Методическое пособие 797

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

УДК 004.021:004.75

Воронежский государственный технический университет, Старший преподаватель К.А. Маковий, кандидат экономических наук, доцент Ю.В. Хицкова, магистрант С.В. Герус

Россия, г. Воронеж, E-mail: [e-mail] , [e-mail], [e-mail]

Voronezh State Technical University,

Senior teacher K.A. Makoviy, Ph.D. in Economics, associate professor Yu.V. Hitskova, master student S.V. Gerus

Russia, Voronezh, E-mail: [e-mail] , [e-mail], [e-mail]

К.А. Маковий, Ю.В. Хицкова, С.В. Герус

ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ О ВЫБОРЕ ОБЪЕКТА ВИРТУАЛИЗАЦИИ

Аннотация: Представлен программный модуль поддержки принятия решения о выборе компьютерного класса для развертывания инфраструктуры рабочих столов.

Ключевые слова: метод гибридных оценок, инфраструктура виртуальных рабочих столов, пилотный проект, программа поддержки принятия решений.

K.A. Makoviy, Yu.V. Hitskova, S.V. Gerus

SOFTWARE MODULE FOR DECISION MAKING SUPPORT OF MAKING

THE CHOICE OF VIRTUALIZATION OBJECT

Abstract: Software module for decision-making support concerning the choice of the computer class to deploy

	Virtual Desktop Infrastructure is presented.
	Keywords: hybrid assessment method, virtual desktop		infrastructure, pilot project, decision-making sup-
	port software.
	Инфраструктура5 виртуальных рабочих		сти пользователей работой приложений,
	столов (VDI - Virtual Desktop Infrastructure)		преимущества и недостатки для ИТ персона-
	это альтернативная модель сетевого взаимо-		ла.
	действия, обеспечивающая доступ пользова-		Пилотный проект представляет собой
	телей к настольным персональным компью-		первоначальное использование VDI в обыч-
	терам (ПК), запущенным в центре обработки		ной рабочей среде. Пилотный проект должен
	данных. В отличие от служб терминалов, в		обладать многими из характеристик реаль-
	подобной инфраструктуре каждый пользова-		ных проектов, для которых предназначено
	тель получает доступ к личному настольно-		данное средство. Он преследует следующие
	му ПК с любого авторизованного устрой-		цели:
	ства, тем самым повышая гибкость настоль-		1) подтвердить достоверность резуль-
	ной системы.		татов оценки и выбора технологии;
	Виртуализация рабочих столов может		2) определить, действительно ли VDI
	иметь большое значение для повышения эф-		годится для использования в данной органи-
	фективности использования технологий в		зации, и если да, то определить наиболее
	системе высшего образования, но, как и лю-		подходящую область его применения;
	бой другой проект внедрения, должна прой-		3) собрать информацию, необходимую
	ти определѐнные этапы [1]. Одним из этапов		для разработки плана практического внедре-
	внедрения технологии VDI является этап		ния;
	развѐртывания пилотного проекта на базе		4) приобрести собственный опыт ис-
	учебного класса. Пилотный проект позволя-		пользования VDI.
	ет проанализировать сильные и слабые сто-		Пилотный проект позволяет получить
	роны использования технологии в конкрет-		важную информацию, необходимую для
	ной организации, степень удовлетворенно-		оценки качества функционирования VDI и
			его поддержки со стороны поставщика после
			того, как средство установлено.
	© Маковий К.А., Хицкова Ю.В., Герус С.В., 2016

80

ВЫПУСК № 2 (8), 2016										ISSN 2307-177X
	Важной		функцией пилотного			проекта	ды принятия решений в условиях определен-
является		принятие решения			относительно		ности.
приобретения или отказа от использования							В нашем случае учебные классы рас-
VDI. Неудача пилотного проекта позволяет							сматриваются в качестве альтернатив, а в
избежать более значительных и дорогостоя-							качестве критериев выбираются характери-
щих неудач в дальнейшем, поскольку пилот-							стики компьютеров, параметры сети и пара-
ный проект обычно связан с приобретением							метры удобства использования класса для
относительно небольшого количества лицен-							администратора системы. Общая идея выбо-
зий и обучением узкого круга специалистов.							ра состоит в том, что такой класс должен хо-
	В силу высокой стандартизации ком-						рошо представлять систему в целом и быть
пьютеров, используемых в учебных классах,							характерным образцом учебного компью-
основным объектом виртуализации рабочих							терного класса, в котором имеет смысл за-
мест являются учебные компьютерные клас-							менить локальные операционные системы на
сы. На этапе развѐртывания пилотного про-							те, которые централизованно выполняются
екта возникает задача выбора учебного клас-							на сервере и изображение экрана которых
са для его реализации. Сложность задачи со-							доставляется на локальное рабочее место по
стоит в том, что нужно учитывать различные							сети с помощью специальных сетевых про-
факторы и оценивать степень влияния каж-							токолов.
дого из них на выбор конкретного класса для							В таблице 1 представлен фрагмент
развертывания «пилота». Такая задача может							списка учебных классов, которые должны
быть классифицирована как задача принятия							быть оценены лицом, принимающим реше-
решения в условиях определенности, и для ее							ния. Также представлены характеристики
решения могут применяться основные мето-							оборудования в данных учебных классах.
										Таблица 1
								Список учебных классов
							Кол-во	Кол-во
						Скорость		абонентов
							транзит-
	№	ОЗУ,			Диск,	подклю-		на порту	Удалѐн-	Сложность
				Процессор			ных
	ауд.	Гб			Гб	чения,		магистр.	ность	доступа
							свитчей,
						Мб/с		свитча,
							шт.
								шт.
	1	2		3	4	5	6	7	8	9
				Intel Pentium
	1403	4		Dual Core	500	100	2	100	1 корп.	Ключи на
				CPU E6500					4 этаж	кафедре
				2.93 ГГц
	1404	8		Intel Core i3 -	500	100	2	110	1 корп.	Ключи в
				3,3 ГГц					4 этаж	ВЦ
	1405	8		Intel Core i3 -	1000	100	3	120	1 корп.	Ключи на
				3,3 ГГц					4 этаж	кафедре
	1406	4		Intel Core i3 -	500	10000	2	120	1 корп.	Ключи на
				3,3 Гц					4 этаж	вахте
				Intel Pentium
	7311	1		Dual CPU	500	1000	4	110	7 корп.	Ключи на
				E2180 2.00					3 этаж	вахте
				Гц
	1407	8		Intel Core i3 -	500	100	2	130	1 корп.	Ключи на
				3,3 Гц					4 этаж	вахте

81

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Продолжение таблицы 1

	1	2	3	4	5	6	7	8	9
			Intel Pentium
	1409	4	Dual Core	500	100	3	110	1 корп.	Ключи на
			CPU E6500					4 этаж	вахте
			2.93 ГГц
	1411	8	Intel Core i3 -	1000	100	2	100	1 корп.	Ключи на
			3,3 ГГц					4 этаж	вахте
	1413	8	Intel Core i3 -	1000	100	3	100	1 корп.	Ключи на
			3,3 ГГц					4 этаж	вахте
			Intel Pentium
	1414	2	Dual Core	500	10000	2	110	1 корп.	Ключи на
			CPU E6500					4 этаж	кафедре
			2.93 ГГц
	1415	8	Intel Core i3 -	1000	100	3	100	1 корп.	Ключи на
			3,3 ГГц					4 этаж	кафедре
			Intel Pentium
	1420	2	Dual Core	500	1000	3	90	1 корп.	Ключи на
			CPU E6500					4 этаж	кафедре
			2.93 ГГц

Для решения этой задачи было решено	пользования данного метода является воз-
применить метод гибридных оценок [3,4],	можность использования как количествен-
являющийся развитием хорошо известного	ных, так и качественных критериев в про-
метода анализа иерархий (МАИ). В отличие	цессе принятия решений. Он состоит из двух
от метода анализа иерархий данный метод	этапов: сначала попарно сравниваются кри-
более прост в программировании, использу-	терии, а затем каждая альтернатива оценива-
ет всего две матрицы сравнений критериев	ется по каждому критерию [5]. Алгоритм
между собой и альтернатив по критериям, и	оценки критериев и альтернатив представлена
позволяет гибко добавлять альтернативы.	на рисунке 1.
Одним из существенных преимуществ ис-

Рис. 1 - Алгоритм оценки критериев и альтернатив

82

ВЫПУСК № 2 (8), 2016

ISSN 2307-177X

Пусть Сi – оценка значимости i-го критерия, где i = 1..Nc, Nc – общее количество критериев. Элементами матрицы парных сравнений являются значения Cij, которые определяются с помощью шкалы, представленной в таблице 2. В методе гибридных оценок используется две шкалы: более понятная пользователю с положительными и отрицательными оценками и та, которая используется в процессе расчѐтов. Остальные элементы матрицы определяются как Cji=1/Cij. Обозначим альтернативы следующим образом: Ai – i-я альтернатива, где i = 1..Na, Na общее кол-во альтернатив. По матрице парных сравнений критериев рассчитываются нормированные веса критериев:

√∏

(1)

√

(2)

∑

где

,

критериев,

элементы матрицы парных сравнений

критериев вектор нормированных весов критериев.

На втором этапе формируется матрица оценок альтернатив по каждому критерию с элементами , на основании которой, с использованием нормированных весов критериев (1) рассчитывается рейтинг альтерна-

тив	:
		∏	(3)
где	вектор приоритета		альтернатив,
		.
	∑

Программная реализация метода выполнена с использованием языков програм-

мирования HTML,CSS, JavaScript, PHP в ви-

де web-приложения, результаты расчетов хранятся в базе данных MySQL. На рисунке 2 представлен интерфейс главной страницы приложения. На нем изложена краткая информация о методе. На данной странице пользователь может приступить к оценке критериев и альтернатив либо посмотреть результат прошлых оценок.

Рис. 2 – Интерфейс главной страницы приложения

Перед тем как приступить к оценке,	следующем. После регистрации пользова-
пользователь должен пройти регистрацию.	тель оценивает критерии относительно друг
Это нужно для учѐта пользователей и вывода	друга. Интерфейс оценки критериев пред-
соответствующих результатов оценок в по-	ставлен на рисунке 3.

83

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Рис. 3 – Интерфейс оценки критериев

На следующем шаге пользователь вво-		можность выбирать подмножества набора
дит список альтернатив и оценивает каждую		классов. В дальнейшем планируется автома-
альтернативу по набору критериев. На ри-		тизировать оценку по тем критериям, кото-
сунке 4 представлен интерфейс оценки аль-		рые представляют собой численные значе-
тернатив. Для обеспечения вариативности		ния. На данном этапе оценка выполняется
выбора и возможности исследования влия-		лицом, принимающим решение (ЛПР), а
ния каждой из альтернатив на окончатель-		технические характеристики используются в
ный рейтинг в программе реализована воз-		процессе принятия решения для справки.

Рис. 4 – Интерфейс оценки альтернатив

После оценки пользователем крите-	пользователь может либо вернуться на
риев и альтернатив выводится оконча-	главную страницу, либо посмотреть резуль-
тельный рейтинг, который можно экс-	таты прошлых оценок. Для вывода ре-
портировать в Excel документ либо сохра-	зультатов пользователь должен выбрать
нить в базу данных. Окно окончательного	эксперта, который проводил оценку, и дату
рейтинга представлено на рисунке 5а.	оценки. Окно результатов прошлых оценок
После оценки критериев и альтернатив	представлено на рисунке 5б.

84

ВЫПУСК № 2 (8), 2016			ISSN 2307-177X

		Рис. 5 –а) окно текущего результата б) окно прошлых результатов
	Данное приложение обеспечивает под-			Method	for	Software	Engineering	Deci-
	держку принятия решения о выборе класса			sions.	/ R.A.	Ribeiro,	A.M. Moreira, P.
	для использования в пилотном проекте внед-			van den Broek, A. Pimentel // Decision				Sup-
	рения инфраструктуры рабочих столов в ву-			port	Systems, 51 -		2011 - pp. 208-219.
	зе – современной перспективной информа-			ISSN 0167-9236
	ционной	технологии,	обеспечивающей	3. Маковий К.А., Хицкова Ю.В., Герус
	большую	централизацию и управляемость		С.В. Использование метода гибридных оце-
	ИТ инфраструктурой		образовательного	нок в области информационных технологий /
	учреждения.			К.А. Маковий, Ю.В. Хицкова, С.В. Герус //
	Библиографический список			Научный вестник. Информационные техно-
				логии в строительных, социальных и эконо-
	1. Маковий К.А., Шипилов Н.В. Пи-			мических системах. 2016. № 1 (7). с. 120 –
	лотный проект виртуализации рабочих мест			124.
	в компьютерном классе Воронежского ГА-			4. Dabbagh M. e al. Functional and non-
	СУ/ К.А. Маковий, Н.В. Шипилов // Науч-			functional requirements prioritization: empirical
	ный вестник Воронежского ГАСУ, серия			evaluation of IPA, AHP-based, and HAM-based
	студент и наука, выпуск 2 (10), 2016, Воро-			approaches. /M. Dabbagh, S. P. Lee, R. M.
	неж, Воронежский ГАСУ, с. 113-117			Parizi.// SoftComput. 2015. №7 pp. 1-24.
	2. Ribeiro R. A.		Hybrid Assessment

85

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

УДК 614.841:69

Воронежский государственный технический университет,	Voronezh State Technical University,
Канд. техн. наук, доцент С.А. Сазонова	Ph. D. in Engineering, associate professor S.A. Sazonova
E-mail: [e-mail]	E-mail: [e-mail]
Канд. техн. наук, профессор С.Д. Николенко	Ph. D. in Engineering, professor S.D. Nikolenko
E-mail: [e-mail]	E-mail: [e-mail]
Россия, г. Воронеж	Russia, Voronezh
С.А. Сазонова,	С.Д. Николенко

РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПОТЕРЬ НА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ ПОЖАРА В СРЕДЕ MathCAD

Аннотация: На начальной стадии пожара суммарный тепловой поток в ограждения, выполненных из кирпича или из материалов, близких ему по своим теплофизическим свойствам, рассчитывается с помощью эмпирической формулы. Расчет коэффициента теплопотерь в среде MathCAD выполняется при круговом распространении пламени по слою твердого горючего материала и при линейном распространении пламени по поверхности слоя твердого горючего материала.

Ключевые слова: пожарная безопасность, здания, теплофизические свойства материалов, начальная стадия пожара, коэффициент теплопотерь, MathCAD.

S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko

HEAT LOSS COEFFICIENT CALCULATION AT THE ONSET

OF FIRE IN THE ENVIRONMENT MathCAD

Abstract: At the initial stage of a fire the total heat flow into the enclosure made of bricks or materials that are close to it in its thermal properties is calculated using the empirical formula. Calculation of heat loss in a medium MathCAD ratio is performed when the circular flame propagation on the layer of solid combustible material and linear flame propagation across the surface of a solid combustible material layer.

Keywords: fire	safety, building, thermal properties of materials, the initial stage of a fire, the heat
loss coefficient,	MathCAD.

Коэффициент 1 теплопотерь [1, 2, 3] представляет собой отношение суммарного теплового потока в ограждения Qw к скорости тепловыделения в очаге горения , то есть

(1)

Скорость тепловыделения в каждый момент процесса развития пожара вычисляется по формуле

где Fг - площадь пожара, м2.

Суммарный тепловой поток в ограждения (выполненные из кирпича или из материалов, близких ему по своим теплофизическим свойствам) при значениях среднеобьемной температуры среды в помещении Т0 < Тm <Ткр (где Т0 290 К и Ткр 343 К) можно

© Сазонова С.А., Николенко С.Д., 2016

рассчитать с помощью эмпирической формулы

					(2)
	[ (	)	]

где q0, а,	- размерные эмпирические кон-
станты (q0=4,07 Втм2; а = 0,8 К-1; =0,00065

К2);	-	суммарная	площадь поверхности
ограждений, м2.
	Для	помещений, представляющих со-
бой	прямоугольный		параллелепипед, сум-

марная площадь поверхностей ограждений вычисляется по формуле

[ ]

где , - соответственно ширина и длина помещения, м; h - половина высоты помещения, м. При этом предполагается, что площадь проемов пренебрежимо мала по сравнению с величиной . Кроме того, при использовании этой формулы можно не учитывать наличие предметов и оборудования,

86

ВЫПУСК № 2 (8), 2016

ISSN 2307-177X

находящихся внутри помещения.

Следует сделать замечание по поводу формулы (2). При Т0 (то есть в первый момент процесса развития пожара при t 0) из этой формулы следует, что 0. Однако в первый момент времени поступление тепла в ограждения происходит в основном за счет лучеиспускания от пламени. Поток лучистой энергии от пламени к ограждениям по мере задымления помещения постепенно уменьшается. При сильном задымлении излучение от пламени рассеивается в задымленной среде, заполняющей помещение. С учетом сказанного радиационный поток от очага горения к ограждениям при FRAD FW можно оценить по формуле

(3)

где С =5,7 Вт/м2/К4 - коэффициент излучения; ε - степень черноты пламени; FRAD - площадь поверхности излучения, м2; Тпл - температура пламени, К; ω - коэффициент, учитывающий

ослабление радиационного потока из-за задымления.

Коэффициент со в начальные моменты времени, когда среда еще достаточно прозрачна, равен единице. При сильном задымлении, которое может иметь место в конце начальной стадии пожара, этот коэффициент равен нулю. С учетом сказанного величину этого коэффициента можно приближенно оценить с помощью формулы

Эта формула представляет собой линейную интерполяцию зависимости ω в интервале температур T0<Tm<TKР то есть в интервале времени, равном критической продолжительности пожара.

Из вышесказанного следует, что для расчета суммарного теплового потока в ограждения при начальной стадии пожара нужно использовать формулу

[						]				(			)	(4)
С учетом вышеизложенного		значение			начальной стадии пожара (то есть при 0 < τ <
коэффициента теплопотерь следует вычис-					) по формуле
лять для каждого момента времени на
[		]			(		)		(						)
										(				)

Из этой формулы следует, что величину лишь условно можно назвать коэффициентом, так как она является функцией

(τ)и изменяется во времени.

Винтервале времени, равном критической продолжительности пожара, среднеобъемная температура среды в помещении незначительно отличается от «предельного»

значения ТПРЕД, приблизительно равного 345 К. Если температура среды перед пожаром

Т0 = 293 К

(что

является типичным

начальным условием), то в начальной стадии пожара выполняется условие

С учетом этой оценки правую часть уравнения (4) можно упростить, отбрасывая второй член первого слагаемого в квадратных скобках. После этой операции получим уравнение

87

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

[	]		(				) (			)
								(	)		(5)

Среднее значение коэффициента теплопотерь φ в интервале температур T0<Tm<TKР, то есть в интервале времени, равном критической продолжительности пожара, определяется путем операции осреднения значения коэффициента φ:

			∫	(6)
где	= -Т0; Ткр = Ткр - Т0; -			среднее
значение коэффициента теплопотерь.

Далее рассмотрим пожары в помещении при горении твердых горючих материалов (ТГМ). При оценке радиационной составляющей теплового потока от пламени можно принять, что площадь поверхности излучения FRAD равна площади пожара Fг, то есть FRAD=

Fг.

Сначала рассмотрим пожары при круговом распространении пламени по слою ТГМ. Для таких пожаров в помещении уравнение (5) преобразуется с помощью форму-

лы ψ = ψудπ л τ :

[	]		(				) (			)
								(	)		(7)

*		(		)+	(8)

При начальной стадии развития пожара выполняется условие

Из этого условия следует, что

(		)	(		)		(9)

Сучетом формул (8) и (9) уравнение

(7)преобразуется в следующую формулу:

(	)		(		)
(		)	(					)
				(	)

где - коэффициент теплопотерь при температуре среды (τ); - среднее значение коэффициента теплопотерь в интервале времени, равном критической продолжительности пожара.

Поставим полученное выражение для в формулу (6). После интегрирования получается уравнение для расчета среднего коэффициента теплопотерь, которое можно

представить в виде

(10)

где Г	кр			Ф				;
	( ψуд л	)

;( пл) .

π		ψуд

Безразмерный комплекс Г характеризует макрокинетику горения ТГМ. Безразмерный комплекс Ф есть обобщенная геометрическая характеристика помещения. Этот комплекс можно назвать критерием формы помещения. Если помещение имеет формулу

88

ВЫПУСК № 2 (8), 2016

ISSN 2307-177X

куба, то Ф = 6. Для помещений, форма которых отличается от куба, Ф > 6.

При вычислении суммарной площади поверхности ограждений Fw (а следовательно, и критерия формы Ф) можно не учитывать наличие проемов, потому что здесь рассматриваются пожары в помещениях с относительно малыми проемами.

Безразмерный комплекс RAD является параметром влияния радиационного теплообмена и представляет собой отношение тепла, теряемого из-за излучения единицей площади поверхности ТГМ, охваченной пламенем, к теплу, выделяющемуся на этой единичной площадке вследствие горения. Для большинства ТГМ значение параметра влияния радиационного теплообмена составляет малую величину. Например, если горючим материалом является древесина, у которой Тпл 103 К, ψуд 4·105 Дж/м2/с, то па-

=* ( )+

[		(		)] . (13)

Уравнение (12) преобразуется с помощью формул (9) и (13) в формулу

=				+		.

Подставим полученное выражение для в формулу (6). После интегрирования получается уравнение для расчета среднего коэффициента теплопотерь в случае линейного

распространения пламени

=						+	, (14)
(				)

раметр влияния радиационного теплообмена

где

1,65 Вт/м2/К3;

- то

RAD

0,06.

=

Решение уравнения (10) можно полу-

же, что и в формуле (10).

чить численным методом. В системе

Уравнение (14) можно преобразовать в

MathCAD его можно решить при помощи

следующее:

функции root.

(15)

Полученные результаты при условиях

6<Ф<24 и 0,4<ГФ<2 с достаточной для прак-

где

.

тики точностью аппроксимируются форму-

(

)

лой следующего вида:

√

(11)

Рассчитаем коэффициент теплопотерь в

среде MathCAD:

Рассмотрим пожары при линейном рас-

1) при круговом распространении пла-

пространении пламени по слою ТГМ.

мени по слою ТГМ: по формуле (10), ис-

При линейном распространении пла-

пользуя функцию root; по формуле (11);

мени по поверхности ТГМ уравнение (5)

определим относительную погрешность рас-

преобразуется

с помощью

формулы ψ =

чета коэффициента теплопотерь по первому

ψуд г

л τ в следующее уравнение:

и второму методам;

2) при линейном распространении пла-

[

]

мени по поверхности слоя ТГМ по формуле

(15), используя функцию root.

Исходные данные для расчета следую-

щие: коэффициент полноты сгорания для

(

)

твердых сгораемых материалов

=0,95; ср=

(12)

1006 Дж/кг/град;

0= 1,293 кг/м3; Т0=293 К;

Ткр=343 К; Тпл=1000 К; степень черноты

При n= 2 следует, что

пламени

ε=0,6;

размерные эмпирические

константы:

89