XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Введение. Создание оптимальных метеорологических условий труда в производственных помещениях является актуальной задачей в наше время. Микроклимат производственных помещений – это метеорологические условия внутренней среды этих помещений, которые определяются действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения [1]. Анализ состояния микроклимата в производственном помещении позволил сделать выводы, что в отличие от открытых пространств, микроклимат в помещениях можно регулировать и управлять им, обеспечивая нормированные показатели. Одним из главных параметров микроклимата рабочей среды является уровень концентрации отрицательных аэроионов [2,4,5]. Наличие отрицательных аэроионов в рабочей зоне положительно влияет на организм человека и борется с пылью, которая негативно влияет на внутренние органы и центральную нервную систему, способствует возникновению и интенсивному протеканию профессиональных заболеваний [4,5]. Проблему насыщения воздуха рабочей среды отрицательными аэроионами возможно решить за счет применения специализированного оборудования - аэроионизаторов. От координат установки аэроионизаторов зависит расположение зон аэроионного комфорта и дискомфорта в рабочей среде, а значит, и влияние ионизированного воздуха на рабочий персонал. Известные методы моделирования аэроионного распределения от аэроионизаторов позволяют получить картину данного распределения, но являются дорогостоящими трудоемкими. Решить данную проблему можно за счет разработки специализированного программного обеспечения, которое обеспечит визуализацию аэроионного распределения и даст возможность определить зоны аэроионного комфорта и дискомфорта.

Цель исследования. На основе анализа известных способов моделирования аэроионного распределения от аэроионизаторов спроектировать информационную систему, которая в зависимости от входных данных позволит смоделировать и визуализировать данное распределение.

Материал и методы исследования. В основе проектируемой информационной системы лежит метод геометрического моделирования распределения концентрации отрицательных аэроионов, прилученный в работах [2,4]. Определение структуры моделируемой системы, свойств ее элементов и причинно-следственных связей, присущих системе и существенных для достижения цели моделирования, выполнено с использование концептуального моделирования [6].

Результаты исследования и их обсуждение. Информационная система моделирования аэроионного распределения от аэроионизаторов предназначена для определения уровня концентрации отрицательных аэроионов в производственном помещении (рабочей зоне). Результат моделирования представляется в графическом виде – в виде карт аэроионного распределения, которые представляют собой семью изолиний концентрации аэроионов, где каждая изолиния соответствует определенному уровню концентрации аэроионов. Проектируемая информационная система представляет собой систему, работающую под программным обеспечением.

На рис. 1. представлены основные концепты и семантические связи информационной системы.

Главными концептами разрабатываемой системы являются:

• «Рабочая среда», которая имеет геометрические размеры и в которой необходимо смоделировать аэроионное распределение от аэроионизаторов и оптимально разместить данные источники с целью обеспечения нормированных показателей аэроионного режима;

• «Аэроионизатор», который характеризуется мощностью, количеством, координатами размещения в рабочей среде;

• процесс «Моделирование», который направлен на моделирование аэроионного распределения в зависимости от входных данных, предоставленных концептами «Рабочая среда» и «Аэроионизатор»;

• «Результат», который направлен на визуальное представление результатов моделирования, полученных при работе концепта «Моделирование».

Рисунок 1 - Основные концепты и семантические связи информационной системы

На рис. 2 приведена диаграмма вариантов использования системы, на которой отображены отношения, существующие между актерами и вариантами использования (прецедентами).

Рисунок 2 - Диаграмма вариантов использования

Диаграмма вариантов использования моделирует поведение системы, отображает набор вариантов использования и действующих лиц при их взаимодействии [6].

Как видно из рис. 2, существует два типа конечных пользователей автоматизированной системы: администратор; пользователь.

Администратор отвечает за управление программной частью системы: выполняет функции сопровождения, настройки системы и имеет право работать с базой данных.

Пользователь является основным пользователем системы, который непосредственно работает с уже готовым программным продуктом через пользовательский интерфейс. Главной функцией Пользователя является управление расчетами. Пользователь может вносить в систему через пользовательский интерфейс входные данные; редактировать их; давать команду на выполнение моделирования аэроионного распределения в зависимости от входных данных; просматривать результаты моделирования; на основе полученных результатов формировать отчет; отправлять результаты в САПР «Компас» для формирования документации, которая может быть при необходимости распечатана.

И сходя из области использования проектируемой информационной, составим схему принципа работы системы (рис. 3).

Рисунок 3 - Схема принципа работы системы

Полученная концептуальная модель может быть использована при программной реализации информационной системы моделирования аэроионного распределения от аэроионизаторов. Исходя из предметной области исследования, программное обеспечение для информационной системы моделирования аэроионного распределения от аэроионизаторов, можно разработать на языке программирования Delphi, для формирования проектной документации рекомендуется использовать САПР «Компас».

Выводы. В статье получена концептуальная модель информационной системы моделирования аэроионного распределения от аэроионизаторов, которая позволяет автоматически моделировать аэроионное распределение от аэроионизаторов, их мощности, геометрических параметров рабочей зоны с целью создания в производственном помещении оптимального аэроионного режима. Результаты работы системы представляются в графическом виде. Дальнейшее развитие рассмотренной задачи лежит в программной реализации системы.

Список литературы

1. СанПиН: микроклимат производственных помещений. // Современный предприниматель: [сайт]. 2023. URL: https://spmag.ru/articles/sanpin-mikroklimat-proizvodstvennyh-pomeshcheniy-sp.

2. Барановская В.С., Строкань О. В. Информационная система расчета аэроионных зон в помещениях // Международный студенческий научный вестник. 2023. № 2.;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=21236

3. Li C. Different Time Scale Distribution of Negative Air Ions Concentrations in Mount Wuyi National Park. / C. Li, Z. Xie, B. Chen, K. Kuang, D. Xu, J. Liu. // Int J Environ Res Public Health. 2021. №18(9). Р. 5037. doi: 10.3390/ijerph18095037. 

4. Строкань О. В. Исследование аэроионного распределения в условиях искусственной ионизации воздуха/ О. В. Строкань. // Университетская Наука. University Science. Минеральные Воды: СКФ БГТУ им. В. Г. Шухова, 2023. № 2(16). С. 147-150.

5. Турсунов К. Ш. Ионизированный воздух - эликсир долголетия / К. Ш. Турсунов, М. М. Тухлиев. // Молодой ученый. 2016. № 11 (115). С. 1835-1839.

6. Фаулер М. UML Основы / М. Фаулер, К. Скотт. СПб: Символ-Плюс, 2002. 192с.