№ 106(2), Февраль, 2015
Дата выпуска: 28.02.2015
Архив журнала: Статей 78, 173 kb
-
Определение тяжелых металлов в фитомассе и метод ее утилизации
Краткое описаниеНеобходимость постоянного мониторинга экологической обстановки обусловлена тем, что в настоящее время практически все экосистемы нашей планеты претерпевают в той или иной мере деградацию под влиянием антропогенного фактора. В настоящей работе подводятся итоги 6-летнего мониторинга определения тяжелых металлов в воздухе. Промышленные предприятия, бытовые отходы и, в особенности, автомобильный транспорт, является основными источниками загрязнения. Доля транспортных средств в загрязнении воздуха в городах достигает 70-90%. Наибольшую опасность для здоровья населения представляют соединения свинца, кадмия и ртути, относящиеся к 1 классу опасности. Нами изучена динамика накопления тяжелых металлов и угарного газа в атмосфере Краснодара на улицах с различной интенсивностью автомобильного движения. Полученные данные свидетельствуют о значительном превышении по сравнению с контролем содержания таких металлов, как свинец, железо, кадмий, медь во всех образцах; хром и цинк – на трех постах из четырех. Обращает на себя внимание повышение содержания кадмия по сравнению с данными предыдущих лет. Установлено, что динамика накопления тяжелых металлов в атмосфере города хорошо коррелирует с численностью населения, интенсивностью движения автомобильного транспорта и имеет устойчивую тенденцию к увеличению содержания этих токсичных веществ. Предложен способ утилизации биомассы опавших листьев методом их биологической деструкции в анаэробных условиях
-
Малые реки Кубани, состояние и перспективы развития их биоты
Краткое описаниеМалые реки Кубани, формирующие свои ландшафты в пространстве между бассейнами крупных рек (Кубани и Дона), делятся на 2 группы: реки внутреннего стока, впадающие в небольшие водоемы суши (Понура, Кирпили и др.), и реки внешнего стока, впадающие в Азовское море (Ея, Бейсуг, Челбас). Направленность развития этих рек определяется небольшим понижением от высокого (до 59 м) правого берега Кубани и восточных склонов (высота до 50–170 м) Ставропольской возвышенности. Берега этих рек сильно обезлесены человеком, подвергаются заметному антропогенному давлению, а их водные системы весьма загрязнены органическими веществами. Огромный вред речным системам нанесла распашка водосборных площадей до береговой полосы и распашка сухих балок, а также вырубка лесов. Качественный состав микроорганизмов не отличается большим разнообразием. В загрязненных реках и донных отложениях преобладают сапротрофные микроорганизмы, спороносные и другие палочковидные бактерии. В пробах ила отмечен высокий титр тионовых и сульфатредуцирующих бактерий. Исследован комплекс актиномицетов. Видовой состав сосудистых растений включает 135 видов из 48 семейств, наиболее многочисленны астровые, злаковые и бобовые. Доминирующим растением многих пойм степных рек является тростник обыкновенный, чему способствуют процессы заиления почвенными частицами с полей и разрушение дернины при перевыпасе скота. Среди фитоценозов преобладают вейниково-разнотравные залежи на влажных почвах, мезофильные пырейно-разнотравные и ксерофитизированные злаково-разнотравные. В почвенной биоте пойм доминируют олигохеты, в донной фауне моллюски и олигохеты, в воде – коловратки и кладоцеры
-
Свойства лесных семян с крылатками, обескрыленных, плодов-бобов и без околоплодников
Краткое описаниеСвойства лесных семян являются основными и исходными данными для обоснования технологий и конструкций технических средств, для отделения крылаток от семян и извлечения их из плодов-бобов, а так же для обоснования конструктивных, технологических параметров и режимов работы семяочистительных машин. До настоящего времени нет достаточно полных сведений о технологических и механических свойствах лесных семян, что затрудняет обоснование и разработку новых технологий и технических средств, в частности, для отделения крылаток от семян лиственных пород и извлечения из плодов-бобов стручковых пород. В статье представлены результаты исследований технологических и механических свойств лесных семян с крылатками и обескрыленных: клена остролистного, ясеня обыкновенного и вяза обыкновенного, а также плодов-бобов: гледичии обыкновенной, акации белой и желтой и чистых семян. Изучены размерные признаки, масса 1000 семян, объемная масса, массовые и объемные коэффициенты, углы естественного откоса, коэффициенты статистического и динамического трения о различные рабочие поверхности, прочность крепления крылаток к лесным семенам и прочность стручков плодов-бобов. Полученные данные используются при обосновании технологий и конструкций технических средств для отделения крылаток от семян и извлечения их из околоплодников
-
Метод скетчей в археогенетике и селекции сельскохозяйственных растений
Краткое описаниеВ статье рассматриваются вопросы, связанные с.визуализацией образов исследуемого объекта и возможности использования метода скетчей или визуальныхзаметок. В качестве инструмента исследования выбраны образы лагенарии (бутылочной, фигурной тыквы или горлянки) в произведениях искусства и агроботанической иллюстрации, с целью провести визуальный анализ морфологических характеристик бутылочной тыквы для дальнейшего применения полученных знаний в археогенетике и селекции растений. Представлены образы растения лагенарии за период с 1311 по 2014 гг. Визуальный анализ морфологических характеристик лагенарии на основе метода визуальных заметок позволил выделить несколько ключевых точек: полиморфизм плодов и различная продолжительность вегетационного периода, особенности репродуктивной системы, для которой характерно различное соотношение женских и мужских цветков, наличие опылителей, ночное цветение, опушенность плодов на первых этапах развития, полиморфизм семян, особенности созревания с учетом размера и веса плода. Понимание ряда особенностей индивидуального развития позволяет селекционеру представить целостно проблему отбора, поиска новых признаков, коснутся древних форм объекта, болезней, вредителей, образы которые остались только на картинах. На наш взгляд метод визуальных заметок может быть успешно использован в образовательном процессе, т.к. это стимулирует творческий подход и познавательную деятельность студентов к поиску информации об изучаемом объекте и ее осмысление
-
01.00.00 Физико-математические науки
Решение задач статистики методами теории информации
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описаниеПредлагается теоретическое обоснование, методика численных расчетов и программная реализация решения задач статистики, в частности исследования статистических распределений, методами теории информации. При этом непосредственно на основе эмпирических данных расчетным путем определяется количество информации в наблюдениях, которое используется для анализа статистических распределений. Предлагаемый способ расчета количества информации не основан на предположениях о независимости наблюдений и их нормальном распределении, т.е. является непараметрическим и обеспечивает корректное моделирование нелинейных систем, а также позволяет сопоставимо обрабатывать разнородные (измеряемые в шкалах различных типов) данные числовой и нечисловой природы, измеряемые в различных единицах измерения. Таким образом, АСК-анализ и система «Эйдос» представляют собой современную инновационную (готовую к внедрению) технологию решения задач статистики методами теории информации. Данная статья может быть использована как описание лабораторной работы по дисциплинам: интеллектуальные системы; инженерия знаний и интеллектуальные системы; интеллектуальные технологии и представление знаний; представление знаний в интеллектуальных системах; основы интеллектуальных систем; введение в нейроматематику и методы нейронных сетей; основы искусственного интеллекта; интеллектуальные технологии в науке и образовании; управление знаниями; автоматизированный системно-когнитивный анализ и интеллектуальная система «Эйдос»; которые автор ведет в настоящее время, а также и в других дисциплинах, связанных с преобразованием данных в информацию, а ее в знания и применением этих знаний для решения задач идентификации, прогнозирования, принятия решений и исследования моделируемой предметной области (а это практически все дисциплины во всех областях науки)
-
Вероятностно-статистическое моделирование помех, создаваемых электровозами
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описаниеДвижение электровозов создает помехи, влияющие на проводные линии связи. Создание достаточно эффективных и в то же время экономичных средств защиты проводных линий связи от мешающих влияний, создаваемых тяговыми сетями переменного тока, предполагает в качестве подготовительного этапа разработку математических моделей помех, создаваемых электровозами. Разработана вероятностно-статистическая модель помех, создаваемых электровозами. Найдено асимптотическое распределение суммарной помехи, являющегося распределением длины двумерного случайного вектора, координаты которого - независимые нормально распределенные случайные величины с математическими ожиданиями 0 и дисперсиями 1. Доказана предельная теорема для математического ожидания амплитуды суммарной помехи. Методом статистических испытаний (Монте-Карло) изучена скорость сходимости математического ожидания амплитуды суммарной помехи к предельному значению. Использовался алгоритм перемешивания Макларена-Марсальи (М-алгоритм). Проанализированы пять наборов амплитуд, выбранных в соответствии с рекомендациями специалистов в области тяговых сетей переменного тока. Наиболее быстрая сходимость к пределу имеет место в случае равенства амплитуд. Установлено, что максимально возможное среднее значение амплитуды случайной помехи на 7,4% меньше ранее использовавшегося значения, что сулит значительный экономический эффект
-
Современное состояние непараметрической статистики
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описаниеНепараметрическая статистика – одна из пяти точек роста прикладной математической статистики. Несмотря на большое число публикаций по конкретным вопросам непараметрической статистики, внутренняя структура этого научного направления оставалась непроявленной. Цель настоящей статьи – на основе сложившегося в практике научной деятельности определения непараметрической статистики рассмотреть ее деление на области и систематизировать исследования по непараметрическим статистическим методам. Непараметрическая статистика, позволяет делать статистические выводы, в частности, оценивать характеристики распределения и проверять статистические гипотезы, без, как правило, слабо обоснованных предположений о том, что функция распределения элементов выборки входит в то или иное параметрическое семейство. Например, широко распространена вера в то, что статистические данные часто подчиняются нормальному распределению. Между тем анализ конкретных результатов наблюдений, в частности, погрешностей измерений, приводит всегда к одному и тому же выводу - в подавляющем большинстве случаев реальные распределения существенно отличаются от нормальных. Некритическое использование гипотезы нормальности часто приводит к значительным ошибкам, например, при отбраковке резко выделяющихся результатов наблюдений (выбросов), при статистическом контроле качества и в других случаях. Поэтому целесообразно использовать непараметрические методы, в которых на функции распределения результатов наблюдений наложены лишь весьма слабые требования. Обычно предполагается лишь их непрерывность. На основе обобщения многочисленных исследований можно констатировать, что к настоящему времени с помощью непараметрических методов можно решать практически тот же круг задач, что ранее решался параметрическими методами. Являются несостоятельными встречающиеся в литературе заявления о том, что непараметрические методы имеют меньшую мощность или требуют большего объема выборки, чем параметрические. При этом в непараметрической статистикe, как и в математической статистике в целом, остается ряд нерешенных задач
-
Оптимальный план управления запасами нельзя найти на основе формулы квадратного корня
01.00.00 Физико-математические науки
Краткое описаниеУправление запасами (другими словами, материально-техническое снабжение) – неотъемлемая часть работы фирм и организаций. Речь идет о запасах сырья, топлива, материалов, инструментов, комплектующих изделий, полуфабрикатов, готовой продукции на промышленном (или сельскохозяйственном) предприятии, о запасах товаров на оптовых базах, складах магазинов, на рабочих местах продавцов, наконец, у потребителей. Запасы постоянно расходуются и пополняются по тем или иным правилам, принятым на предприятии. Оптимизация этих правил, т.е. оптимальное управление запасами, дает большой экономический эффект. Математическая теория управления запасами, основанная на моделях движения товарных потоков, является крупной областью экономико-математических исследований. Предложенная еще в 1915 г. Ф. Харрисом классическая модель теории управления запасами является одним из наиболее простых и наглядных примеров применения математического аппарата для принятия решений в экономической области. Эту модель обычно называют моделью Вильсона (или Уилсона), так как она получила известность после публикации работы Р.Г. Вильсона в 1934 г. Формула оптимального размера заказа (т.н. "формула квадратного корня"), полученная в модели Вильсона, широко применяется на различных этапах производства и распределения продукции, поскольку оказывается практически полезной для принятия решений при управлении запасами, в частности, приносящей заметный экономический эффект. Однако, вопреки распространенному заблуждению, эта формула не дает возможности рассчитать оптимальный размер заказа (хотя и является необходимым этапом на пути его нахождения). Это выясняется при строгом экономико-математическом анализе модели Вильсона, проведенном в статье. Дан алгоритм расчета оптимального размера партии. Установлено, что формула квадратного корня дает асимптотически оптимальный план. Изучена устойчивость выводов в экономико-математической модели. Рассмотрен пример практического применения классической модели управления запасами