’003
М. Л. Тонкова
Петербургский государственный университет
путей сообщения
Кафедра логистики и коммерческой работы
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЕДИТОРСКОЙ КОМПАНИИ
ПРИ ДОСТАВКЕ ГРУЗОВ В КОНТЕЙНЕРАХ
В МЕЖДУНАРОДНОМ СООБЩЕНИИ
Рассматривается роль транспортно-экспедиторской компании в перевозке грузов
в контейнерах между Европой и Китаем через Россию и страны СНГ на примере совме­
стного предприятия (СП) России и Германии «Транс Евразия Логистикс ГмбХ». Разви­
тие контейнерного сообщения между Европой, Россией и Китаем выгодно не только с
точки зрения сотрудничества в сфере экспорта и импорта со странами Азии, но и с точ­
ки зрения транзитного коридора в Европу. Железнодорожный транспорт обладает ог­
- 305 -
ромным потенциалом, поэтому роль железных дорог в евроазиатском сообщении по­
стоянно растет.
РЖД, Дойче Бан, Транс Евразия Логистикс ГмбХ, контейнерные перевозки, евроазиат­
ское железнодорожное сообщение.
В последние годы торгово-экономические отношения между Евро­
пой, Россией и Китаем развиваются стремительными темпами. Это неуди­
вительно, ведь сегодня Китай стал одной из экономических держав, обла­
дающих самым мощным в мире потенциалом развития. По объёму экспор­
та Китай занимает первое место в мире. В последние годы национальная
экономика страны сохраняет тенденцию уверенного и динамичного роста.
Экономика России и Европы тоже не стоит на месте. Огромный поток экс­
порта идет из Китая в Европу при использовании всех видов транспорта, в
том числе контейнерных железнодорожных перевозок.
Экономический анализ показывает, что в ряде случаев сухопутные
соединения могут составить жизнеспособную альтернативу морским пере­
возкам, существенно повысить транспортную доступность стран, через ко­
торые проходят, и взять на себя довольно значительную часть прогнози­
руемого роста перевозок, особенно контейнерных, однако создание эффек­
тивных наземных соединений между Европой и Азией ставит ряд вопро­
сов, которые можно снять только за счет соответствующих политических
решений по таким проблемам, как развитие адекватной транспортной ин­
фраструктуры и устранение регламентных или организационных барьеров,
мешающих формированию эффективных транспортных услуг [1].
Анализ нынешнего состояния перевозок Европа-Азия указывает на
два фактора, действующих в пользу открытия новых наземных маршрутов
между Европой и Азией.
• Фактическая монополия морского транспорта в торговле между
Европой и Азией создает растущие проблемы доступа к морским портам с
суши, тем более, что погоня за повышением производительности порожда­
ет тенденцию к сокращению числа таких портов. К тому же концентрация
морских перевозок на морских сортировочных центрах, в которых сходят­
ся судоходные пути, наряду с обязательным прохождением определенных
пунктов на маршрутах между ними создает серьезную проблему для тех­
нической (риск загрязнения из-за аварий) и общественной безопасности
(уязвимость для нападений).
• Кроме перевозок между континентальными странами по наземным
путям Европа-Азия, начинает быстро развиваться торговля и внутри самих
регионов, подкрепляя необходимость совершенствовать эти коридоры как
источник развития для соответствующих стран [1].
- 306 -
Удвоение грузопотока каждые 10-12 лет на протяжении свыше че­
тырех десятилетий [1] неизбежно оказывает давление на транспортный
рынок. Однако сейчас из Китая в Европу по железной дороге перевозится
всего около 25 тыс. TEU контейнерных грузов, причем в основном на экс­
периментальных поездах, тогда как по морю — около 20 млн TEU [2]. TEU
(рус. ДФЭ) - условная единица измерения пропускной способности, экви­
валентная размерам ISO-контейнера длиной 20 футов [3]. Можно сделать
вывод, что потенциал контейнерных перевозок по евроазиатскому коридо­
ру раскрыт не в полной мере.
Ведь контейнерные перевозки - один из самых удобных и недорогих
способов доставки грузов. По мнению ведущих экспертов железнодорожной
отрасли, в течение следующих 10 лет объемы контейнерных перевозок могут
увеличиться в 2-2,5 раза. Основной рост объемов контейнерных перевозок
будет происходить за счет растущего товарообмена между странами азиат­
ско-тихоокеанского региона и странами Европы, причем значительная часть
этого грузопотока может пойти транзитом через страны СНГ [4].
Все более широкое применение контейнеров на протяжении пример­
но пятидесяти лет было тесно связано с глобализацией торговли. Контей­
нер хорошо отвечал потребностям как стандартизированная единица от­
грузки, а превосходные характеристики контейнеровозов облегчали тор­
говлю настолько, что существенно ослабляется эффект расстояний [1].
В настоящее время прогнозируется рост доли контейнерных перево­
зок в транзитном сообщении через Россию с 7,5% от общего объема кон­
тейнерных перевозок холдинга РЖД (на 2010 год) до 15% (на 2015 год) [4].
Более того, планируется, что основной рост объемов контейнерных пере­
возок будет происходить за счет растущего товарообмена между странами
азиатско-тихоокеанского региона и странами Европы и к 2025 году соста­
вит 31,8 млн TEU [4]. Значительную долю займут в них железнодорожные
контейнерные перевозки, так как в части перспектив развития рынка пере­
возок грузов в контейнерах в России начиная с 2012 г. специалисты про­
гнозируют ежегодный прирост объема контейнерных перевозок, который
составит около 11,5% [4].
Данные заявления экспертов свидетельствуют о том, что железнодо­
рожные контейнерные перевозки на сегодняшний день - очень перспек­
тивная область и имеет большой потенциал. Это подтверждает создание
совместных предприятий разных стран с целью осуществление перевозок
по евроазиатскому коридору. Ярким примером является «Транс Евразия
Логистикс ГмбХ».
Компания «Транс Евразия Логистикс ГмбХ» (Trans Eurasia Logistics
GmbH) была создана как СП Германии и России в лице компаний «Дойче
Бан АГ» (Deutsche Bahn AG) и ОАО «Российские железные дороги» (РЖД)
4 марта 2008 года. 50 % акций принадлежат немецким железным дорогам
- 307 -
«Дойче Бан АГ» (10 % из них - компании Польцуг (Р о ^ ^ ), остальные
50 % - РЖД (20 % из них - дочернему предприятию РЖД ОАО «Транс­
Контейнер»). Штаб-квартира компании располагается в Германии (Бер­
лин), также имеются офисы в России (Москва) и в Китае (Пекин).
Рис. 1. Структура компании Транс Евразия Логистикс ГмбХ
Основной целью компании является разработка транспортных реше­
ний для грузовых перевозок между Европой, СНГ и Азией. Транс Евразия
Логистикс ГмбХ выступает в качестве организатора и оператора междуна­
родных грузовых перевозок.
«Под товарным знаком EAST WESTERN TRAINS компания Транс
Евразия Логистикс ГмбХ объединила все интермодальные железнодорож­
ные сообщения между Европой, Россией, Центральной Азией и Китаем. На
этой основе компания предлагает своим клиентам ежедневные железнодо­
рожные отправки по схеме Терминал - Терминал» [5].
Компания предлагает на рынке контейнерные перевозки грузов по
следующим маршрутам.
1. Европа - Россия/Центральная Азия.
1.1.
«Московит» - регулярный контейнерный поезд, курсирующий
между Дуйсбургом и Москвой с июня 2010 года. Непрерывное, надёжное и
быстрое железнодорожное транспортное сообщение, связывающее немец­
кий порт Дуйсбург со столицей России. Сообщение с Москвой в рамках
проекта Московит дополнено возможностью отправки грузов через транс­
- 308 -
портны е узлы Г р о с с б ее р е н и Б рест. П о ж ел ан и ю клиентов в озм ож н ость
п р едостав л ен и я к он тей н ер ов, м он и тор и н г грузов в п ути п о терри тории
БМ ОБ, терм инальны е усл уги , автодоставка на склад п олучателя, р еэк сп е­
ди ц и я в М алаш евиче. Д оступ н ы различны е станции отправления и н азн а­
чени я в зав и си м ости от п о т р еб н о ст ей клиентов.
В р ем я в пути: 7 д н ей из Д у й сб у р г а д о М осквы .
Частота: 5 отправлений в н едел ю (2 из Д уй сбурга и 3 из Г россбеерен а).
1.2. «Т ю бетей к а» - это ж ел езн о д о р о ж н о е с о о б щ ен и е м е ж д у эк о н о ­
м и ческ и развиты м и р еги он ам и Европы и бы стр орастущ им и цен тральн оа­
зиатским и ры нками. С начала 2 0 1 2 го д а ком пания п редлагает еж ед н ев н о е
ж ел езн о д о р о ж н о е с о о б щ е н и е м е ж д у 13 евр оп ей ск и м и ж ел езн о д о р о ж н ы м и
терм иналам и и 2 0 терм иналам и Ц ен тральной А зи и ч ер ез транспортны й
у зе л М алаш еви че/Б рест. Д оступ н ы различны е станции отправления и на­
зн ачен ия в зав и си м ости от п о т р еб н о ст ей клиентов.
В р ем я в пути: зави сит от м арш рута.
Частота: еж едн ев н о.
1.3. «М атрёш ка» - ж ел езн о д о р о ж н о е с о о б щ ен и е м е ж д у эк о н о м и ч е­
ски развиты м и реги он ам и Е вропы и р о сси й ск и м и пром ы ш ленны м и ц ен ­
трами. С сер еди н ы 2 0 1 2 года ком пания п редлагает еж ед н ев н о е со о б щ ен и е
м е ж д у 13 евр оп ей ск и м и ж ел езн о д о р о ж н ы м и терм иналам и и станциям и
Р о сси и ч ер ез транспортны й у зе л М алаш евиче/Б рест.
В р ем я в пути: зави сит от м арш рута.
Частота: еж едн ев н о.
2. Е вроп а - К итай.
2.1 . «Т игр» - регулярны й к он тей н ерн ы й п о езд , сл ед у ю щ и й п о м ар­
ш руту Г ерм ания (Д у й с б у р г) - К итай (П ек и н) ч ер ез Т ран сси би р ск ую м аги ­
страль.
В р ем я в пути: от 14 д о 26 дн ей .
Частота: еж ен ед ел ь н о.
2.2 . «Н овы й ш елковы й путь» - регулярны й к он тей н ерн ы й п о езд ,
сл ед у ю щ и й п о м арш руту Г ерм ания (Д у й с б у р г ) - К итай (Ч унц и н ).
С тоит обратить о с о б о е вним ание н а это т м арш рут, так как Т ранс Е в ­
разия Л оги сти к с Г м б Х - первая ком пания, возр оди вш ая В ел и к и й ш ёл к о­
вый путь п о сети ж ел езн ы х дор ог. «Н овы й транспортны й м арш рут из Ю го ­
В о ст о ч н о й А зи и в Е в р оп у бер ет св о е начало в г. Ч ун ц и н (Ю го-Зап адн ы й
К итай ), на ст. А л аш ан ьк оу (С У А Р К Н Р ) сты куется с казахстан ск ой ж ел ез­
н о д о р о ж н о й м агистралью , дал ее п р о х о д и т п о терри тор ии К азахстана, Р о с ­
сии , Б ел аруси , П ольш и и заверш ается в н ем ец к ом Д у й сб у р ге. К о н т ей н ер ­
- 309 -
ный поезд, который будет курсировать по транспортному коридору, полу­
чил название «Новый Шелковый путь» [6].
Время в пути: 17 дней.
Частота: раз в неделю.
3. Россия/Центральная Азия - Китай.
3.1. «Мультинет» - контейнерное железнодорожное сообщение меж­
ду Китаем и Россией. Более 40 доступных терминалов в Китае и России.
Предоставляется бесплатный возврат контейнеров.
Время в пути: зависит от маршрута.
Частота: до 5 отправлений в неделю.
3.2. «Центрально-азиатский экспресс» - контейнерное железнодо­
рожное сообщение между Китаем и Центральной Азией. Более дюжины
терминалов внутри Китая и России. Более 1000 доступных железнодорож­
ных направлений. Предоставляется бесплатный возврат контейнеров.
Время в пути: зависит от маршрута.
Частота: до 5 отправлений в неделю.
Основными задачами Транс Евразия Логистикс ГмбХ является уп­
рощение взаимоотношений между клиентами и материнскими компания­
ми, оказание качественных основных и предложение дополнительных ус­
луг клиентам.
Первостепенными задачами на ближайший год является увеличение
отправок поездов по Новому шелковому пути с одного раза в неделю до
двух, снижение времени в пути следования с 17 суток до 16 и упрощение
прохождения границ вплоть до «бесстыкового» следования поезда.
Также немаловажной задачей является постоянное совершенствова­
ние мер безопасности. На участках железнодорожного пути в СНГ за по­
грузочными единицами ведется постоянное наблюдение - в том числе во
время перевалки. Информацию о ходе транспортировки с места отправки
до места назначения при необходимости клиент может ежедневно полу­
чать в виде отчетов о статусе перевозки с указанием его актуального ме­
стонахождения. Дополнительно проводится опломбирование грузов GSMпломбой. GSM-пломба идеально защищает груз от хищения, поскольку
при вскрытии контейнера она немедленно подает оповестительный сигнал.
Особое внимание Транс Евразия Логистикс ГмбХ уделяет безопас­
ности окружающей среды. Компании, осознающие важность защиты ок­
ружающей среды, выбирают партнеров-перевозчиков с учетом не только
объема пакета услуг и надежной доставки груза, но обращая все более
пристальное внимание на их экологический баланс.
«Расчеты Экологического центра ДБ показывают, что выброс СО 2
поездов на 95 % ниже этого показателя воздушного транспорта. Расчетный
- 310 -
удельный выброс поездов составляет около 280 кг СО 2 на перевозимую
тонну груза, а авиатранспорт выбрасывает в атмосферу около 5000 кг СО 2
на тонну груза. Расчеты проведены для перевозок на расстояние около 12
тысяч километров преимущественно электрической тягой с учетом раз­
личных энергоносителей в транзитных странах» [5].
При пользовании железнодорожным транспортом налицо наилучшее
соотношение цены, времени в пути и пониженного уровня выбросов вред­
ных веществ в окружающую среду.
Библиографический список
1. Транспортные связи Европа-Азия. - ЕКМТ, 2006. - ISBN 92-821­
0381-1.
2. РЖД помогут Китаю в организации контейнерных перевозок в Ев­
ропу / Галлямова Ю. // РБК Daily. - 22.06.2012. - Режим доступа:
http://www.rbcdaily.ru/industry/562949984158902.
3. Организация контейнерных перевозок в цепях поставок с желез­
нодорожным тыловым терминалом / Панова Ю. Н., Карамышева М. С.,
Коровяковский Е. К. // Анализ и прогнозирование систем управления. 16.04.2012. http://aipsys.ru/
4. Справочная информация официального сайта ОАО «РЖД Логи­
стика». Контейнерные перевозки. По материалам Концепции комплексно­
го развития контейнерного бизнеса в Холдинге «РЖД». - Режим доступа:
http://www.rzdlog.ru/site/ru/info/containers/index.html.
5. Официальный сайт Транс Евразия Логистикс ГмбХ. - Режим дос­
тупа: http://www.trans-eurasia-logistics.com/index.php.
6 . РЖД Партнер. Елена Ушакова. Статья «Поезду Чунцин - Дуйс­
бург присвоено название «Новый Шелковый путь» от 11.11.2011. - Режим
доступа: http://www.rzd-partner.ru/news/different/371249/
Рецензент профессор Степанов А. Л.
- 311 -
УДК 659.113
Г. В. Ходова*, А. А. Исчанов
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*канд. физ.-мат. наук, доцент
ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКЛАМНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ТОРГОВОЙ ФИРМЫ
Исследована зависимость между факторным (расходы на рекламу) и результа­
тивным (объем реализации) признаками для торговой фирмы. Методами регрессионно­
корреляционного анализа определены параметры аналитической зависимости между
признаками. Получено количественное подтверждение наличия связи между признака­
ми.
зависимость, признак, регрессионно-корреляционный анализ, прогноз, модель.
Связи между признаками и явлениями ввиду их большого разнообра­
зия классифицируются по ряду оснований. Признаки по их значению для
изучения взаимосвязи делятся на два класса. Признаки, обусловливающие
изменение других связанных с ними признаков, называются факторными
или просто факторами. Признаки, изменяющиеся под действием фактор­
ных признаков, являются результативными.
Необходимо выделить роль факторов, которые положительно или
отрицательно влияют на результаты хозяйствования. Модель должна по­
зволять осуществлять количественный анализ важнейших причинно­
следственных связей между состоянием объекта, особенностями его внут­
ренней структуры и внешними воздействиями.
Связи между явлениями и их признаками классифицируются по сте­
пени тесноты связи, направлению и аналитическому выражению.
Посредством регрессионно-корреляционного анализа измеряется
степень (сила) влияния факторных признаков на результативные, устанав­
ливаются единая мера тесноты корреляционной связи и роль изучаемого
фактора в общем изменении результативного признака.
Рассмотрим задачу исследования зависимости между объемом реа­
лизации и расходами на рекламу фирмы по продажам мобильных телефо­
нов.
- 312 -
После ранжирования полученные значения факторного признака
представлены на рисунке 1.
600
500
= 400
р 300
4Е»
200
100
о
0
0,5
1
L.5
2
2.5
Расходы на реклалп~,млн.р.
Рис. 1. Исходные данные
В соответствии с рисунком 1 выбираем линейную зависимость, ха­
рактеризующую повышение объема реализации при возрастании расходов
на рекламу. Уравнение парной линейной регрессии имеет следующий вид:
y x = а + bx,
С1)
где y x - среднее значение результативного признака у при определенном
значении факторного признака х; а - свободный член уравнения; b - ко­
эффициент регрессии.
Выбрав форму связи и построив уравнение регрессии в общем виде,
найдем числовые значения его параметров методом наименьших квадратов
(МНК). Рассчитав с помощью метода наименьших квадратов параметры а
и b линейного уравнения регрессии, выражающего зависимость объема
реализации (у) от расходов на рекламу (х), получим уравнение регрессии:
ух = 233,8993 +129,8593 x.
(2)
Графическое изображение исходных данных и полученной зависи­
мости представлено на рисунке 2 .
- 313 -
Рис. 2. Зависимость объемов реализации от расходов на рекламу
И зм ерение тесноты связи. В аж ное м есто при оценке м одели занима­
ет изм ерение тесноты связи. Для этого применяется несколько показате­
лей. При парной связи теснота связи измеряется корреляционным отнош е­
нием (индексом корреляции):
Л = 41
Я
(3)
где Б у - общ ая дисперсия, характеризующ ая общ ую вариацию результа­
тивного признака у, объясняемую влиянием всех факторов, от которых он
зависит; БУ
- остаточная дисперсия, определяемая как сум ма квадратов
отклонения фактических значений результативного признака от расчетных
его значений. В нашем случае индекс корреляции м еж ду объем ом реализа­
ции и расходам и на рекламу
468 ,6 1 9
Л= 4 1
= 0,96.
7480,703
Квадрат корреляционного отнош ения называют индексом детерми2
нации (п ). Он равен 0,93.
- 314 -
Как уже было сказано, теснота связи может быть измерена корреля­
ционным отношением П- Кроме того, для измерения тесноты линейной
связи применяется показатель, по существу тождественный индексу кор­
реляции, но иной по форме. Это линейный коэффициент корреляции гху.
Он определяется по формуле:
= [ £ ( х _ У)(у - я
2.
(4)
^ ( х - X)2 £ ( у - у )2
В нашем случае
г =
ху
545,193
■
= = = 0,97.
^/4,214-74807,03
Линейный коэффициент корреляции может принимать значения от
-1 до +1, включая 0. Интерпретация выходных значений коэффициента
корреляции представлена в таблице 1.
Таблица 1
Значение
коэффициента
корреляции
Характер связи
Интерпретация связи
г
I
о
Оценка линейного коэффициента корреляции
Отсутствует
-
0 < гху <1
Прямая
-1< гху < 0
Обратная
Сувеличением х увеличивается у
С увеличением х уменьшается у, и на­
оборот
гху = 1
Функциональная
Каждому значению факторного при­
знака строго соответствует одно зна­
чение результативного признака
Обычно считают связь сильной, если гху > 0,7; средней тесноты при
0,5 < гху < 0,7; слабой при гху < 0,5.
Коэффициент детерминации (квадрат коэффициента корреляции)
показывает долю общей дисперсии результативного признака, которая
объясняется вариацией факторного признака. Коэффициент детерминации
будет
г 2 = 7 1 0 5 М 1 =0,95.
^
74807,03
- 315 -
Итак, показатели тесноты связи между объемом реализации и расхо­
дами на рекламу составляют 0,96 (п) и 0,97 (г,). Эти величины свидетель­
ствуют о весьма сильной связи между исследуемыми признаками.
Квадраты корреляционного отношения и линейного коэффициента
корреляции соответственно равны 0,93 и 0,95. Это означает, что удельный
вес влияния расходов на рекламу в общей сумме факторов, определяющих
объем реализации, составляет 93 и 95 %. Остальная часть возрастания объ­
ема реализации (дополнение до 100 %) объясняется воздействием других
факторов.
Оценка надежности параметров связи. Показатели регрессии и кор­
реляции - параметры уравнения регрессии, индексы или коэффициенты
детерминации и корреляции, рассчитанные для ограниченной по объему
совокупности, могут быть искажены действием случайных факторов. По­
этому нужно проверить, насколько эти показатели характерны для того
комплекса условий, в которых находится исследуемая совокупность, не
являются ли они результатом стечения случайных обстоятельств. Проверка
значимости (существенности) показателей регрессии и корреляции произ­
водится с помощью критериев математической статистики: критерия ? Стьюдента, дисперсионного критерия ^ - Фишера и др.
В нашем случае полученные значения критериев много больше кри­
тического значения Стьюдента. Следовательно, оба параметра значимы и
связь существенна.
Прогнозирование
результативного
признака.
Регрессионно­
корреляционные модели находят широкое применение для прогнозирова­
ния социально-экономических явлений и процессов [1]. Рекомендуется при
определении значений факторов не выходить за пределы трети размаха ва­
риации как за минимальное, так и за максимальное значение факторного
признака, имевшееся в исходной информации. Полученный точечный про­
гноз представлен на рисунке 3.
Необходимо сопроводить его значением средней ошибки прогноза
или доверительным интервалом прогноза с достаточно большой вероятно­
стью. В нашем случае получим доверительные границы: 584,519 ± 37, или
от 547,519 до 621,519 (млн р.). Интервал довольно широкий. Значительная
неопределенность прогноза связана с малым объемом выборки [2 ].
Изучение экономики, как и любой науки, складывается из ознаком­
ления с известными фактами и выявленными взаимосвязями между ними,
обоснования причинно-следственных отношений и математического опи­
сания этих взаимосвязей в виде некоторой модели. Современная наука ис­
ходит из взаимосвязи всех явлений природы и общества. Невозможно
управлять явлениями, предсказывать их развитие без изучения характера,
силы и других особенностей связи. Поэтому методы исследования, изме­
рения связей составляют чрезвычайно важную часть методологии научно­
го исследования.
- 316 -
Рис. 3. Точечный прогноз
Библиографический список
1. Каплан В. Е., Каплан А. В., Овечкина Е. В., Мащенко М. В. Ста­
тистическая обработка и анализ экономических данных. - М. : Феникс,
207. - 336 с.
2. Тихомиров Н. П., Тихомирова Т. М., Ушмаев О. С. Методы эко­
нометрики и многомерного статистического анализа. - М. : Экономика,
2011. - 640 с.
Рецензент профессор Мунжишвили Т.
- 317 -
УДК 651.81
Г. В. Ходова*, А. С. Яковлев
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*канд. физ.-мат. наук, доцент
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ УСЛУГ СВЯЗИ В РОССИИ
Проведен анализ основных показателей развития отрасли связи в России, иссле­
дованы тенденции их изменения, получены прогнозные оценки развития видов связи.
услуги, стационарный, связь, тренд, модель.
Отрасль связи представляет собой совокупность предприятий и тер­
миналов связи, обеспечивающих передачу информации, средств связи или
технических средств отрасли, а также услуг связи. Телекоммуникации ста­
новятся одним из ключевых факторов развития России в XXI веке.
В состав отрасли входят следующие виды связи:
• почтовая связь (почтовые и курьерские услуги);
• документальная связь (передача данных и документальных сооб­
щений: телеграф, Интернет и др.);
• телефонная связь (местная и междугородная);
• подвижная электросвязь (мобильные телефоны);
• радиовещание, телевидение и спутниковая связь.
Анализ динамики развития отрасли телекоммуникаций в последнем
десятилетии показывает, что несмотря на общий глубокий спад россий­
ской экономики отрасль в целом сохраняла достаточно устойчивые темпы
роста [ 1]. Последние пять лет отрасль связи и информатизации в России
выступает лидером среди наиболее динамично развивающихся. По темпам
роста отрасль связи опережает нефтедобывающую, газовую и пищевую
промышленность.
В данной работе представлено прогнозирование развития отрасли
связи в России. Предметом исследования данной работы является сово­
купность показателей, характеризующих деятельность отрасли связи в
России. Моделирование основной тенденции и получение прогнозных зна­
чений было осуществлено по основным показателям отрасли: количеству
квартирных телефонных аппаратов сети общего пользования на 1000 чело­
век населения по субъектам Российской Федерации и количеству зарегист­
рированных абонентских терминалов сотовой связи.
- 318 -
В таблице 1 представлено количество абонентских терминалов сото­
вой связи на 1000 человек населения Российской Ф едерации.
Таблица 1
Количество абонентских терминалов сотовой связи на 1000 человек населения
Уровень
Год
Количество абонентских терминалов сотовой
связи, штук на 1000 человек населения
1
2
3
4
5
6
7
8
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
121,5
247
497,1
865,5
1086
1205,6
1406
1624,2
В процессе работы с данными был составлен динамический ряд из 8
уровней и выбрана оптимальная модель тренда. При этом использовались
методы экспоненциального сглаживания и экстраполяции на основе ли­
неаризованных трендов [2], [3]. В х о д е проведённого анализа различных
м оделей были получены коэффициенты детерминации для каждой из них.
К оэф ф ициент детерминации м ож ет использоваться в качестве меры тесн о­
ты подборки и показывает, насколько точно кривая тренда прилегает к о б ­
лаку наблю дений периода ретроспекции. Оптимальной прогнозной м оде­
лью является та модель, коэффициент детерминации которой максимален.
П олученны е коэффициенты детерминации г 2 для каждой из рассм отрен­
ных м оделей приведены в таблице 2.
Таблица 2
Коэффициенты детерминации
Название модели
г2
Линейная
0,986105326
Экспоненциальная
0,88024
Степенная
0,985167
Гиперболическая 1-го типа
0,70636
Гиперболическая 2-го типа
0,66049854
Гиперболическая 3-го типа
0,992334
Логарифмическая
0,921111
Обратнологарифмическая
0,891188
Б-образная
0,910901
- 319 -
Максимальной детерминацией г 2= 0,992334 обладает гиперболиче­
ская модель 3-го типа, поэтому прогноз был построен на её основе. Полу­
ченный интервальный прогноз числа абонентских терминалов сотовой свя­
зи представлен на рисунке 1. Анализ числа абонентских терминалов сото­
вой связи показывает тенденцию к росту, и полученные прогнозные значе­
ния свидетельствуют о том, что существующая в последние годы тенден­
ция роста сохранится и в ближайший период.
■Ёерянял тра я н ца
■И и ж н яя гр а я н ца
■ Гнлербол н че с *а я 2 тГ'Э
функция
Рис. 1. Интервальный прогноз количества абонентских терминалов сотовой связи
на 2 0 1 2 -2 0 1 3 гг.
Далее был рассмотрен другой вид связи - квартирные телефонные
аппараты. В таблице 3 представлено количество квартирных телефонных
аппаратов сети общего пользования на 1000 человек населения Российской
Федерации.
Таблица 3
Количество квартирных телефонных аппаратов сети общего пользования
на 1000 человек населения
Уровень
Год
1
2004
Количество квартирных телефонных аппаратов,
штук на 1000 человек населения
226,2
2
3
2005
2006
240
256,2
4
2007
270
5
2008
276,2
6
2009
282,4
7
2010
283,7
8
2011
282
- 320 -
На рисунке 2 представлен построенный интервальный прогноз числа
квартирных телефонных аппаратов сети общего пользования. Из рисунка
видно, что в отличие от прогноза числа абонентских терминалов сотовой
связи число квартирных телефонных аппаратов сети общего пользования
показывает слабую тенденцию к росту. Таким образом, в России наблюда­
ется бурный рост числа пользователей мобильной связи в сочетании с
плавным ростом числа пользователей фиксированной телефонной связи.
с±
_______
5 1га '
о.
пз
Е
Е
_----------------------------------------------------* -----------
3
X
-е- 200 '
Ф
5
и 150
1СЛ и
3
X
о.
Е
Е_ юо ■
3
Ьй
О
5
Е
Г
♦
Верхняя гра ница
*
Кижниа граница
*
Стеленная функция
во ■
2004
2005
200Б
2007
2003
2009
2010
2011
2012 2013
Год
Рис. 2. Интервальный прогноз количества квартирных
телефонных аппаратов на 2 0 1 2 -2 0 1 3 гг.
В последнее время специалисты все чаще фиксируют отказы населе­
ния от домашних стационарных телефонов. Среди основных причин - уве­
личение тарифов для обычных проводных аппаратов, с одной стороны, и
развитие мобильной телефонии, с другой стороны. В итоге россияне дела­
ют выбор в пользу мобильника, отключая свои домашние проводные аппа­
раты от обслуживания, хотя пока большинство ещё не готово расстаться с
привычными для всех домашними телефонами. Полученные прогнозные
значения свидетельствуют о том, что существующая в последние годы
тенденция роста сохранится и в ближайший период.
Библиографический список
1. Макаров В.В. Телекоммуникации России. Состояние, тенденции и
пути развития. - М. : ИРИАС, 2007.
2. Минько Э.В., Минько А.Э. Методы прогнозирования и исследова­
ния операций. - М. : Финансы и статистика, 2010.
- 321 -
3.
Афанасьев В. Н., Юзбашев М. М. Анализ временных рядов и про­
гнозирование. - М. : Финансы и статистика, 2010.
Рецензент профессор Очин Е. Ф.
УДК 622.276
Д. Ю. Цыганкова, Д. А. Первухин*
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Экономический факультет
Кафедра системного анализа и управления
*д-р техн. наук, проф.
ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО
ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ РАЗВИТИЯ
В настоящее время такой вид топлива, как нефть, имеет уникальное и огромное
значение. Нефтяная промышленность - это крупный народнохозяйственный комплекс,
который живет и развивается по своим закономерностям. В статье проведена оценка
деятельности нефтедобывающего предприятия на примере ООО «Лукойл-Пермь» с ис­
пользованием прогнозных моделей. Стратегией стабилизации являются: снижение тем­
пов падения и стабилизация добычи нефти; финансовая стабилизация и усиление фи­
нансовой дисциплины; закрепление компании и расширение ее деятельности на рос­
сийском и мировом рынках нефти и нефтепродуктов.
системный анализ, прогнозирование, SWOT-анализ, регрессионный анализ.
В настоящее время такой вид топлива, как нефть, имеет уникальное
и огромное значение. Нефтяная промышленность - это крупный народно­
хозяйственный комплекс, который живет и развивается по своим законо­
мерностям. Нефть - наше национальное богатство, источник могущества
страны, фундамент ее экономики. Россия - единственная среди крупных
промышленно развитых стран мира, которая не только полностью обеспе­
чена нефтью, но и в значительной мере экспортирует это топливо. Нефть и
продукты ее переработки являются важнейшим экспортным ресурсом
страны.
- 322 -
Предметом исследования являются производственные процессы дея­
тельности компании и динамика основных показателей по добыче нефти
ООО «Лукойл-Пермь».
Целью статьи является выявление общих тенденций развития данно­
го предприятия, его место и роль в современной рыночной экономике,
анализ показателей деятельности ООО «Лукойл-Пермь».
Для достижения поставленной цели был решен ряд задач, таких как:
- анализ зарождения и развития нефтедобычи в России;
- анализ показателей деятельности предприятия ООО «ЛукойлПермь», выявление его значимости и конкурентоспособности;
- SWOT-анализ предприятия ООО «Лукойл-Пермь»;
- выявление методов повышения эффективности деятельности пред­
приятия.
Доля России в мировом балансе топливно-энергетических ресурсов
составляет 10%. Основные ресурсы нефти сосредоточены в Западно­
Сибирской нефтегазоносной провинции.
Нефть найдена и в других районах России: на Северном Кавказе, в
Прикаспийской низменности, на о. Сахалин, в шельфовых зонах Баренце­
ва, Карского, Охотского, Каспийского морей.
Добыча нефти сосредоточена в трех важнейших нефтегазоносных
провинциях, которые вместе дают свыше 9/10 всей российской нефти, в
том числе на Западно-Сибирскую провинцию приходится более 2/3, на
Волго-Уральскую - около 1/4 суммарной добычи.
Таблица 1
Добыча нефти в России по официальным данным за 2000-2011 гг.
Год
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Добыча нефти
(млн тонн)
324
348
380
421
459
470
Год
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Добыча нефти
(млн тонн)
481
491
488
494
505
511
Россия занимает второе место по производству мировой нефти:
9,5 млн баррелей в день.
- 323 -
Таблица 2
Добыча нефти с конденсатом в России и в мире за 2000-2010 гг.
Россия
Год
Мир
в целом,
млн тонн
Всего,
млн тонн
Доля в мире, %
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
3618
3603
3576
3701
3863
3897
3914
3938
3820
3755
3843
323
349
380
421
459
470
481
491
488
494
505
8,9
9,7
10,6
11,4
11,9
12,1
12,3
12,5
12,8
13,2
13,1
Западная Сибирь
доля
млн тонн
в России, %
220
68
237
61,8
264
69,5
298
70,8
326
71
333
70,9
335
69,8
338
68,8
332
68
323
65,3
318
63,2
На территории России нефть добывается на 2000 нефтяных и нефте­
газовых месторождениях, крупнейшие из которых находятся на шельфе
Сахалина, Баренцева, Карского и Каспийского морей.
Рассмотрим количество запасов нефти в России. По данным газеты
«Финансовые известия» от 16 декабря 2010 года, Россия занимает седьмое
место в мире по доказанным запасам нефти, которые оцениваются более
чем в 74 миллиарда баррелей (примерно 10 млрд тонн). Согласно докумен­
там, подготовленным к заседанию Совета безопасности РФ, запасы рос­
сийской нефти выработаны более чем на 50%, а текущий уровень добычи
(около 500 млн т нефти в год) может продержаться в течение 20-30 лет,
периодически увеличиваясь за счет ввода новых проектов и снижаясь из-за
истощения старых месторождений.
Исследуемая компания ООО «Лукойл-Пермь» является дочерней
компанией ОАО «Лукойл».
Компания юридически появилась в конце 1995. На сегодняшний мо­
мент это лидер по добыче нефти и газа на западном Урале. Группа пред­
приятий «Лукойл-Пермь» владеет 86 лицензиями на пользование недрами
с целью поиска, разведки и добычи углеводородов. Миссией компании яв­
ляется обращение природных ресурсов во благо человека.
Исходным материалом для проведения прогнозирования являются
показатели добычи нефти ООО «Лукойл-Пермь» в период с 2008 по 2011
год в тыс. тонн.
Анализируя показатели добычи нефти в целом, можно сказать, что
данные показывают отчётливую тенденцию к росту за указанный период,
эту общую тенденцию (движение на повышение или понижение) принято
называть трендом.
- 324 -
Таблица З
Исходные данные количества добытой нефти ООО «Лукойл-Пермь»
в период с 2008 по 2011 год (в тысячах тонн)
2008
2009
1 кв.
2 кв.
3 кв.
4 кв.
1 кв.
2 кв.
3 кв.
4 кв.
2648,3
5298,9
8065,5
10628,6
2780,4
5253,7
8025,7
11263,8
2010
2011
1 кв.
2 кв.
3 кв.
4 кв.
1 кв.
2 кв.
3 кв.
4 кв.
2785,8
5521,7
7843,9
10629,2
2980,6
5609,5
8986,3
12225,5
В зависимости от горизонта прогнозирования прогноз может разра­
батываться на очень короткий период времени - до месяца (например, не­
дельные или месячные прогнозы изменения количества добычи нефти), на
год, а также на 2-3 года (среднесрочный прогноз), 5 и более лет (долго­
срочный прогноз). В нашем случае прогноз будет разработан на следую­
щий квартал (на последующие 3 месяца).
Построим график изменения количества добычи нефти на ООО «Лу­
койл-Пермь» с 1 квартала 2008 года по 4 квартал 2011 года (рисунок).
Для выбора оптимальной прогнозной модели было использовано 7
моделей: линейная, гиперболическая 1-го типа, гиперболическая 2 -го типа,
гиперболическая 3-го типа, экспоненциальная, логарифмическая, степен­
ная. Для каждой из них были определены коэффициент детерминации и
величина стандартной ошибки.
Динамика добычи нефти (тыс. тонн)
Динам ика добы чи нефти
(тыс. тонн)
График изменения количества добычи нефти
в ООО «Лукойл-Пермь» в период с 2008 по 2011 г.
- 325 -
Таблица 4
Данные корреляционно-регрессионного анализа
Коэффи­
циент
детерми­
нации
Стандартная
ошибка $2
Тип линии тренда
Уравнение тренда
Линейная
Л
у (?) = 5063,6 + 217,1
0,29
Бу = 9548444,3
Гиперболическая
1-го типа
л
п ы п л (-4913,6)
у = 7947,4 + --------- —
0,3
Б2 = 9681944,5
0,35
$2 = 16045417,71
0,13
$2=
г2
1
Л
Гиперболическая
2-го типа
у? = 0,0002 + (-0,000007)?
Экспоненциаль­
ная
Л
у? = 4566,97* е0,03?
Л
у?
= 4238,43181 + 1393,214851п ?
Логарифмическая
Степенная
Гиперболическая
3-го типа
Л
у? = 1190,6206?0,853
Л
?
у = 0,0001 + 0,00018?
10079805,9
0,11
$2=
9408251,02
0,5
$2 = 1622617,1
0,5
Б 2 = 3620026572
При анализе данных за определенный интервал времени обнаружи­
ваются сезонные колебания, наблюдаемые в течение длительного периода.
В ходе выполнения работы решены поставленные задачи, проведен
анализ рынка нефти как в России, так и за рубежом, проведена оценка дея­
тельности компании, выявлены сильные и слабые стороны, определились
дальнейшие стратегии развития компании.
По завершении исследования и анализа основных характеристик
предприятия, несмотря на сложную ситуацию в России в связи с упадком
показателей добычи нефти, для преодоления кризисного влияния и повы­
шения конкурентоспособности удалось выявить стратегию стабилизации,
основными направлениями которой являются:
- снижение темпов падения и стабилизация добычи нефти;
- финансовая стабилизация и усиление финансовой дисциплины;
- закрепление компании и расширение ее деятельности на россий­
ском и мировом рынках нефти и нефтепродуктов;
- внедрение новых стандартов качества и культуры труда, техники
безопасности, охраны труда и защиты окружающей среды.
- 326 -
Таким образом, все проведенные анализы и исследования могут быть
полезными для оценки эффективности деятельности компании и для даль­
нейшего ее развития.
Библиографический список
1. Афанасьева О. В. Теория вероятностей и математическая стати­
стика : учеб. пособие / О.В. Афанасьева. - СПб. : Изд-во СЗТУ, 2005. С . 152-154.
2. Голик Е. С. Теория и методы статистического прогнозирования :
учебное пособие / Е. С. Голик, О. В. Афанасьева. - СПб. : Изд-во СЗТУ,
2007. - 182 с.
Рецензент профессор Вавжиняк В.
УДК 557.175.824
Б. Чернеевска-Сурма*, О. Сурма** , Д. Плуст* , М. Щигельски*
А. Гоман*
^Department of Commodity Sciences and Quality Assessment,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
**Department of Food Technology,
West Pomeranian University of Technology in Szczecin,
Papieza Pawla VI 3 St., Poland
РЫБЫ И РЫБОПРОДУКТЫ - ИСТОЧНИК ГИСТАМИНА
Гистамин является одним из наиболее важных биогенных аминов. Его содержа­
ние в рыбах и рыбопродуктах зависит не только от количественной и качественной ха­
рактеристик микрофлоры, но и от содержания предшественников гистамина, от опре­
деленной активности окружающей среды (вида, промыслового сезона, типа мышцы), а
также от применяемых технологических процедур и температуры хранения.
биогенные амины, гистамин, рыбы, рыбопродукты.
- 327 -
Введение
Все виды продуктов содержат амины, однако в небольших количест­
вах они не представляют прямой опасности для здоровья человека. Зато
они могут положительно влиять на органолептические преимущества про­
дуктов. Биогенные амины, в том числе гистамин, относятся к факторам,
формирующим вкус некоторых продуктов, например маринованных сар­
дин в уксусе (Kostyra i in. 1993).
Гистамин наряду с путресцином, кадаверином, спермином, спермидином и триптамином относится к группе биогенных аминов. Биогенные
амины являются низкомолекулярными соединениями азота щелочного ха­
рактера, образующимися под воздействием декарбоксилирования, аминирования или трансаминирования аминокислот.
Синтез биогенных аминов основан на замене от одного до трех ато­
мов водорода алкильной или арильной группы под действием эндогенных
ферментов. Реакции образования биогенных аминов протекают в живых
организмах, их присутствие наблюдается как в организмах животных, так
и в растительных клетках, а также бактериях (Smith 1980; Cieslik i Migdal
2011).
Биогенные амины делятся на три группы:
• алифатические,
• ароматические
• гетероциклические.
Алифатические 1 биогенные амины в живых организмах выполняют
многочисленные биохимические и физиологические функции. Среди них
выделяются моноамины - метиламин, диметиламин, триметиламин, этиламин, цистеамин, в-гидроксипропиламин, а также полиамины - триметилендиамин, тетраметилендиамин, пентаэтилендиамин, путресцин, спермидин, спермин, кадаверин и агматин. К ароматическим аминам относятся
адреналин, норадреналин, допамин и тирамин. Они играют роль ней­
ротрансмиттеров в организме, т. е. сопутствуют физиологическим процес­
сам путем ингибирования или стимуляции активности некоторых органов.
Гетероциклические амины присутствуют в желудочно-кишечном тракте,
печени, кожи, мышцах, лёгких и даже в лейкоцитах (Cieslik i Migdal 2011).
Они делятся на индолы, такие как триптамин и серотонин и имидазол,
включающие в себя гистамин, который является одним из наиболее из­
вестных из биогенных аминов (Izquierdo-Pulido i in. 1996).
1Кафедра товароведения и оценки качества, Zachodniopomorski Uniwersytet
Technologiczny w Szczecinie, ul. Papieza Pawla VI 3, 71-459, Szczecin, Польша.
2Кафедра технологии производства продуктов питания, Zachodniopomorski Uniwersytet
Technologiczny w Szczecinie, ul. Papieza Pawla VI 3, 71-459, Szczecin, Польша.
- 328 -
Гистамин (ß-имидазол - этиламин) относится к биогенным аминам,
которые вырабатываются в метахроматических клетках, а также в неболь­
ших количествах в гранулоцитах, лимфоцитах CD4, CD 8 и тромбоцитах.
По Casale (1988), его содержание в тучных клетках колеблется от 4
до 10/^г клетке, в свою очередь в базофилах 1 ^г/ клетке.
Гистамин - это биогенный амин, образующийся в результате декарбоксилирования гистидина под влиянием ферментов: гистидиновой декар­
боксилазы (удельной) и активной только в определенных тканях и неспе­
цифической декарбоксилазы, называемой декарбоксилазой ароматических
аминокислот, которая чаще всего отвечает за образование гистамина
(Czemiejewska-Surma 2006). Основным элементом строения гистамина яв­
ляется кольцо имидазолa. Гистамин влияет на организм человека при по­
мощи четырех типов рецепторов: H1, H2, H3, H4. Причём рецепторы H1,
H2 и H3 расположены на поверхности клеточных мембран. В свою очередь
рецептор H4 (Hic) находится внутри клетки (Brandes i La Bella 1993).
Гистамин играет большую роль в организме. Он присутствует в
большинстве тканей, крови и различных органах. Он играет роль как в фи­
зиологических, так и в патофизиологических процессах.
Одна из основных функций гистамина - это его влияние на сердеч­
но-сосудистую систему. Действие на сердечно-сосудистую систему состо­
ит в расширении капилляров, снижении артериального давления и тахи­
кардии.
Расширение кожных сосудов приводит к появлению покраснения на
лице, шее и груди. После употребления продуктов, богатых гистамином,
может появиться крапивница.
Гистамин регулирует выделение соляной кислоты в желудке с по­
мощью рецепторов H2. Блокада этих рецепторов, как утверждает Taylor
(1985), понижает образование желудочного сока.
Гистамин оказывает также влияние на нервную систему. Его избы­
ток вызывает возбуждение опорно-двигательного аппарата, чувство трево­
ги и даже судороги (Schwartz 1985). Гистамин также влияет на появление
периодических головных болей. Причем, как утверждают Zagorecka и др.
(1998), причиной этому может быть пища, содержащая большое количест­
во гистамина, что вызывает приступы мигрени. Это соединение также
влияет на функцию мочеполовой системы. Как утверждают White и
Rumbold (1988), у женщин гистамин влияет на гладкие мышцы и вызывает
сокращение матки. Он является одним из элементов аллергических воспа­
лений. Изначально он стимулирует проницаемость эпителия и эндотелия, a
также расслабление мышц гладких сосудов, бронхоспазм, отёк и повыше­
ние выделения слизи.
- 329 -
Этот амин участвует в более поздней форме аллергических реакций,
за которые отвечают не только тучные клетки, но и главным образом базофилы.
Как считают Мюллер и др. (2001), гистамин является иммуномоду­
лятором, действующим путем стимуляции рецепторов Н 2 и H 4 (Müller i in.
2001).
2 Факторы, влияющие на образование гистамина
Гистамин может быть не только выработан в организме, но и полу­
чен вместе с пищей. Причем его количество зависит от типа продукта и
степени его переработки. Его присутствие в сырье, полуфабрикатах и го­
товой продукции зависит от многих факторов. Основным фактором,
влияющим на образование гистамина в пищевых продуктах, являются ко­
личество и тип микроорганизмов, обладающих способностью создавать
гистамин. Как сообщает Scheibner (1991), к микроорганизмам, способным
вырабатывать гистамин из гистидина, относятся Pseudomonas aeruginosa,
Clostridium perfringens, Escherichia coli, Salmonella spp., Shigella spp.,
Klebsiella spp., Proteus spp., Streptococcus spp., Pediococcus cerevisiae,
Bacillus spp., Lactobacillus spp.
В зависимости от уровня образования гистамина микроорганизмы
делятся на две группы:
• способны производить свыше 100 мг гистамина в 100 г продукта,
во время короткой инкубации (> 24 часов) при температуре 15 °C (Proteus
morganii, Enterobacter aerogenes, Clostridium perfringens, Klebsiella
pneumoniae);
• способны производить меньшее количество гистамина (менее 25
мг в 100 г) даже при длительной инкубации (>48 часов) при температуре
30 °C.
Микроорганизмы, обладающие способностью к производству гиста­
мина, воздействуют на отдельные группы продуктов питания в различной
степени, например, основным производителем гистамина в рыбе является
Morganella morganii (Klausen i Huss 1987). Было показано, что в стационар­
ной фазе эти микробы могут производить до 5253 частей на миллион при
оптимальной температуре 25 °C. При температуре 15 °С это значение
уменьшается до 279 частей на миллион и полностью ингибируется при
температуре 4 °С. В то же время в рыбах, исходный уровень этого микро­
организма в которых был низким, наблюдалось небольшое накопление
гистамина в мышечной ткани (67,1 мг/100 г) после 6 дней хранения (Kim i
in. 2012). Авторы не отметили образование гистамина при температуре
1°С, что указывает на то, что быстрое охлаждение рыбы может привести к
ограниченному производству гистамина. Причем, как утверждает
- 330 -
Scheibner (1991), большинство микроорганизмов, способных к трансфор­
мации аминокислот в биогенные амины, может иметь больше чем одну де­
карбоксилазу.
Из-за разнообразия видов, сортов и внутривидовой микрофлоры,
участвующих в образовании гистамина, трудно определить однозначно
диапазон оптимальных температур для его возникновения.
На уровень гистамина в продуктах питания, в том числе в рыбе и
рыбопродуктах, влияет значение показателя pH, потому что декарбоксила­
за своеобразная, которая является ферментом, преобразующим гистидин в
гистамин, наивысшую активность достигает при рН 6-7 (Stanosz i in. 2005).
Продукты питания с высокой кислотностью, например свинина, характе­
ризуются меньшим содержанием гистамина, чем продукты с меньшей сте­
пенью кислотности, например пресноводная рыба.
На образование гистамина оказывает влияние температура. Опти­
мальная температура для декарбоксилирования гистидина составляет 37 °С
(Pan i James 1985). Поэтому в зависимости от температуры хранения сы­
рья, полуфабрикатов и продуктов питания, а также от температур в про­
цессе производства наблюдаются различия по содержанию гистамина. На­
пример, в Scomberomorus maculatus, хранящихся при температуре 24 °С в
течение двух дней, было отмечено, что содержание гистамина по истече­
нию 24 часов хранения этих рыб возросло до 18 p.p.m, а после 2 дней - до
238 p.p.m (Kim i in. 2012).
Содержание солей имеет значение для образовании гистамина. Соль
- это консервант, уменьшающий активность воды (aw) и в то же время
тормозящий развитие микроорганизмов (за исключением галофильных
микроорганизмов). Как показали Fonberg-Broczek и др. (2003), в малосоль­
ной сельди уровень гистамина в процессе хранения увеличился. Зато в со­
лёной сельди не наблюдалось увеличения содержания амина. Отсюда
можно сделать вывод о том, что способ хранения продукта влияет на уро­
вень гистамина.
Все эти факторы являются основными, влияющими на количество
образующегося гистамина в пищевых продуктах. Кроме количественного и
качественного состава микрофлоры, рН окружающей среды, температуры
и количества соли, на содержание гистамина в сырье, полуфабрикатах и
готовoй продукции влияют такие факторы, как:
• закваски, использующиеся, например, в производстве колбас в
процессе ферментации;
• активность фермента;
• присутствие SH2 и CO2;
• aктивность воды в окружающей среде.
Взаимоотношения между этими компонентами определяют конечное
содержание гистамина и зависят от вида пищевого продукта.
- 331 -
3 Содержание гистамина в рыбе и рыбопродуктах
Sikorski (2004) указывает, что 71% поверхности Земли занимают мо­
ре, океаны и пресные воды, в которых проживет более 20 тысяч изученных
разнообразных видов рыб. Известно, что эта цифра несколько выше, чем
сумма всех высших позвоночных, включая земноводных, птиц и млекопи­
тающих.
Животные, принадлежащие к царству рыб, характеризуются значи­
тельным разнообразием. Отдельные их виды представляют собой различ­
ные формы, размеры, цвета, способы приёма пищи и размножения.
Некоторые обладают способностью дышать атмосферным воздухом,
другие не чувствительны к низким температурам вод Арктики и Антарк­
тиды, третьи живут в горячих или болотистых, густо покрытых водорос­
лями водах посреди джунглей (Zalachowski 1997).
Рыбы - это водные организмы, отлавливаемые с целью их употреб­
ления или переработки. Эти животные в зависимости от вида имеют раз­
ные формы. Рыбы, пойманные для употребления в пищу, достигают раз­
меров от нескольких сантиметров до нескольких метров в длину. Наиболее
потребляемыми элементами рыбы, как пишет Sikorski (2004), являются бе­
лые и красные мышцы, которые в зависимости от анатомии рыбы разме­
щены в разных частях тела.
Мясо рыбы является мясом весьма нестабильным и восприимчивым
к неблагоприятным биохимическим и микробиологическим изменениям,
что приводит к снижению их сенсорного качества и пищевой ценности.
Склонность к быстрому разложению и порче мяса, в частности, связано с
высоким содержанием воды, ненасыщенных жиров, белков, ферментов,
рыхлой структурой мышц и наличием микрофлоры.
Высокая активность воды на поверхности и в мясе рыбы создает
идеальные условия для развития микрофлоры, которая при благоприятной
для нее температуре может размножаться путем деления каждые 20 минут.
Её высокий уровень оказывает наибольшее влияние на ускоренное разло­
жение рыбы.
Другим фактором, который существенно влияет на скорость порчи
сырой рыбы, являются ферменты. К ним относятся протеазы, находящиеся
в тканях животных, и катепсины, расположенные в мышцах. Они вызыва­
ют разложение белка с образованием кислой реакции среды.
Во время хранения тушки рыбы большую роль в автолизе мышечных
тканей играют ферменты, появляющиеся внутри рыбы, которые, проникая
в мышцы, запускают в них неблагоприятные процессы (Czerwinska 2009;
Kolanowski 2012).
Гистамин наряду с триметиламином является самым важным ами­
ном, находящимся в рыбах. В то же время это показатель свежести и тех­
- 332 -
нологической полезности, кроме того, свидетельствует о соблюдении
принципов безопасности пищевых продуктов, таких как, например, Систе­
ма анализа рисков и критических контрольных точек (НАССР), Хорошая
производственная практика (ОМР) и Хорошая практика гигиены (ОНР)
(D^browski i in. 1970; Czerniejewska-Surma i in. 2013).
Среди торговых продуктов, изготавливаемых из рыбы, можно выде­
лить следующие:
• свежая рыба - тушки, куски, филе (с кожей или без);
• мороженная рыба - блоки филе, рыбные палочки;
• фарш рыбный - в зависимости от степени раздробления - фарш,
механическое разделка мяса рыбы (МСМ), рыбные палочки;
• солёная рыба - с водой или без;
• маринованная рыба;
• копчёная рыба - горячего, теплого или холодного копчения;
• сушёная рыба;
• рыбопродукты - солёная или пряного посола, копчёная;
• рыбные консервы - в собственном соку, в томатах или в масле,
желе или рыбные паштеты;
• полуфабрикаты;
• рыбные изделия (РК-А-86770).
Согласно Yamanaka и др. (1986), а также Ben-Gigirey и др. (1998), со­
держание гистамина в свежей рыбе является её характерной чертой. Для
примера, в оставленной на борту корабля рыбе Thunnus alalunga при тем­
пературе 15,5 ... 23,5 °С меньше 12 часов содержание гистамина было не­
значительным - менее 4 р .р .т. Зато в тунце содержание гистамина превы­
сило 50 р .р .т (Ben-Gigiery i т . 2008).
Факторами, влияющими на содержание гистамина в рыбе, является
сезон рыбной ловли и тип мышцы (Czerniejewska-Surma 2006).
Рыба, пойманная в зимний период, содержит больше микроорганиз­
мов, ответственных за синтез гистамина, чем в весенний улов (Simidu i
ШЫЫ 1954; Yoguchi i т . 1990). Также в течение очередных месяцев колеб­
лется содержание гистамина в мышцах свежепойманной рыбы. Как сооб­
щают Czerniejewska-Surma и др. (1996), балтийская сельдь ( ^ ^ а
harengus) в апреле содержит большее количество этого амина, чем рыбы
того же вида, но мартовского улова. Сезонность касалась также и появле­
ния микроорганизмов в морской воде. Микроорганизмы, производящие
гистамин, проявляли весеннюю тенденцию, и численность их уменьша­
лась, когда температура воды превышала 22 ^ (Okuzumi i т . 1991).
По мнению многих исследователей, содержание гистамина в темных
мышцах рыбы преобладает над её уровнем в светлых мышцах. Ganowiak и
- 333 -
др. ( 1979 , 1981) неоднократно обнаружили более высокое содержание гис­
тамина в рыбе с преобладанием темных мышц, чем в рыбе, содержащих в
большей части мышцы белые. С2егте)е,№8ка- 8и гта (2006) установила, что
большее количество гистамина в мышцах живота отслеживается у балтий­
ской сельди, чем в спинных и боковых мышцах независимо от срока улова.
Белая ткань мяса рыб содержит около 0,5 мг% гистидина, в то время
как серое мясо является носителем от 210 до 726 мг% аминокислот, обра­
зующих гистамин в процессе разложения как автолитически, как и под
воздействием бактерий (Оапо'шак 1990).
Факторами, влияющими на содержание гистамина в мышцах непереработанных рыб, являются время и температура хранения (ОеПеГ; i т .
1992; ОеёНк i М ^ёа! 2011). Как показал ЩЬго’№8к1 и др. (1970), даже не­
сколько дней хранения рыбы с момента её улова приводит к существенно­
му увеличению содержания гистамина.
Многие исследователи подчёркивали зависимость между температу­
рой хранения и уровнем гистамина в мышцах рыб. Например, Моо&е и др.
(1981) при хранении сардины в холодной морской воде и при комнатной
температуре отметили большее количество гистамина в сардинах, храня­
щихся при комнатной температуре. Моги и др. (1988) обнаружили повы­
шенную его концентрацию в рыбе, хранившейся при температуре 20 °С по
сравнению с хранившейся при 10 °С. Во время хранения скумбрии в раз­
личных температурных условиях ОеёНк и Migda^ (2011) наблюдали разли­
чия по содержанию гистамина в мышцах и в печени этой рыбы. После 18
дней хранения при температуре 0 °С они не отметили большего количества
этого амина. Кроме того, авторы показали, что хранение этих рыб со льдом
до их порчи вызывало увеличение содержания гистамина только до 50
мг/кг максимально. В противном случае, отмечает 8Иа1аЬу (1996), количе­
ство токсичных аминов в сардинах, хранящихся как в холодильнике, так со
льдом, наблюдалось уже в стадии разложения.
Daczkowska-Kozon и др. (1995) при хранении леща и сельди разных
периодов улова со льдом заметили разное увеличение содержания гиста­
мина в зависимости от сезона ловли рыбы. Обнаружили различия роста
уровня этого амина в зависимости от вида исследуемых рыб. Хранившийся
при сниженной температуре в течение 11 дней лещ содержал больше гис­
тамина, чем сельдь. Эти отличия объясняются различиями в составе мик­
рофлоры этих рыб.
Содержание гистамина в рыбных консервах очень разнообразно и
колеблется в диапазоне от 0,01 до 2000 мг/кг. Влияет на него как техноло­
гический процесс, температура и время хранения, так и гигиена производ­
ства, а также качество используемого сырья и вида консервов
(Czeгniejewska-Suгma 2006).
- 334 -
По Kukulowicz (2011), за рост уровня гистамина в рыбных продуктах
отвечают, в частности, микроорганизмы, которыми эти продукты были
инфицированы. Среди них: Proteus spp., Enterobacter spp., Staphylococcus
spp., бактерии молочной кислоты, галофильные и психрофильные микро­
организмы, находящиеся в морской воде.
По мере хранения рыбных консервов из сельди в течение 12 месяцев
Czerniejewska-Surma и Stanisz (1991) наблюдали снижение содержания
гистамина, который был ниже у консервов без утечки тепла, чем у консер­
вов с утечкой тепла.
В свою очередь Ganowiak и др. (1987) не наблюдали изменения
уровня этого амина во время полугодового хранения консервов при темпе­
ратуре 10 °C как во время созревания этих продуктов в течение первых
двух месяцев хранения, так и в последующие месяцы. В исследованиях,
которые проводили Koh i Park (1982), также не было отмечено повышения
уровня гистамина в консервах из скумбрии, хранящихся при температуре
холодильного оборудования, а также при комнатной температуре.
Как сообщают Ganowiak и др. (1990), правильно проведенный про­
цесс стерилизации рыбных консервов гарантирует замедление роста со­
держания гистамина в этих продуктах. Тем не менее процесс стерилизации
не снижает его содержимого, так как гистамин не разлагается.
5
4.5
4
3.5
3
0 miesi^cy
2.5
1 miesigc
2
2 miesigce
1.5
6 miesi^cy
1
0,5
0
makrela w sosie
wtasnym
makrela w sosie
pom idorow ym
filety z morszczuka
paprykarz
w oleju z dodatkiem szczecinski
Рис. 1. Содержание гистамина в рыбных консервах при хранении
(Ganowiak и др. 1990)
- 335 -
Lönnberg и др. (1980) наблюдали влияние гигиены производства на
скорость биохимических изменений в рыбе при производстве рыбных кон­
сервов из скумбрии, хека и «паприкажа». Эти исследования показали, что
консервы, производимые на заводах, где не соблюдаются правила техноло­
гического режима, имели больше гистамина, чем консервы, производимые
на заводе, где следуют технологическому режиму. Tunsi i Tsai (1991) под­
чёркивают, что охлаждение рыбы перед укладкой ее в банки уменьшает
содержание гистамина в рыбах.
Технологическим процессом, существенно влияющим на качество
микрофлоры рыб, является процесс их копчения. Действие коптильного
дыма уничтожает бактерии и предотвращает окисление жира, содержаще­
гося в рыбе (Kukulowicz 2011). Содержание гистамина в копченых рыбных
продуктах зависит не только от применяемых технологических процедур,
но и от вида и срока улова сырья. Содержание этого амина находится в
диапазоне от 0,1 до 1788 мг/кг (Schulze и Zimmermann 1982; Pechanek и др.
1983; Ganowiak и др. 1988, 1990, 1991; Gajewska и др. 1991; CzerniejewskaSurma и др. 2012).
Исследования Czerniejewskiej-Surmy и др. (2012) показали, что уже
само сырьё для копчения содержит разное количество гистамина. Авторы
отметили, что содержание этого амина в сельди, предназначенной для коп­
чения, было меньше в два раза, чем в макрели. Как Zotos и др. (1995), так и
Czerniejewska-Surma (2012) считают, что повышение уровня гистамина
происходит в процессе копчения. Авторы указали на то, что во время тех­
нологических процессов, предшествующих копчению, концентрация этого
амина меняется незначительно. Его содержание непосредственно после от­
таивания макрели было в несколько раз ниже, чем при копчении.
Способ копчения влияет на содержание этого амина. В готовом про­
дукте, как показала Czerniejewska-Surma (2006), - в скумбрии, копченой
холодным способом, при хранении как при комнатной, так и при понижен­
ной температуре, возникает меньше гистамина, чем в рыбе того же сорта
горячего копчения.
Посол рыбы производится с целью консервирования. Использование
раствора поваренной соли вызывает насыщение им сырья и одновременно
подавляет развитие микроорганизмов и денатурирует белок. Существенное
влияние на процесс консервирования имеет концентрация соли в растворе
- чем выше, тем эффект консервирования становится более благоприят­
ным (Kolakowski 2007).
По данным различных исследователей, концентрация гистамина в
соленых рыбных продуктах отличается в зависимости от концентрации
используемого раствора поваренной соли. Как сообщают Wendakoon и
Sakaguchi (1993), рассол концентрации 1% стимулирует секрецию гиста­
мина, а при концентрации 3% или выше тормозит его производство. В
- 336 -
свою очередь P^conek и др. (1997) обнаружили, что галофильные бактерии
также способны производить этот амин. Kolakowski (2007) утверждает, что
в мясе жирных рыб, которые хранятся при комнатной температуре, унич­
тожение микрофлоры, имеющей способность к декарбоксилированию гис­
тидина, происходит при концентрации 4% NaCl.
Исследования Czerniejewskiej-Surma и др. (2013a) показали, что со­
держание гистамина в соленых рыбах зависит от периода её ловли.
Мнения среди исследователей на тему влияния температуры и вре­
мени хранения соленой рыбы на содержание гистамина разделились.
Karnop (1988 год) не наблюдал изменений содержания гистамина в соле­
ной рыбе, хранящейся в диапазоне температур от 5 до 20 °C. Также
Fonberg-Broczek и др. (2003) не указали на увеличение содержания гиста­
мина в процессе хранения рыбы при температуре холодильного оборудо­
вания и комнатной температуре. В свою очередь исследование
Czerniejewskiej-Surma и др. (2013a) показало рост гистамина в соленом
фарше, особенно после 4 недель его хранения.
Содержание гистамина в маринованных рыбных продуктах тесно
коррелирует с концентрацией уксусной кислоты, которая вызывает подкисление. Обзор литературы показывает, что содержание гистамина в ма­
ринованных рыбных продуктах колеблется от ничтожно малых количеств
до 2400 мг в 1 кг продукта (Fucker и др. 1974; Wada и Koizumi 1986;
Czerniejewska-Surma и Stanisz 1991a; Fuselli и др. 1994). Причем, согласно
Ganowiak и др. (1990), температура хранения рыбных маринадов влияет на
концентрацию гистамина. Как показали исследования Eung и др. (2003),
гистамин накапливается быстрее при комнатной температуре, чем при
низкой.
Заключение
Гистамин является одним из наиважнейших аминов, возникающих в
рыбе, одновременно он является показателем свежести рыбы и ее пригод­
ности для переработки и употребления. Его содержание в рыбе и рыбопро­
дуктах зависит не только от количествен^й и качественшй характеристик
микрофлоры, но и от содержания предшественников гистамина, опреде­
ленной активности окружающей среды и экологических условий, таких
как показатель рН, температура, концентрация соли, активность воды в
среде.
Содержание гистамина в рыбах зависит не только от их вида, но и от
сезона их улова. Также некоторые технологические процедуры и темпера­
тура хранения влияют на его содержимое.
Гистамин не разрушается во время обработки и приготовления и,
следовательно, может представлять опасность для здоровья потребителей,
- 337 -
если он содержится в больших количествах. В соответствии с Постановле­
ниями Европейской комиссии (ЕС) № 178/2002 и 1441/2007 в странах Ев­
ропейского Союза содержание гистамина в рыбах не должно превышать
200 мг в 1 кг продукта.
Библиографический список
1. Ben-Gigirey B., Craven C., An H. Histamine formation in albacore
muscle analyzed by AOAC and enzymatic methods. J. Food. Sci., 1998, б3,
s. 210-214.
2. Brandes L., La Bella F.S. Identification of intracellular histamine recep­
tors (Hic) that regulates cell proliferation. Adv. Biosci., 1993, 89, s. 31-47.
3. Casale T.B. Histamine H1 and H2 receptors. [w: H1 and H2 histamine
receptors, Red. G. Settipane]. Providence. RI.Ocean Side Publicat, 1988, s. 14­
20 .
4. Ciešlik I., Migdal W. Aminy biogenne w žywnošci. Bromat. Chem.
Toksykol., 2011, 34 (4), s. 1087-109б.
5. Czerniejewska-Surma B. Wplyw wybranych czynnikow biologicznych
i zabiegow technologicznych na zawartošc histaminy w artykulach
žywnošciowych. AR Szczecin. Rozpr. hab., 200б.
6. Czerniejewska-Surma B., Balejko J., Surma O. Wplyw wybranych
zabiegow technologicznych na zawartošc histaminy w rybach w^dzonych. Post.
Tech. Przetw. Spož., 2012, 2, s. 7б-78.
7. Czerniejewska-Surma B. Zawartošc histaminy w mi^šniach šledzia
baltyckiego (Culpea harengus membrans L.) [w: Post^py w technologii,
przechowalnictwie i ocenie jakošci žywnošci]. XXVII Sesja Naukowa Komitetu
Technologii i Chemii Žywnošci PAN, Szczecin 27 - 28 czerwca 199б. AR,
Szczecin, s.. 1б5-1бб.
8 . Czerniejewska-Surma B., Balejko J., Surma O. Wplyw wybranych
zabiegow technologicznych na zawartošc histaminy w rybach w^dzonych. Post.
Tech. Przetw. Spož., 2012, 2, s. 7б-78.
9. Czerniejewska-Surma B., Surma O., Plust D., Iwanski R., Tymczyna P.
The venison - meat safe?. Bezpieczenstwo šrodowiskowe. Red. T. Zaborowski.
Wyd. IBEN, Gorzow Wlkp-Poznan, 2013, rozdz. 8 , 85-98.
10. Czerniejewska-Surma B., Balejko J., Surma O., Plust D. Zmiany
zawartošci histaminy w solonym farszu rybnym podczas jego produkcji i
przechowywania w temperaturze chlodniczej. Post. Tech. Przetw. Spož., 2013a,
1, s. 75-77.
11. Czerniejewska-Surma B., Stanisz R. Zawartošc histaminy w šledziu
baltyckim i w konserwach z niego wyprodukowanych [w: Procesy
technologiczne a wartošc odžywcza žywnošci]. XXI Sesja Naukowa Komitetu
- ЗЗ8 -
Technologii i Chemii Zywnosci PAN, Olsztyn 24-25 wrzesnia 1991. Wyd.
JANKAR Olsztyn.
12. Czerniejewska-Surma B., Stanisz R. Zawartosc histaminy w sledziu
baltyckim, przetworach solonych, marynowanych [w: 40 lat Wydzialu
Rybactwa Morskiego i Technologii Zywnosci]. Materialy sesji naukowej,
Szczecin 20-22 wrzesnia 1991a. Red. W. Zalachowski. AR, Szczecin, 95.
13. Czerwinska D. Ryby w gastronomi. Czas na ryby. Przeg. Gastron.
2009, 7-8, s. 7-8.
14. D^browski T., Kolakowski E., Gregorowicz E. Badania nad
przydatnosci^ histaminy do oceny stopnia swiezosci sledzia baltyckiego. Prac.
MIR, 1970, 15 (3), s. 171-182.
15. Daczkowska-Kozon G., Czerniejewska-Surma B., Kolakowska A.,
Masluch-Sujkowska R. Effect of cold storage time of roach (Rutilus rutilus L.)
on microbiological, chemical and sensoric indices of fish quality. Acta Ichthyol.
Piscat., 1995, 25, 2, s. 111-120.
16. Eung H.L., Jeong S.L., Kwang T.S., Jin S.K. Quality stablility of vin­
egar pickled sardine during storage. J. Korean. Agric. Chem. Soc., 2003, 36,
s. 346-351.
17. Fonberg-Broczek M. Sawilska-Rautenstrauch D. Windyga B.
Sciezynska H. J^dra M., Badowski P. Urbanek-Karlowska B. 2003. Zawartosc
histaminy i tyraminy w zaleznosci od jakosci mikrobiologicznej sledzi solonych,
przechowywanych w roznych temperaturach. Rocz. PZH, 2003, 54, s. 87-95.
18. Fücker K., Meyer R.A., Pietsch H. Dünnschichtelektrophoretische
Bestimmung biogener Amine in Fisch und Fischprodukten im Zusammenhang
mit Lebensmittelintoxikationen. Nahrung, 1974, 18, s. 663-669.
19. Fuselli S.R., Casales M.R., Fritz R., Yeannes M.I. Microbiology of the
marination process used in anchovy (Engraulis anchoita) production. Lebensm.
Wiss. Technol., 1994, 27, s. 214-218.
20. Gajewska R., Lipka E., Ganowiak Z. Poziom histaminy i tyraminy w
wybranych srodkach spozywczych. Rocz. PZH, 1991, 42 (1), s. 1-7.
21. Ganowiak Z. Zatrucia pokarmowe wywolane zwi^kszon^ zawartosci^
histaminy w rybach i przetworach rybnych. Biul. MIR, 1990, 1-2, s. 65-66.
22. Ganowiak Z., Gajewska R., Lebiedzinska A. Badania nad zawartosci^
histaminy w rybach i przetworach rybnych. Biul. MIR, 1979, 5, s. 42-44.
23. Ganowiak Z., Gajewska R., Lebiedzinska A. Zawartosc histaminy w
rybach i przetworach rybnych. Rocz. PZH, 1981, 32, s. 217-221.
24. Ganowiak Z., Gajewska R., Lebiedzinska A. Badania nad zawartosci^
histaminy w wybranych importowanych konserwach rybnych oraz w serach
produkcji krajowej. Rocz. PZH, 1987, 38, s. 44-48.
25. Ganowiak Z., Gajewska R., Lipka E. Zawartosc histaminy w
wybranych srodkach spozywczych. Rocz. PZH, 1988, 39 (4), s. 282-290.
- 339 -
26. Ganowiak Z., Gajewska R., Lipka E. Wplyw zabiegow
technologicznych na zawartošc histaminy w przetworach rybnych. Rocz. PZH,
1990, 31, s. 3-4.
27. Ganowiak Z., Gajewska R., Lipka E. Zawartošc histaminy w rybach i
przetworach rybnych dost^pnych na polskim rynku w 1990 roku. Przem. Spož.,
1991, (45) 9, s. 223-235.
28. Geliert G.A., Ralls J., Brown C., Huston J., Merryman R. Scombroid
fish poisoning. Underreporting and prevention among noncommercial recrea­
tional fishers. West J. Med., 1992, 157 ( 6), s. 645-647.
29. Izquierdo - Pulido M., Hernndez - Jover T., Marine - Font A., Vidal
- Carom M.C. Biogenic amines in European beers. J. Agric. Food Chem., 1992,
44, s. 3159-3163.
30. Karnop G. 1988. Verderb von Saltzsardellen durch histaminbiledende
Pediokokken. Fischwirtschaft., 1988, 35, s. 28-31.
31. Kim S.H., Price R.J., Morrissey M.T., Field K.G., Wei C.I., An H.
Histamine production by Morganella morganii in mackerel, albacore, mahi-mahi
and salmon at various storage temperatures. J. Food Sci., 2012, 67, s. 1522­
1528.
32. Klausen N.K., Huss H.H. 1987. Growth and histamine production by
Morganella Morgani under various temperature conditions. Inter. J. Food
Microbiol., 1987, 5, s. 147-156.
33. Koh K., B., Park Y.H. Studies on the histamine contents in the canned
dark - fishes. Bull, Korean Fish. Soc., 1982, 15, s. 191.
34. Kolanowski W. 2012. Drobnoustroje w žywnošci. Wrogowie czy
przyjaciele? Przegl. Gastron. 2012, 6-7, s. 9-10.
35. Kolakowski E. Post^py w technologii solenia i marynowania ryb [w:
Post^py w technologii solenia i marynowania ryb]. Informator dla
przedsi^biorcow. AR Szczecin, 2007, s. 7-26.
36. Kostyra E., Usajewicz I., Kostyra H., Senderowska I. Aminy biogenne
w serach. Przegl. Mlecz., 1993, 7, s. 176-181.
37. Kukulowicz A. Wplyw technologii utrwalania na jakošc
mikrobiologiczn^ šledzi. Zeszyty Akad. Morskiej w Gdyni, 2011, s. 68 .
38. Lönnberg E., Movitz J., Slorach S. Histamine in tuna fish. Var Foeda,
1980, 32, s. 114-123.
39. Moodie I.M., Collier G.S., Müller P. Analysis of biogenic amines. An.
Report. Fish. Ind. Res. Ins. Cape Town., 1981, 35, s. 25-27.
40. Morri H., Cann D.C., Taylor L.Y. Histamine formation by luminous
bacteria in mackerel stored at low temperatures. Bull. Jap. Soc. Sci. Fish., 1988,
54, s. 299 - 305.
41. Müller U., Hari Y., Berthold E. Premedication with antihistamines
may enhance efficacy of specific - allergen immunotherapy. J. Allergy Clin.
Immunol., 2001, 107, s. 81-88.
- 340 -
42. Okuzumi M., Okuda S., Awado M. Isolation of pschrophilic and
halophilic histamine-forming bacteria from Scomber japonicus. Bull. Jap. Soc.
Sci. Fish., 1991, 47, s. 1591-1598.
43. Pan B.S., James D. Histamine in marine products: production of bac­
teria, measurement and prediction of formation. FAO Fish. Tech. Pap., 1985,
252, s. 62.
44. Pechanek U., Pfannhauser W., Woidich H. Histamingehalte von
Fischen im Lichte gesetzlicher und empfohlener Grenzwerte. Ernährung, 1983,
7, s. 683-687.
45. P^conek J., Szczawinski J., Fonberg-Broczek M., SawilskaRautenstrauch D., Windyga B. Rola bakterii halofilnych w procesie
dekarboksylacji histydyny w rybach solonych. Rocz. PZH, 1997, 48 (2), s. 139­
143.
46. PN-A-86770. Ryby i przetwory rybne. Terminologia.
47. Rozporz^dzenie Komisji (WE) 1441/2007 z dnia 5.12.2007 roku w
sprawie kryteriow mikrobiologicznych dotycz^cych srodkow spozywczych.
Dz.U. WE L 322/12 z dnia 7.12.2007 r.
48. Rozporz^dzenie Komisji (WE) Nr 178/2002 z dnia 28.07.2002 roku
ustanawiaj^ce ogolne zasady i wymagania prawa zywnosciowego, powoluj^ce
Europejski Urz^d ds. Bezpieczenstwa Zywnosci oraz ustanawiaj^ce procedury
w zakresie bezpieczenstwa zywnosci. Dz. U. WE L 31/1 z dnia 1.02.2002 r.
49. Shalaby A. Signifi cance of biogenic amines to food safety and human
health. Food Res. Int., 1996; 29 (7), s. 675-690.
50. Scheibner G. Znaczenie amin biogennych w higienie zywnosci. Med.
Wet., 1991, 47 (11), s. 496-499.
51. Schulze K., Zimmermann Y. Untersuchungen zum Einfluß
verschiedener Lagerungsbedingungen auf die Entwicklung biogener Amine.
Fleichwirtschaft, 1982, 62, s. 90-910.
52. Schwartz J.C. Histamine as a transmitter in the brain. Life Sci., 1985,
17, s 503-518.
53. Sikorski Z.E. Ryby i bezkr^gowce morskie. WNT, Warszawa, 2004,
s. 29-35.
54. Simidu W., Hibiki S. Studies on putrefaction of aquatic products. XIV
Comparison on putrefaction of different kinds of fish (2). Inwid., 1954, 20 (4),
s. 302-304.
55. Smith T.A. Amines in food, J. Food Chem., 1980 - 81, 6 , s. 169-200
56. Stanosz M., von Mach-Szczypinski J., Stanosz S. Biosynteza i
dzialanie histaminy. Ginekol. Prakt., 2005, 6 (87), s. 29-34
57. Taylor S.L. Food allergies. J. Food Technol., 1985, 39 (2), s. 98-105.
58. Tuan S.H., Tsai W.C. Survey on histamine content of canned fish.
Res. Raport Fod Ind. Res. Devel. Instit. 1991, 8, s. 11-13.
- 341 -
59. Wada S., Koizumi C. Changes in histamine contents during the pro­
cessing of ricebran pickles of sardine. Bull. Jap. Soc. Sci. Fish., 1986, 52,
s. 1035-1038.
60. Wendakoon C.N., Sakaguchi M. Combined effect of sodium chloride
and clove on growth and biogenic amine fotmation of Enterobacter aerogenes in
mackerel muscle extract. J. Food Protec., 1993, 56, s. 410-413.
61. White J.M., Rumbold G.R. Behavioral effects of histamine and its an­
tagonists: a review. Psychopharmacol., 1988, 95, s. 1-14.
62. Yamanaka H., Shimakura K., Shiomi T., Kikuchi T. Changes in non volatile amine contents of the meats of sardine and saury pike storage. Bull. Jap.
Soc. Sci. Fish., 1986, 48, s. 685-689.
63. Yoguchi R., Okuzumi M., Fuji T.Seasonal variation in number of
mesophilic and halophilic histamine - forming bacteria inshore of Tokyo Bay
and Sagami Bay. Bull. Jap. Soc. Sci. Fish., 1990, 56, s. 1467-1472.
64. Zagorecka E., Kaczmarski M., Piotrowicz-Jastrz^bska J. Ocena
st^zenia histaminy w surowicy krwi dzieci z bolami glowy i nadwrazliwosci^
pokarmow^. Przegl. Pediatr., 1988, 28 (1), s. 29-34.
65. Zalachowski W. Ryby. PWN, Warszawa, 1997, s. 7-19.
66 . Zotos A., Ho le M., Smith G. The effect of frozen storage of mackerel
(Scomber scombrus) on the quality when hot-smoked. J. Sci. Food Agric., 1995,
67, s. 43-48.
Рецензент профессор Юзвяк З.
УДК 656.2.001
Г. А. Читаянц, В. В. Соляник
Петербургский государственный университет
путей сообщения
ЛОГИСТИЧЕСКИЙ РЫНОК РОССИИ:
МУЛЬТИМОДАЛЬНЫЕ ПЕРЕВОЗКИ И ИХ ОСОБЕННОСТИ
В статье рассматривается логистический рынок в России и мультимодальные
перевозки на этом рынке. Дается точное определение мультимодальных перевозок и
приводятся их особенности, отмечается специфика логистического рынка России и его
современное состояние, приводятся крупнейшие российские логистические компании,
осуществляющие мультимодальные перевозки.
- 342 -
логистика, мультимодальные перевозки, интермодальные перевозки, комбинированные
перевозки, логистический рынок, грузовой порт.
Введение
Мультимодальные перевозки сегодня - это современный и рацио­
нальный способ доставки грузов. Большинство компаний предлагает эту
услугу, так как она стала стандартной для крупных логистических компа­
ний. Подобная ситуация сложилась и на российском рынке транспортных
услуг. Но прежде чем делать обзор российских компаний, осуществляю­
щих мультимодальные перевозки на территории России и за ее пределами,
рассмотрим суть услуги и характерные особенности.
Согласно терминологии Единой экономической комиссии ООН, под
термином «мультимодальные перевозки» понимают перемещение груза при
помощи двух и более различных видов транспорта. То есть использование
для доставки груза более одного типа транспортного средства уже позволя­
ет говорить о «мультимодальности» данной доставки. Как следствие,
«мультимодальность» свидетельствует об усложнении работ по перевозке,
так как, кроме загрузки груза из транспорта и выгрузки из него, предстоит
перегрузить его и подготовить к перевозке в совершенно других условиях.
Здесь возникает вопрос правовых отношений в процессе перевозки.
При определении мультимодальной перевозки часто говорят о перевозке
под «единым» документом, сопровождающим груз на всех видах транс­
порта и при всех перегрузочных операциях. Данный документ оформляет­
ся оператором, экспедитором или перевозчиком, который в дальнейшем
следит за доставкой груза и отчитывается перед грузоотправителем или
грузополучателем (в зависимости от договора перевозки). Например, из­
вестная услуга перевозки, которая называется «доставка от двери до две­
ри» (door-to-door), представляет собой мультимодальную перевозку от
склада производителя до компании грузополучателя, при которой все
оформление документов берет на себя перевозчик.
Однако к разряду мультимодальных можно отнести перевозки на
различных видах транспорта, в которых оформлением документов на раз­
ных участках маршрута, например в разных странах, занимаются различ­
ные компании или сам грузоотправитель. Можно сказать, что понятие
мультимодальных перевозок включает в себя широкий спектр услуг, кото­
рые объединяет использование различных видов транспорта и сложность
процессов доставки.
1 Особенности мультимодальных перевозок
Мультимодальные перевозки - это сложный, многоступенчатый
процесс, требующий слаженной работы всех звеньев логистической цепи.
Все начинается с этапа планирования, на котором разрабатывается опти­
- 343 -
мальная схема доставки грузов. Во время планирования разрабатывается
маршрут, а также все действия на этапах погрузки, разгрузки и перегрузки
грузов. Планируется охрана грузов на всех этапах доставки. Охрана ценно­
го груза - это отдельная, непростая задача, решаемая в рамках организации
мультимодальной перевозки.
В различных правовых полях возможно различное сопровождение
транспортных единиц. Все эти особенности должен учесть экспедитор при
подготовке и проведении данной перевозки. Другая важная задача - орга­
низация информационного сопровождения груза, чтобы клиент всегда мог
получить информацию о нахождении груза в реальном времени. В совре­
менных условиях при должном уровне информатизации можно контроли­
ровать партию груза при помощи спутников или другого радионавигаци­
онного оборудования.
Оформление всех перевозочных документов - одна из важнейших
задач при подготовке и осуществлении любой перевозки, особенно муль­
тимодальной. Кроме того, что перевозчик должен правильно оформить все
документы (часто из правовых полей разных стран), он также должен
учесть все особенности маршрута, природные условия, юридические во­
просы пересечения границ и растоможивания товаров.
Различают внутренние и внешние мультимодальные перевозки.
Внутренние проходят в границах одной страны, внешние охватывают не­
сколько стран и требуют соблюдения законодательств этих стран. Стоит
упомянуть о другом понятии - инт ерм одальны е перевозки, которые часто
путают и смешивают с мультимодальными.
Интермодальные перевозки, согласно той же терминологии ЕЭК
ООН, - это последовательная перевозка груза двумя или более видами
транспорта в одной и той же грузовой единице (транспортном модуле) или
в автомобиле, без перегрузки самого груза при смене вида транспорта.
Существует понятие комбинированная п еревозка - это интермодаль­
ная перевозка груза, в которой большая часть рейса приходится на желез­
нодорожный, внутренний водный или морской транспорт, а по максималь­
но коротким начальному и конечному отрезкам пути груз перевозится на
автомобиле [ 1], [2 ].
2 Логистический рынок в России
Современное общество - общество потребления, в котором на пер­
вом месте стоят интересы покупателей. Поэтому в текущих условиях рын­
ка компаниям необходимо ориентироваться на потребителя, а не на свои
интересы. В современных рыночных условиях компании ориентируются
на клиента, а именно на удовлетворение потребности в перевозке в долго­
срочных отношениях. Одним из немаловажных факторов является цена
услуги, потому что клиенту необходимо получить нужную услугу в нуж­
- 344 -
ном количестве и точно в срок по разумной для клиента цене. Одной из та­
ких услуг являются мультимодальные перевозки.
В 1990-х годах началось усиленное развитие мультимодальных перево­
зок в России [3]. Причиной развития перевозок стало размещение предпри­
ятий-потребителей транспортных услуг вдали от морского побережья, в то
время как значительная часть товаров в международном сообщении достав­
ляется именно морем, так как при этом транспортные издержки невелики.
Мультимодальные перевозки на данный момент очень актуальны,
так как клиенту не нужно думать, как перевести груз получателю. Транс­
портная компания берет на себя всю организацию доставки по принципу
«от двери до двери». Внутригосударственные и международные перевозки
позволяют развивать экономику России.
Применение логистических методов должно учитывать территорию,
на которой осуществляется перевозка. Не секрет, что Россия имеет обшир­
ную территорию, поэтому на российском рынке грузоперевозок конкури­
руют различные способы доставки грузов, в том числе автомобильным,
железнодорожным, морским и авиационным видами транспорта. Основная
доля перевозимых грузов приходится на железнодорожный транспорт.
Однако по железной дороге целесообразно перевозить лишь большие
партии груза и на большие расстояния, иначе использование этого вида
грузоперевозок становится просто нерентабельным. Конкуренция с авто­
мобильным транспортом возникает при перевозке груза до 200 км, в этом
случае автомобильный транспорт наиболее уместен для перевозки. К тому
же часто конечный пункт доставки находится достаточно далеко от желез­
нодорожной станции, поэтому для хранения груза приходится использо­
вать склады или нанимать большое количество единиц техники для пере­
возки груза, что значительно увеличивает расходы на доставку груза. Кро­
ме того, для перемещения большого количества груза (из железнодорож­
ного вагона в грузовой автомобиль или на склад) понадобятся грузчики,
что также увеличит расходы на перевозку груза.
Что касается компаний, то наиболее крупными на транспортном
рынке являются Желдорэкспедиция, Деловые линии, Автотрейдинг, Байкал-Сервис, ГТК Восток, Главдоставка, ПЭК, Аттента. Говоря о перевоз­
ках, нельзя забыть о портах. Крупнейшие морские порты нашей страны:
Санкт-Петербург, Новороссийск, Владивосток, Восточный и Находка, а
также другие, менее значимые: Таганрог, Архангельск и т. д. - находятся
на значительном удалении от основной массы потребителей иностранных
товаров. Это предполагает использование нескольких видов транспорта
для доставки товаров от производителей за рубежом до получателей в Рос­
сии. В основном используется морской, железнодорожный и автомобиль­
ный транспорт [4].
- 345 -
В другой части страны - в Сибири и на Дальнем Востоке - основны­
ми транспортными артериями являются реки, при этом их географическое
положение таково, что соединить их друг с другом системой каналов прак­
тически невозможно. Это предопределяет использование железнодорожно­
го транспорта для сообщения в параллельном направлении, речного - в
меридианном. Применение железнодорожно-водного способа перевозки
грузов в районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока - это един­
ственный способ доставки сюда массовых грузов и реальная альтернатива
доставке других типов грузов с помощью воздушного транспорта, крайне
дорогостоящего в использовании.
Говоря о перевозках в России, стоит рассмотреть транспортную ин­
фраструктуру. Она остается в удовлетворительном состоянии и постепенно
развивается. Например, строится порт Сабетта в Ямало-Ненецком авто­
номном округе.
3 Развитие рынка
В 2008 г. была принята очередная Стратегия развития транспорта
Российской Федерации на период до 2030 года. Это шестая по счету стра­
тегия начиная с 1997 г. В Стратегии 2008 года разрабатывались сценарные
варианты развития транспортной системы России. Сценарий инерционного
развития характеризуется сохранением доминирования энергосырьевого
комплекса в экономике при резком замедлении роста добычи и экспорта
углеводородов и отставании в развитии транспортной и энергетической
инфраструктуры. Согласно прогнозу, общий объем перевозок грузов мо­
жет возрасти [5].
Развитию экспорта транспортных услуг в Стратегии уделяется боль­
шое внимание (Щербанин Ю. Транспортная инфраструктура). Ключевыми
видами транспорта, между которыми происходит основная передача мас­
совых грузов, являются железнодорожный и морской транспорт.
Часто мультимодальные схемы включают в себя именно эти виды
транспорта. На Новороссийский морской торговый порт приходится боль­
шая доля грузооборота отечественных компаний, в том числе около поло­
вины экспорта российской нефти. Морской торговый порт Усть-Луга свя­
зан железнодорожным сообщением через сеть железных дорог по ли­
нии Мга - Гатчина - Веймарн - Усть-Луга, примыкающей к железнодо­
рожной магистрали Санкт-Петербург - Таллин.
Для обеспечения деятельности порта ОАО «РЖД» провело реконст­
рукцию существующих путей и строительство новых парков станции Лужская. Морской торговый порт Приморск ориентирован на транспортировку
сырой нефти с Тимано-Печорского месторождения, из Западной Сибири и
Урало-Поволжья и дизельного топлива от Ярославского, Рязанского и Ни­
жегородского НПЗ. Большой порт Санкт-Петербург - крупнейший мор­
- 346 -
ской порт на Северо-Западе России - включает в себя около 200 причалов
различной глубины. В порту Санкт-Петербурга перегружаются нефтепро­
дукты, металлы, лесные грузы, контейнеры, уголь, руда, химические гру­
зы, металлолом.
Библиографический список
1. Терминология комбинированных перевозок. - ЕС, ЕКМТ, ЕЭК
ООН, 2001.
2. Illustrated Glossary for Transport Statistics. - ECONOMIC COMMIS­
SION FOR EUROPE, 2009.
3. Контейнерные перевозки на железнодорожном транспорте :
учеб. пособие / А. А. Абрамов. - М. : РГОТУПС, 2004. - 332 с.
4. Сервис на транспорте : учеб. пособие / Л. Н. Иванкова, А. Н. Иван­
ков, А. В. Комаров. - М. : Маршрут, 2005. - 75 с.
5. Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030
года / Министерство транспорта Российской Федерации. - М. , 2008.
Рецензент доцент Клавдиев А. А.
УДК 656.02
Е. С. Юдникова *, Д. С. Селедков **
Петербургский государственный университет путей сообщения
Кафедра логистики и коммерческой работы
* д-р экон. наук, профессор кафедры логистики и коммерческой работы
** государственный таможенный инспектор отдела контроля
таможенной стоимости службы федеральных таможенных
доходов Северо-Западного таможенного управления
ЗАДАЧИ ТАМОЖЕННОГО КОНТРОЛЯ
В УСЛОВИЯХ МЕЖДУНАРОДНОЙ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ИНТЕГРАЦИИ РОССИИ В ВТО
В статье рассматривается индекс эффективности логистики, определяется зна­
чимая роль эффективного таможенного контроля с использованием системы управле­
ния рисками в обеспечении конкурентоспособности предпринимательских структур в
условиях вступления России в ВТО.
- 347 -
ВТО, индекс логистической эффективности, конкурентоспособность, таможен­
ный контроль, контроль таможенной стоимости, система управления рисками.
Сохраняющаяся в последние годы международная экономическая
нестабильность способствует активизации процессов поиска дополнитель­
ных рынков сбыта. Всемирная торговая организация (ВТО) предоставляет
странам-участницам такие возможности и по сути является одним из важ­
нейших инструментов мировой рыночной глобализации.
Деятельность России в ВТО следует рассматривать как значимое со­
бытие для хозяйственной деятельности страны вообще и предпринима­
тельства в частности. Это обусловлено тем, что выполнение требований
ВТО Россией может существенно повлиять не только на остроту конку­
рентной борьбы, но и на расстановку сил на внутреннем рынке.
Рост масштабов деятельности в любой стране при вхождении в ВТО
требует повышения качества логистических услуг.
В структуре отечественного рынка логистики доля транспорта со­
ставляет 89%, хранения - 8%, экспедирования - 2%, управления цепями
поставок - 1%. Емкость рынка транспортно-логистических услуг в России
в 2011 г. составляла 30 млрд евро, или 5% соответствующего рынка Евро­
пы (615 млрд евро). Для сравнения сегмент транспортной логистики в ми­
ровом ВВП составляет около 7% и оценивается в 27 трлн руб. [1, с. 23-27].
В 2012 г. Всемирным банком был опубликован третий по счету «Ин­
декс эффективности логистики» (2007, 2011 гг.). Рейтинг LPI (Logistics
Performance Index) учитывает исходя из оценок грузоперевозчиков ключе­
вые логистические аспекты: работу таможенных органов, качество логи­
стической транспортной инфраструктуры, уровень компетенции персона­
ла, контроль и способность отслеживания поставок, своевременность дос­
тавки.
По оценке Всемирного банка, в 2012 году Россия по уровню разви­
тия логистической отрасли поднялась в рейтинге с 99-го места (рейтинг
2007 г.) на 94-е из 155. В рамках этой оценки на 1-м месте Германия, Япо­
ния занимает 7-ю позицию, Финляндия - 12-ю, США - 15-ю.
В рамках данного рейтинга в России лучше всего дела обстоят с ло­
гистической транспортной инфраструктурой - 83-е место, хуже всего с та­
можней - 115-е место. Оценка уровня логистической компетенции специа­
листов нашей страны снизилась с 83-го до 88-го места [2].
Конечно, есть вопросы к научной обоснованности всей системы рей­
тинговой оценки, проводимой Всемирным банком. Однако имеется повод
по совершенствованию работы российской таможни.
Международная торговля развивается в неотъемлемой связи с миро­
вой экономикой, поэтому устаревшие и неэффективные таможенные про­
- 348 -
цедуры являются не чем иным, как досадным барьером, стоящим на пути
динамичного развития России на международном рынке.
В рамках данной статьи сделана попытка рассмотреть возможности
совершенствования управления рисками на таможне как важнейшего эле­
мента эффективной международной логистики.
Фундаментальной задачей таможенных органов является контроль
передвижений всех потоков, проходящих через государственную границу,
и обеспечение соблюдения национального законодательства.
Для выполнения своих задач наиболее эффективным и действенным
способом таможенные службы, как правило, проводят таможенный кон­
троль на основе принципа выборочности. Выборочность, в свою очередь,
осуществляется через применение системы управления рисками (СУР).
Всемирная таможенная организация (ВТамО) определяет управление
рисками как систематическое применение процедур и методов управления,
обеспечивающих таможенные органы необходимой информацией для
принятия соответствующих мер по перемещениям грузов и лиц или по от­
дельным видам грузов, которые представляют риск [3].
Управление рисками позволяет таможенным органам не только эф­
фективно выполнять поставленные задачи, но и организовывать свои ре­
сурсы таким образом, чтобы повышалась общая эффективность деятельно­
сти.
Базовым международным документом, определяющим принципы
системы управления рисками в таможенной службе, является пересмот­
ренная в 1999 г. Международная конвенция об упрощении и гармонизации
таможенных процедур (Киотская конвенция) [4].
Ключевыми принципами таможенного контроля в соответствии с
конвенцией являются:
- управление рисками;
- переход от исключительного контроля к контролю, основанному на
аудите;
- сотрудничество таможенных служб;
- сотрудничество таможни и бизнеса;
- максимальное использование автоматизированных систем.
В ноябре 2010 года Россия присоединилась Киотской конвенции и
взяла на себя обязательство содействовать упрощению таможенных про­
цедур.
Основные понятия и принципы управления рисками в сфере тамо­
женного регулирования получили отражение во введенной в действие с
1 января 2004 года новой редакции Таможенного кодекса Российской Фе­
дерации.
В 2010 году начал работу Таможенный союз. Союзный кодекс осно­
ван на положениях Киотской конвенции об упрощении и гармонизации
- 349 -
таможенных процедур. Согласно статье 128 Таможенного кодекса Тамо­
женного союза, таможенные органы применяют систему управления рис­
ками для определения товаров, транспортных средств международной пе­
ревозки, документов и лиц, подлежащих таможенному контролю, форм
таможенного контроля, применяемых к таким товарам, транспортным
средствам международной перевозки, документам и лицам, а также степе­
ни проведения таможенного контроля.
Решение проблемы недостоверного декларирования в части заниже­
ния таможенной стоимости товаров, ввозимых на территорию Таможенно­
го союза, остается одной из наиболее важных задач, т. к. таможенная
стоимость наряду с количеством перемещаемых товаров служит налоговой
базой для целей исчисления таможенных платежей.
Принимая во внимание, что на данном этапе экономического разви­
тия России таможенные платежи составляют около половины поступлений
в бюджет, научно обоснованный и рациональный подход к определению
объектов контроля и его объема приобретает особую важность.
В целях определения приоритетных объектов для контроля, а также
повышения эффективности контрольно-аналитических мероприятий необ­
ходимо использование принципа категорирования субъектов, участвующих
в ведении внешнеэкономической деятельности (ВЭД), а именно выделение
категорий: А - высокая степень риска, В - средняя степень риска, С - низ­
кая степень риска.
Для определения категории, характеризующей степень риска субъек­
тов по отдельным параметрам, возможно использование соотношения ре­
альной величины исследуемого параметра и условно рассчитанной вели­
чины такого параметра.
Для категорирования субъектов ВЭД по степени риска применитель­
но к такому направлению таможенного контроля, как контроль таможен­
ной стоимости, предлагается использование индекса достоверности декла­
рирования таможенной стоимости (ИДТС):
Таможенная стоимость задекларированных товаров
Условно рассчитанная стоимость задекларированных товаров
( 1)
где ИТС - средняя таможенная стоимость в расчете на 1 кг веса нетто /-го
товара;
ИТС' - условно рассчитанная с учетом проверочной величины средняя
стоимость 1 кг веса нетто /-го товара.
- 350 -
В качестве проверочной величины могут использоваться, например,
данные экспортной таможенной статистики стран-производителей товаров
(зеркальная статистика), официальные рыночные цены и т. д.;
т - вес нетто /-го товара, кг.
Чем меньше значение ИДТС в интервале от 0 до 1, тем более высока
вероятность заявления недостоверных сведений о таможенной стоимости
субъектом ВЭД.
Используя несколько проверочных величин, можно наглядно опре­
делить положение субъекта ВЭД в контуре риска, более того, возможно
проведение анализа изменений контура риска в динамике. Пример приве­
ден на рисунке.
Чем ближе контур риска для субъекта ВЭД на определенный период
времени к началу координат, тем более высока вероятность заявления им
недостоверных сведений о таможенной стоимости.
С использованием контура риска можно представить организацию по
ряду других индикаторов, таким как соотношение веса брутто и веса нетто,
средний платеж с 1 кг веса нетто и т. д.
По нашему мнению, эффективное применение системы управления
рисками в таможенной службе России следует рассматривать как ключевое
направление повышения ее конкурентоспособности и сокращения техниче­
ских барьеров в международной торговле, что обеспечит эффективность та­
моженной очистки, т. е. скорость, простоту и предсказуемость при прохож­
дении таможенных формальностей для добросовестных участников ВЭД.
Единичны й контур
------------ 4 кв. 2011
Проверочная
величина №1
Проверочная
величина №4
----------1 кв. 2012
Проверочная
величина №2
Проверочная
величина №3
Единичный контур - контур со
значениями ИДТС, равными «1»
4 кв.2011 - контур риска органи­
зации в 4 кв.2011г.
1 кв.2012 - контур риска органи­
зации в 1 кв.2012г.
Организация в контуре риска в двух временных периодах
- 351 -
Библиографический список
1. Рынок транспортно-логистических услуг в 2010-2011 гг. и прогноз
до 2014. Обзор и структура рынка логистического аутсорсинга грузопере­
возок, транспортно-экспедиторской и складской услуги в посткризисный
период. - М. : РосБизнесКонсалтинг, 2011. - 368 с.
2. Connecting to Compete 2012: Trade Logistics in the Global Economy /
The International Bank for Reconstruction and Development/ Waschington: The
World Bank, 2012 - Р. 60.
3. Руководство по управлению рисками ВТамО. С.3. [Электрон. ре­
сурс]: Всемирная таможенная организация. Режим доступа: World Wide
Web. URL: http:// www.wcoomd.org.
4. Международная конвенция по упрощению и гармонизации тамо­
женных процедур Всемирной таможенной организации (Киотская конвен­
ция, в ред. 1999 г.). [Электрон. ресурс]. - Всемирная таможенная организа­
ция. Режим доступа: World Wide Web. URL: http://www.wcoomd.org.
Рецензент профессор Шолтысек Я.
УДК 656.2(075.8)
Rainer Kuutma*, Eugene Korovyakovskiy**
*Valga County Vocational Training Centre
**Petersburg State Transport University
THE PROJECT IDEA OF LOGONTRAIN PROJECT
In the article the logontrain project is described in the brief and main challenges of the
way of its realization are discussed.
logistics, training program, railway, transport, transportation
The work on project “Logistics and Overland Transport Network for
Training ‘Blue Collars’ ”(LogOnTrain) has started even couple of years before
positive decision by Joint Managing Authority of Estonia - Latvia - Russia
cross border cooperation programme within European neighbourhood and part­
- 352 -
nership instrument 2007-2013 in the 2011 with project idea of constructing syn­
chronized curriculum in the field of logistics. Before project has started we have
met many times in different locations in Baltic region area due to different con­
ferences and meetings. We have dedicated meeting concerning our future pro­
ject in the end of July in Saint-Petersburg and discussed heavily the project in
details. There were a lot of paperwork in preparation process of the application.
Project is happening thanks to 7 partners. Namely they are: The
Lead/Beneficiary partner is Valga County Vocational Training Centre (Valga,
Estonia). There are partners from Latvia: Riga State Technical School, Latvian
Transport Development and Education Association. There are partners from
Russia: Saint-Petersburg State University of Telecommunications, Petersburg
State Transport University and ILOT (Non-commercial partnership North­
Western Russia Logistics Development and Information Centre). The necessary
network is built up in help with Valga County Development Agency.
Luckily we have positive decision by Managing Authority and project
now is implemented. The main ideas of the project was synchronized with main
strategy principles of the programme. The overall objective is fostering of socio­
economic development and the direction is development of labour market poten­
tial with special focus to cooperation between research institutions, educational
establishments and businesses in order to raise the quality of workforce and hu­
man resource development.
The majority of enterprises in the border areas produce for the domestic
market. Cross-border links between the companies are underdeveloped although
there are several road and railway connections in the project territory. The main
reason for underdevelopment of cross-border trade links is lack of skilled em­
ployees (“blue collar” labour) in the companies who would be able to enhance
cross-border and international transport and logistics, manage freight forward­
ing, customer servicing and thus tighten cross-border economy links.
There are vocational schools in the area training transport and logistics.
Still, companies employing vocational school graduates are often dissatisfied
with their cross-border and international logistics and freight-forwarding skills.
So, in order to make maximum use of the existing cross-border trade potential in
border regions, cross-border and international transport training in vocational
schools should be improved.
The project will boost of solving several challenges in the region. The
training programmes should be updated according to the demands of modern in­
ternational standards and synchronised between the schools with the next level
of studies (degree studies in colleges and universities). The vocational education
programmes should meet the demands of haulage and rail companies.
The trainers of transport, logistics, freight forwarding, warehousing etc.
need additional skills in cross-border and international aspect of their trade. The
qualification of the trainers should be improved.
- 353 -
Using simulation and modelling in training is not used widely enough in
vocational training. IT-based solutions are rapidly developing in the field and
the schools should acquire and share relevant simulation and modelling devices
and IT-based programmes.
Networking. Networks between local/regional transport/logistics business
communities, local/regional authorities and vocational training schools should
be improved.
In the framework of this project, trainers and teachers of vocational
schools get contacts with colleagues and specialists in neighbouring countries
and acquire experience and knowledge existing at their cross-border neighbours;
students can continue their studies in neighbouring countries; universities widen
their recruiting range of students on the other side of the borders; production
companies can sell their products to the neighbouring countries; transport and
logistics companies will get better specialists in cross-border trade and freight
forwarding; a wider cross-border network is started between educational institu­
tions, local and regional authorities, and business community.
Under this project we have several project activities and ongoing process­
es in the field of curricula and training programmes. Existing training pro­
grammes in the field of transport and logistics will be updated so that they
would meet the demands of international vocational education standards. 3 sem­
inars and work of a special working group (vocational schools, universities and
companies) with external experts to prepare an updated and unified training pro­
gramme meeting the demands of the three countries.
Existing vocational education training programmes of some other profes­
sions (except for transport and logistics) will be updated to meet the demands of
haulage and rail companies in the project area (e.g. car technicians, electricians,
etc.). 2 seminars on upgrading the training programmes with optional subjects
will be organized.
Additional teaching of teachers/trainers will be implemented:
• 6 weekly qualification courses for 15 trainers of transport and logistics
subjects at vocational training schools to enhance their qualification at the uni­
versities of the three countries;
• 3 seminars in methods of training;
• Exchange of trainers between the partners (12 trainers within 24
months);
• Master-classes in transport and logistics (6 in all the three countries
within 24 months);
• Inviting guest lecturers (6 times at all the partners).
In the field simulation, modelling and IT programmes:
- 354 -
• Acquiring simulation and modelling IT software (e.g. Enterprise Dy­
namics, RFID, warehouse management systems, bar code, railway driv­
ing/dispatcher/costs systems, etc.), relevant training for trainers/users;
• Package laboratory equipment and programme for training of students
and employees of operating transport companies;
• Development and implementation of simulators and modelling software
as support in the training process.
Networking with business community and local/regional authorities are
now actively implementing. Different possibilities are used to get in touch with
companies and business:
• 3 seminars for relevant companies in the partner areas and lo­
cal/regional authorities;
• 2 promotion campaigns to get more students to study transport and lo­
gistics in vocational schools (in both the first and second year of the project), in­
cluding 4000 leaflets (1000 per national language + English), visiting of 60 gen­
eral education schools within 100 km range from the main partners (Valga, Ri­
ga, St Petersburg), articles in newspapers and reflection in radio and TV;
• Project website targeted at internal partnership and spreading infor­
mation to the public on progress of the project, achieved results, etc.;
• Participation in international logistics and transport events in the area;
• International forum under the title «High qualified blue collars - a crea­
tive resource for modern cross-border logistics»;
This project has great response in railway companies. Some leaders of Es­
tonian, Latvian and Russian railways pay interest on project implementation.
Russian railways company paid a lot of attention to development of transport
and logistics complex and how they preparing their personnel. Several meetings
were organized under Human Resources Department of JSC RZD discussing the
questions of polytechnic and university-level education. This project is in ideal
focus of such a meetings.
This publication has been produced with the financial assistance of the Es­
tonia - Latvia - Russia Cross Border Cooperation Programme within European
Neighbourhood and Partnership Instrument 2007-2013. The contents of this
document are the sole responsibility of Valga County Vocational Training Cen­
tre and can under no circumstances be regarded as reflecting the position of the
Programme, Programme participating countries, alongside with the European
Union.
More information about the programme on EST-LAT-RUS programme's
webpage (www.estlatrus.eu) and EuropeAid Co-operation Office webpage
(ec.europa.eu).
Рецензент профессор Арефьев И. Б.
- 355 -
АННОТАЦИИ И КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Afanasieva O. V., Akhm etshin I. R.
ВЕРО ЯТН О СТН О -СТАТИСТИЧЕСКИ Й АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИ СТИ К ОТО П И ТЕЛЬН О-ВЕНТИ ЛЯЦИО ННЫ Х СИСТЕМ //
Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на транс­
порте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 7-13.
Приведены результаты анализа статистических данных по основным,
применяемым отопительно-вентиляционным системам. Предложена методика,
которая может быть использована руководящими структурами предприятий с
целью выбора партнеров среди поставщиков и заказчиков.
анализ, оценка.
K^dzierska K., Tuleja J.
ВЕРО ЯТН О СТН АЯ ОЦЕНКА ОТКАЗА ХО ЛО ДИЛЬН ОЙ ТЕХН И­
КИ // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на
транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 14-35.
В статье на базе статистических решений получены оценки вероятности
возникновения отказа холодильных установок.
угроза, безопасность, хладагент, холодильник.
Kraszewski M.
ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ М ЕТАЛЛА И СТАЛЬНОЙ ПРОДУК­
ЦИИ В ПОРТУ Щ ЕЦИН // Анализ и прогнозирование систем управления в про­
мышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 35-46.
Целью данной статьи является описание и представление основных пра­
вил обработки металла и стальной продукции в портах Щецин и Свиноуйсьце.
Металлические и стальные изделия являются важными товарными группами,
обрабатываемыми в портах Щецин и Свиноуйсьце. Знание технических условий
и методов обработки сухих материалов очень важно для достижения высокого
уровня техники безопастности и охраны человека при работе в порту. Соблюде­
ние требований техники безопасности при таких работах имеет большое значе­
ние для снижения риска ущерба для груза.
обработка металла, процесс, порт Щецин, изделия из стали.
M atuszczak A.
АН АЛИ З ЭФ Ф ЕКТИВНОСТИ БЕЛОЙ КНИГИ В КОНТЕКСТЕ ОГ­
РАНИ ЧЕНИ Й НА КО ЛИ ЧЕСТВО Н ЕСЧАСТНЫ Х СЛУЧАЕВ ПРИ ГРУ­
ЗОВЫ Х АВТО М О БИ ЛЬН Ы Х ПЕРЕВОЗКАХ // Анализ и прогнозирование
систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 46-54.
В долгосрочной перспективе эффективная политика безопасности дорож­
ного движения является основным источником снижения смертности на транс­
- 356 -
порте. Цель настоящего анализа заключается в том, чтобы продемонстрировать
эффективность последствий реализации положений Белой книги 2011 г. в облас­
ти сокращения количества несчастных случаев в Польше, а также показать дос­
тигнутые результаты в свете стратегии Европейского Союза.
затраты, услуги, авария, Европейский Союз, эффективность.
Pasewicz ' .
СТОХАСТИ ЧЕСКАЯ М О ДЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО ПРОЦЕССА //
Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на транс­
порте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 54-58.
Рассмотрены некоторые стохастические модели транспортного процесса.
Запрос на груз принят случайной величиной с известной функцией плотности.
Грузопоток определён как случайная величина с равномерным, линейным и экс­
поненциальным распределением.
Г"\
с»
с»
с»
и
1
с»
стохастическая модель, транспорт, процесс, функция плотности, спрос, предложение.
Rzeczycki А.
ВАРИ АН Т АН АЛИ ЗА ТЕОРИИ ИГР В СТРАТЕГИЧЕСКИХ РЕШ Е­
НИ ЯХ ЛО ГИ СТИ ЧЕСКИ Х СИ СТЕМ НЫ Х СЕТЕЙ // Анализ и прогнозиро­
вание систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ
ВПО ПГУПС, 2014. - С. 59-66.
Стратегические решения в цепочке поставок выработаны на основе анали­
за окружающей среды, включая ожидаемое поведение субъектов как элементов
системы. Эти решения могут быть проанализированы с помощью теории игр. В
статье представлены отдельные стратегические решения в этом контексте: тех­
нология переговоров, решение договорных задач, создание закупочных групп,
обмен информацией, участие в прибыли и управление рисками в цепи поставок.
цепочки поставок, теория игр, стратегии, логистические решения.
Sowa М.
Н АЦ И О Н АЛЬН Ы Й
БЮ ДЖ ЕТ,
ГОСУДАРСТВЕННЫ Й
ДОЛГ,
БЮ ДЖ ЕТНЬШ ДЕФ ИЦ И Т В ПОЛЬШ Е - АНАЛИЗ ОСНО ВН Ы Х ЗАВИ ­
СИМ ОСТЕЙ // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленно­
сти и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 66-77.
Национальная бюджетная система является одним из важнейших элемен­
тов национальной финансовой системы, которая определяет сроки и условия го­
сударственного сектора. В работе предпринята попытка выявления сущности,
функциональных характеристик и процесса формирования национального бю д­
жета, предложен подход к определению зависимости между государственным
бюджетом, дефицитом и долгом.
государственный бюджет, долг, бюджетный дефицит.
- 357 -
Snieg M., Snieg K.
ПОКАЗАТЕЛИ PRE-НАПРЯЖЕНИЯ СЖАТИЯ ХАРАКТРИСТИКИ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГЛИНЫ В ОЦЕНКЕ СТАТИСТИЧЕ­
СКОЙ МОДЕЛИ ДЕФОРМАЦИИ // Анализ и прогнозирование систем управ­
ления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. С. 77-85.
Исследование было проведено в лаборатории на образцах модели. Объек­
том исследования были средние глины. Формирование образцов состояло в раз­
мещении на главной плате мкталлическийх цилиндров, наполненных почвой оп­
ределенной массы, затем были заданы конкретные нагрузки соответственно 50,
100, 150, 200 кПа. Формирование каждого образца заняло 2 минуты. Литые об­
разцы снова загружаются и оцениваются как статически, так и динамически. Ис­
следование показало, что предел текучести зависит от метода давления. Образцы
были деформированы поступательно-динамически.
почва, уплотнение, предварительное напряжение сжатия.
Strychacz J.
ОЦЕНКА ВЕСОВЫХ ХАРАКТРИСТИК СУХОГРУЗНОГО СУДНА
ВЫБРАННОГО ТИПА // Анализ и прогнозирование систем управления в про­
мышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 85-91.
В статье дан анализ определения массы судна по характеристикам его
проекта. Представлены типы судов, где используется этот метод. Приводится
детальный анализ применения этого метода.
проект исследования, основная часть кораблей, погрузо-разгрузочные, грузы.
Szyszko M.
ПРЕИМУЩЕСТВА И ИННОВАЦИИ НА ОСНОВЕ ВОЗОБНОВ­
ЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ ИЗ ВОДОРОСЛЕЙ // Анализ и про­
гнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. :
ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 92-97.
В статье представлен обзор отдельных инноваций с использованием водо­
рослей. В работе представлены методы выращивания водорослей в открытой и
замкнутой системах подачи воздуха, показаны преимущества применения водо­
рослей как биотоплива в конструкции здания, уличном освещении и транспорте.
водоросли, биомасса, биотопливо, возобновляемые источники энергии, выращи­
вание водорослей.
Szyszko M.
АНАЛИЗ ОФШОРНЫХ ВЕТРОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ В ЕВРО­
ПЕ // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на
транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 97-107.
В статье представлено общее описание цели эксплуатации офшорного
ветропарка в Европе. Наблюдается растущая тенденция к установке новых ферм
- 358 -
с современными турбинами мощности в несколько мегаватт. Показано, что при­
менение таких станций весьма перспективно. Вывод сделан на основании анали­
за статистического ряда эксплуатации ветропарка ряда стран Европы: Германии,
Финляндии, Швеции, Дании, Голландии, Великобритании, Бельгии, Ирландии и
Португалии. Представлен коэффициент эффективности использования устано­
вок подобного типа.
офшор, ветряные фермы, ветряные турбины.
Surma O., Czerniejewska-Surm a B., Plust D., Pietrzyk A., Goman A.
АНАЛИЗ ВИДОВ И СОРТОВ ПИВА // Анализ и прогнозирование сис­
тем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 108-125.
Пиво является напитком, который ценится в основном за счет его сенсор­
ных свойств, а также из-за хорошей способности утолять жажду. Потребитель
оценивает пиво не только по его внешнему виду и вкусу, но и по цвету и запаху.
Этот напиток характеризуется разнообразием органолептических свойств в зави­
симости от его вида и сорта, что является все возрастающим осознанным выбо­
ром видов и сортов пива среди потребителей.
пиво, технологический процесс, виды и сорта пива, химический состав.
Surma O., Czerniejewska-Surm a B., Szczygielski M ., Plust D., Pietrzyk A.,
Goman A.
И СП О ЛЬЗО ВАН И Е М ЯСА ДИ ЧИ В КУЛИНАРИИ // Анализ и про­
гнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. :
ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 126-143.
Мясо дичи ценится в основном за счет его питательных свойств: большого
содержания белка, низкого содержания жиров, а также из-за высокой усвояемо­
сти и удобоваримости. Мясо дичи имеет привлекательный вкусово­
ароматический профиль, который отличает его от животных других видов. Оно
имеет целый ряд кулинарных применений, и блюда, приготовленные из него,
считаются исключительным деликатесом.
дичь, производительность, применение.
Tundys B.
ПО ЛЬСКИ Й ТРАН СП ОРТН О-ЛОГИСТИ ЧЕСКИХ (TSL) РЫНОК:
А Н АЛИ З ИЗМ ЕН ЕН И Й И ТЕНДЕНЦ ИИ РАЗВИ ТИЯ // Анализ и прогнози­
рование систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. :
ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 144-153.
В статье показаны изменения, которые произошли на рынке транспортной
логистики в Польше в течение последних шести лет. Приведены последствия
влияния экономического кризиса и тенденции развития, которые можно наблю­
дать сегодня.
TSL-рынок, глобальный кризис, ситуация в польском рынке TSL.
- 359 -
Tuleja J., K^dzierska K.
АНАЛИЗ МИКРОНАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ АУСТЕНИТНОЙ МАТРИ­
ЦЫ ЧУГУНА В УСЛОВИЯХ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ //
Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на транс­
порте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 154-163.
В работе дан анализ последовательности фаз охлаждения для получения
чугуна и литой стали в схеме Fe-Ni-Cr-C, которые применяются для процедуры
получения технологической последовательности реализации процесса цемента­
ции материала в печи. Гипотезы о состоянии трещин были использованы, чтобы
оценить упругие свойства карбида, а для упругопластической аустенитной мат­
рицы - гипотезы, упомянутые в условии пластичности. На основе выполненного
анализа показано, что карбиды разрушаются только тогда, когда они не полно­
стью окружены аустенитной матрицей.
термическая обработка, микронапряжения, аустенитная матрица.
Wysocka A.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГРУЗОПЕРЕВОЗОК САМОВЫВО­
ЗОМ В СТРАНАХ ЕВРОПЕЙСКОГО СОЮЗА // Анализ и прогнозирование
систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 163-171.
В статье дан статистический анализ автомобильных перевозок самовыво­
зом. Он является частью общих перевозок, в которые входят также перевозки по
найму. Средняя доля перевозки за счет собственных средств для ЕС реализуется
в 33% (в тоннах). Значение общего показателя измеряется в тонно-километрах и
составляет 15%. Лидером этого показателя является Болгария (55%), а Польша
имеет его значение ниже среднего (14%).
автомобиль, транспорт, самовывоз, перевозка по найму.
Абушахманов С.С., Афанасьева О.В.
APPLICATION OF THE SYSTEM ANALYSIS OF INVESTIGATION
COMPLEX TECHNICAL SYSTEMS (FOR EXAMPLE STAGE LIGHTING) //
Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и на транс­
порте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 172-176.
The article gives an example o f the application o f systems analysis to the prob­
lem o f designing, developing rules and principles for the creation o f stage lighting for
concert halls.
As a result o f the comparative analysis on the following criteria: initial cost, op­
erating costs for the period, the life cycle o f lamps, clocks, and the brightness, infrared
radiation, ultraviolet radiation, obtained by rating various light sources.
system analysis, light sources, design, staging lighting.
- 360 -
Авраменко А.
STAGES OF DESIGN M ETHODS AND TECHNIQUES SEISMIC // Ана­
лиз и прогнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 177-180.
The article deals with a brief outline o f the history o f seismic equipment. The
article is written under the guidance o f assistant to the chair o f systems analysis and
management o f the National University o f mineral resources "Mountain" Ilyushin Y.
distributed control systems with distributed parameters, frequency characteristics, sys­
tem analysis, management.
Антропов В.В., Бригаднов И.А.
GROUP M ETHOD OF CONSTRUCTION SENSOR BO RDER 1DSIGNAL // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и
на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 180-186.
In the theory o f pattern recognition is a very topical problem o f determining the
boundaries o f signals or images. The fact that the signals are being analyzed is often
distorted. One o f the most common image distortions is, for example, wrong focus
sharpness, shooting under smoke, dusk, as well as shooting underwater objects. The
most adequate model is the convolution distortion . In this paper, based on the theory
o f moments and invariants o f finite algebraic groups sensor constructed boundaries
dimensional signal.
convolution, the theory o f moments, the algebraic invariant o f the group.
Афанасьева О.В.
ANALYSIS M ETHODS ENGINE VIBRATION // Анализ и прогнозиро­
вание систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ
ВПО ПГУПС, 2014. - С. 186-191.
The article describes the methods to analyze the vibration condition o f complex
technical systems. The study obtained criteria to investigate the vibrational activity en­
gines.
method, analysis, vibration, engine, similarity theory, dimensional analysis.
Афанасьева О.В., Васильев М. А.
ISSLEDO VANIEPRO EK TNO -TECHNO LOGICAL
PROCESS
OF
CREATING
COM PLEX
TECHNICAL
SYSTEM S (FO R
EXAM PLE
CONCERT AU D IO ) // Анализ и прогнозирование систем управления в про­
мышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 191­
199.
The article presents the results o f the analysis o f modern software to calculate
the filters and housings, speaker volume controls, power supplies, inductors, crosso­
vers for car audio.The model o f the speaker system, satisfying the conditions imposed.
аnalysis, acoustic systems, design, model.
- 361 -
Бузин Е., Труш ников В. Е.
ANALYSIS M ODEL FOR DETERM INING THE RELIABILITY
SYSTEM S W ITH SIM ULTANEOUS DESCRIBING A SEQUENTIAL OR
PA R ALLEL BODIES // Анализ и прогнозирование систем управления в про­
мышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 199­
202.
In the article the rational procedure for determining confidence limits when as­
sessing developments o f products in advance. Using the distribution o f order statistics,
to determine the boundaries o f use of products to failure can be significantly small the
sampling observations. It is highly relevant that approach and to address the issues re­
lated to ensuring the safe use o f the products, as statistics for Security operates very
small number o f accidents and incidents.
entropy, order statistics, time to failure, a small selection o f a minute, and security
Вавжиняк В., Чернеевски П., Рыбчик А.
The fishing o f Poland in the Baltic Sea in 2004-2011 // Анализ и прогнози­
рование систем управления в промышленности и на транспорте.- СПб. : ФГБОУ
ВПО ПГУПС, 2014. - С. 203-214.
The Baltic sea is the area o f water with low salinity waters, which has an ad­
verse impact on the heterogeneity o f species o f living organisms in it. Nevertheless,
serve him species o f marine and freshwater. Most economic fish species are cod, her­
ring, sprats and fish flatfish (among them flounder, plaice, turbot, sole). Unfortunately,
no infusion o f the North Sea water and unsustainable fishing lead to the fact that from
year to year is reduced the volume o f catch o f these fish in the Baltic. In the years
2004-2011 in the Baltic Sea, the volume o f catch o f cod has reached an average of
around 12 thousand tons. Due to the sharp decline in the volume o f fishing for this
species the European Commission has set limits Baltic fishing. Similarly, in the case
o f sprat and herring was significant decrease o f volumes o f fishing. Only the volume
o f fishing flat fish in recent years remain unchanged. The main goal o f this work was
the analysis o f the main fishing o f valuable fish species o f the Baltic sea in 2004.
Baltic Sea, fishing, seasonality o f fishing, the structure o f fishing.
И ванова И. В., Воронова А. В.
AS
PECTS
OF
QUALITY
M ANAGEM ENT
SOFTW ARE
DEVELO PM ENT // Анализ и прогнозирование систем управления в промыш­
ленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 214-217.
Аt the present level o f complexity o f software systems in a competitive market
seems urgent task o f creating technology collaborative software development , which
w ill reflect the details o f the development process and ensure the growth o f the level of
production o f appropriate quality to create software products
management, quality, process control software, software.
- 362 -
Каторин, Ю .Ф ., Барщевский Е.Г.
A SSESSM ENT OF POSSIBILITIES DIRECTIONAL M ICROPHONES
FO R INTERCEPTIO N OF AUDIO SIGNALS // Анализ и прогнозирование
систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 217-221.
The article tells about the assessment possibilities o f directional microphones of
various types for the interception o f audio signals.
information secure.
Колесниченко С. В.
VALIDITY OF THE M ODEL AND ALGORITHM S OF CONSTRUC­
TION OF INTEGRATED CONTROL SYSTEM S HIG H LY DYNAM IC M OV­
ING OBJECTS // Анализ и прогнозирование систем управления в промышлен­
ности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 222-228.
The possible variants o f future control systems based on complexation
strapdown inertial navigation systems (SINS) and user equipment o f satellite naviga­
tion systems. Justified by some schematics, technical and design solutions to develop
advanced navigation equipment highly dynamic moving objects. The study o f prob­
lems concerns how to increase the accuracy o f the use o f highly dynamic moving ob­
jects.
autonomous navigation, integration, SINS.
Колесниченко С. В., Баранов С. А.
ECONOM ICS RESEARCH AND GEOGRAPHICAL CONDITIONS
W H E JUSTIFYING CARGO FLO W COM PANIES M INERAL RESOURCE
CO M PLEX // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности
и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 229-236.
The article discusses some o f the problematic issues concerning the study o f the
economic and geographic conditions in the justification o f rational schemes
gruzoperevo-portation companies mineral complex. The basic tenets o f the theory of
multimodal transport. Studied in detail in the areas o f navigation and hard-topopulated regions o f Siberia.
transport system, the turnover, multimodal transport, oversized cargo, cargo base,
transport and technological scheme.
Колесниченко С.В., М арчук А.С.
CURRENT
ISSUES
SELECTION
AND
APPLICATION
OF
ENTERPRISE INFO RM ATIO N SYSTEM S // Анализ и прогнозирование систем
управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС,
2014. - С. 237-245.
The article discusses some o f the problematic issues o f choice and justification
processes information (automated) systems for enterprises . Studied in detail the main
- 363 -
steps concerning the selection o f the necessary range of indicators and expert review
the alternatives considered systems.
information system, the ranking criterion, expert opinion, consistency, comparison
choice.
Копанев А. А., Барщ евский Е. Г.
FEATURES APPLICATIO N OF GENETIC ALGORITH M S IN
O PTIM IZATIO N PROBLEM S BY M EANS OF UNIVERSAL PACKAGE
M ATLAB // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и
на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 246-248.
The article discusses the advantages and disadvantages, especially the use of
genetic algorithms in optimization problems
algorithms, genetic optimizat.
Королев Ю . А., Клавдиев А. А.
ANALYSIS OF M ETHODS OF ULTRASONIC CONTROL OF A
LARGE-SIZE M ETALW O RK OF PETRO CHEM ICAL REACTORS // Анализ
и прогнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 249-252.
In article the technique o f the system information and statistical analysis of
methods o f ultrasonic control o f a large-size metalwork of petrochemical reactors is
offered.
nondestructive, ultrasonic, control, defect, forecast, expenses.
Коровяковский Е. К., Илесалиев Д. И.
APPLICATIO N OF QUEUING THEORY IN THE LOADING AND
UNLO ADING IN FACTORIES PRODUCING COTTON // Анализ и прогнози­
рование систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. :
ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 253-257.
^ 0 ^ % , probability theory and its application part queuing - has become
widespread in many industries. Sidings and freight yards there is a massive demand for
service traffic flows with limited capabilities o f the system o f transfer operations.
queueing theory, the factory for the production of cotton, incoming stream, turn, the
requirement, service.
М ельников Ю . В., Первухин Д. А.
PERFO RM ANCE M EASURES JSC "RUSSIAN R AILW AYS // Анализ и
прогнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб.
: ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 258-263.
In article the method o f forecasting o f indicators o f functioning o f JSC Russian
Railways based on application o f look-ahead regression models is considered. Analy­
sis o f activity o f JSC Russian Railways which showed is carried out that JSC RZhD
- 364 -
has all possibilities for achievement o f goals. By means o f procedures o f forecasting
the net profit o f the enterprise by a way o f application o f extrapolation on the basis o f
the linearized trends is calculated.
SWOT-analysis, regression analysis, forecasting, the coefficient o f determination, a
predictive model
Н икифорова Е. В., Злотников К. А.
ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF DIFFERENT PHASES OF
FLIG H T ON ACCIDENT // Анализ и прогнозирование систем управления в
промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. С. 264-267.
This article is devoted to the investigation o f the influence o f different phases of
flight on the number o f aircraft accidents. On the basis o f initial data on the accident
aircraft o f various types, which occurred over the period from 2000 to 2011 in the
Russian Federation, was held single-factor analysis o f variance, and a conclusion ac­
cording to the results obtained.
the number o f aircraft accidents, phase o f flight.
Панова Ю . Н., Куртин А. Р.
TO THE ISSUE OF INCREASING RAILW AY COM PONENT IN THE
CO NTAINER TURNO VER OF SEA PORTS // Анализ и прогнозирование сис­
тем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 268-277.
The analysis o f distribution o f cargo sea ports by types o f transport. With the
purpose o f preservation and increase o f cargo traffic in railway transport will require
the formation o f an additional rear o f the railway infrastructure, first o f all, connected
with the sea ports. As an example, we consider the prospects o f container platforms to
the station Shushary Oktyabrskaya railway, creating conditions for growth railway
component in the container turnover in the port o f St. Petersburg.
sea ports, inland container terminals, railway infrastructure.
П етрова С., Труш ников В.Е.
ANALYSIS M ETHODS STRUCTURES W ITH THE GIVEN LEVEL OF
R ELIA BILITY // Анализ и прогнозирование систем управления в промышлен­
ности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 277-279.
In the article the economical approach for rapidly and objectively assess the
technical level o f products in use in general and the effectiveness o f measures to im­
prove their reliability (technical excellence) - in particular, given the uncertainty o f the
behavior o f the medium.
monitoring, quality, reliability, technical perfection , regulation, uncertainty, approach.
- 365 -
Пелипенко П. А.
SYNTH E SIS OF FUNDS DISTRIBUTED BASED SEISMIC HOOKE'S
LA W NATIO NAL // Анализ и прогнозирование систем управления в промыш­
ленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 280-282.
The article deals with a brief outline of methods for the analysis of distributed
systems with the scope - seismic. The article is written under the guidance o f assistant
to the chair o f systems analysis and management o f the National University o f mineral
resources "Mountain" Ilyushin Y.
distributed control systems with distributed parameters, frequency characteristics , sys­
tem analysis, management.
Плеханов С. П., Афанасьева О. В.
SYSTEM -ANALYTICAL
STUDY
INTERNATIONAL
AIRPORT
PA SSENG ER (FOR EXAM PLE "Pulkovo-2") // Анализ и прогнозирование сис­
тем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 282-287.
This paper presents a systematic analysis of the activities of the airport
"Pulkovo - 2." The analysis allowed to make recommendations to improve the effec­
tiveness o f management decisions.
forecast time predictive model, the analysis o f the airline passenger.
Сурма О., Чернеевска-Сурма Б., Плуст Д., Щ игельски М ., Гоман А.
HISTAM INE AND H UM AN BODY // Анализ и прогнозирование систем
управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС,
2014. - С. 288-305.
Histamine is a biogenic amine. It is essential to life In small amounts. Without
histamine many processes in the human body could not run properly. This amine plays
a key role in allergic reactions. It is produced in the human body and can be released
immediately. However, in the body can cause negative effects, both mild and might
lead to anaphylactic shock. Histamine is not dangerous rather the lack o f adequate
mechanisms for decomposing it.
biogenic amines, histamine, the effect on the human body
Тонкова М. Л.
O RG ANIZATIO N OF W O RK OF TRANSPORT-FORW ARDING COM ­
PANY IN CARGO DELIVERY IN CONTAINERS IN INTERNATIONAL
TRAFFIC // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленности и
на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 305-311.
Examines the role o f transport-forwarding company in transportation of con­
tainerized cargo between Europe and China via Russia and CIS countries on the ex­
ample o f a joint venture (JV) o f Russia and Germany "TRANS Eurasia logistics
GmbH". The development o f container transport between Europe, Russia and China
w ill benefit not only from the point of view of cooperation in the sphere of export and
- 366 -
import with countries in Asia, but also from the point o f view o f a transit corridor to
Europe. Rail transport has a huge potential, therefore, the role o f Railways in the Eura­
sian message is constantly growing.
RZD; Deutsche Bahn; TRANS Eurasia logistics GmbH; container transportation; the
Eurasian railway communication.
Ходова Г. В., И счанов А. А.
EVALUATING
THE
EFFECTIVENESS
OF
PROM OTIONAL
ACTIVITIES TRADING CO M PANY // Анализ и прогнозирование систем
управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС,
2014. - С. 312-317.
The analytical relationship between characteristics (advertising expenses and
sales volume) is investigated for trading company. The parameters o f analytical de­
pendences between characteristics are defined by regressive-correlation analysis meth­
ods.
relationship, characteristics, regressive-correlation analysis, forecast model.
Ходова Г. В., Яковлев А. С.
PREDICTIO N OF COM M UNICATION SERVICES IN RUSSIA // Ана­
лиз и прогнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 318-322.
Analysis o f development indicators o f communication sector is considered in
the article, their trends are investigated, the forecasts o f the development o f communi­
cation sector for the perspective are received.
services, mobile, communication, fixed telephony, trend, model.
Цыганкова Д.Ю ., Первухин Д.А.
A SSESSM ENT OF POTENTIAL OIL ENTERPRISE DEVELOPM ENT
INDICATORS // Анализ и прогнозирование систем управления в промышленно­
сти и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 322-327.
N ow such type o f fuel as oil, has unique and huge value. The oil industry is a
large economic complex which lives and develops on the regularities. In article the as­
sessment o f activity o f the oil-extracting enterprise on JSC LUKOIL-Perm example
with use o f look-ahead models is carried out. Strategy o f stabilization are: decrease in
rates o f falling and oil production stabilization; financial stabilization and strengthen­
ing o f financial discipline; fixing o f the company and expansion o f its activity in the
Russian and world markets o f oil and oil products.
system analysis, forecasting, SWOT-analysis, regression analysis.
Чернеевска-Сурма Б., Сурма О., Плуст Д., Щ игельски М ., Гоман А.
FISH AND FISH PRODUCTS AS A SOURCE HISTAM INE // Анализ и
прогнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 327-342.
- 367 -
Histamine is one o f the most important biogenic amines. Its content in fish and
their products depends not only on the qualitative and quantitative characteristics of
the microflora as well as precursors of histamine content, specific activity and envi­
ronmental conditions the environment. The content of histamine in fish and fish prod­
ucts are also affected by the biological (species, fishing season, type o f muscle) and
applied technological procedures and the storage temperature.
biogenic amines, histamine, fish, fish products.
Читаянц Г. А., Соляник В. В.
LOGISTICS
M ARK ET
OF
RUSSIA:
M ULTIM ODAL
TRANSPORTATIONS AND THEIR FEATURES // Анализ и прогнозирование
систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 342-347.
In this article are considered the logistic market in Russia and multimodal
transportations on this market . At first it is given definition of multimodal transporta­
tions and their features. Then it is provided the review o f logistic market in Russia
and its current state.
logistics, multimodal transportations, intermodal transportations, combined transpor­
tations, logistic market, cargo port.
Ю дникова Е. С., Селедков Д. С.
IM PRO VEM ENT OF CUSTOM S CONTROL IN CONDITIONS OF THE
INTERNATIO NAL ECONOM IC INTEG RATION // Анализ и прогнозирование
систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. : ФГБОУ ВПО
ПГУПС, 2014. - С. 347-352.
The article is about advantages and disadvantages for the business community
associated with joining Russia to WTO. At the same time it is defining important role
o f the effective customs control using risk management system as a maintenance for
the competitiveness o f business.
WTO, competitiveness, customs control, customs value control, risk management.
Kuutm a R., Korovyakovskiy E.
ЗАДАЧИ РЕАЛИ ЗАЦ И И ПРОЕКТА LOGO NTRAIN // Анализ и про­
гнозирование систем управления в промышленности и на транспорте. - СПб. :
ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - С. 352-355.
В работе рассматривается концепция и пути реализации проекта
LogOnTrain в рамках программы трансграничного сотрудничества Эстонии,
Латвии и России. Приводятся результаты синхронизации учебных программ в
области логистики для специалистов диспетчерских и организационных служб
международных железнодарожных перевозок.
логистика, учебная программа, железная дорога, транспорт, перевозки.
- 368 -
Научное издание
АНАЛИЗ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НА ТРАНСПОРТЕ
ТРУДЫ
XV Международной научно-практической
конференции молодых учёных, студентов и аспирантов
Редактор и корректор Н. В. Фролова
Компьютерная верстка А. В. Никифорова
Подписано в печать с оригинал-макета 07.08.2014.
Формат 60x84 1/16. Бумага для множ. апп. Печать ризография.
Усл. печ. л. 23,125. Тираж 120 экз.
Заказ 660.
ФГБОУ ВПО ПГУПС. 190031, СПб., Московский пр., 9.
Типография ФГБОУ ВПО ПГУПС. 190031, СПб., Московский пр., 9.