WEBM
Освятил.
Сигма тянки попустили омежку. Осеменять альфа-самок.
ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ
Проблемы системного проектирования информационно -вычислительных систем (ИВС) управления всегда отличались сложностью и неоднозначностью подходов и методов их решения. Одним из важнейших интегральных показателей является оценка надежности системы. В данной работе мы будем ориентироваться на системы универсального типа. Каждая из них, как известно, учитывает параметры, как алгоритмических характеристик программного обеспечения, так и структурные особенности аппаратных средств. Для оценки надежности аппаратного обеспечения (АО) создан единый подход, и успешно используется ряд методов, например, модель на основе интегральных уравнений, модель на основе дифференциальных уравнений, метод оценки по графу состояний системы, логиковероятностная модель и другие [1]. Подобное, к сожалению, нельзя сказать о надежности программного обеспечения (ПО). На сегодняшний день существует порядка десяти разрозненных моделей оценки надежности ПО. Основным их недостатком является то, что они не адаптированы на модели определения надежностных характеристик АО, что говорит об актуальности создания интегральной оценки надежности программно-аппаратного обеспечения ИВС.
Проведем краткий анализ существующих математических моделей оценки надежности ПО системы. Их можно разбить на три вида: эмпирические, статистические и вероятностные модели. Эмпирические модели наиболее простые, они основаны на анализе накопленной информации о функционировании ранее разработанных программ. Примером таких моделей служит модель Холстеда [2], которая оценивает зависимость количества ошибок в программе от числа операторов и операндов в программной среде после окончания ее разработки. Главным недостатком эмпирических моделей является большая погрешность вычислений.
Среди статистических моделей можно выделить модели Миллса, Коркорэна, метод параллельного тестирования. Оценка надежности программного обеспечения в данных моделях также связана только с числом программных ошибок пропорциональными соотношениями, определяемыми простыми статистическими методами на основе интуитивных допущений. При этом не делается никаких предположений о законах распределения случайных величин, а источником информации является только исследуемая программа.
Вероятностные модели наиболее сложные, описывающие случайный процесс обнаружения и проявления программных отказов. К ним относится модель Джелински-Моранды, которая допускает, что время до следующего отказа распределено экспоненциально и интенсивность отказов программы пропорциональна количеству оставшихся в программе ошибок.
В качестве следующего представителя вероятностных моделей можно рассмотреть модель Мусы. Здесь аргументом показателей надежности выбрано операционное время отладки ПО и время функционирования программ в составе вычислительной системы.
Модель Шумана отличается от модели Джелинского-Моранды тем, что периоды времени отладки и эксплуатации рассматриваются отдельно. Допущения к экспоненциальной модели Шумана: число команд в программе постоянно; число ошибок после исправления уменьшается (новые ошибки не вносятся); число отказов программы пропорционально количеству оставшихся ошибок. Недостатками
данной модели является необходимость использования результатов отладки, а это зачастую недоступно пользователям готового ПО.
Структурная модель роста надежности, предложенная Иыуду, основана на следующих допущениях: исходные данные выбираются случайно в соответствии с распределением; все элементы программ образуют 8 классов; ошибки в элементах программ независимы.
Все сказанное выше подтверждает необходимость создания интегральной модели оценки надежности ИВС, которая охватывала бы и программную и аппаратную части всей системы, учитывала бы язык написания программы, а также ресурсоемкость ПО. Как нам кажется, это позволит получить модель, отличающуюся более адекватными оценками надежности, возможностью инженерного использования при системном исследовании сложных вычислительных систем.
Рассмотрим один из возможных вариантов решения поставленной задачи. Функционирование ИВС можно представить в виде вероятностного графа, имеющего конечное множество вершин и переходов между ними. Считается, что множество состояний отображается вершинами графа, которые соответствуют работоспособным или неработоспособным состояниям системы, а стрелками обозначаются переходы из одного состояния в другое. Для получения графа состояний необходима логическая схема расчета надежности, которая в свою очередь может быть построена на основании функциональной схемы системы.
Надежность восстанавливаемых систем отображается коэффициентом готовности КГ(1). Для определения коэффициента готовности построим интегральную модель ИВС (рис.1), в которой будем считать, что при переходе из состояния в состояние имеет место физический отказ, а при переходе из состояния 82 в состояние - функциональный.
Рис. 1. Интегральная модель ИВС
Вершины графа соответствуют следующим состояниям системы:
Б1 - система исправна и находится в дежурном режиме;
Б2 - система (аппаратное обеспечение) исправна и находится в рабочем режиме;
521, S22,..., Б2т - система (ПО) исправна и находится в рабочем режиме;
- система неисправна и находится в дежурном режиме;
- система (АО) неисправна и находится в рабочем режиме.
Б41, Б42,..., Б4т - система (ПО) неисправна и находится в рабочем режиме.
Дуги-переходы оцениваются интенсивностями:
Аи - интенсивность поступления заявок; ци - интенсивность обслуживания заявок;
Аоа - интенсивность отказов АО системы в рабочем режиме;
Аоп1, Аоп2,..., Аопт- интенсивности отказов ПО системы в рабочем режиме;
¡ле, це1Цет - интенсивности восстановления системы.
Для дальнейшей работы можно упростить граф, объединив вершины Б21, Б22,Б2т в вершину Б21, а вершины Б42,Б4т в вершину Б41. При этом каж-
дое состояние соответственно оценивается вероятностью пребывания информационно-вычислительной системы в том или ином состоянии. Вероятностный граф, описывающий состояние ИВС, позволяет отразить этот процесс системой дифференциальных уравнений Колмогорова-Чепмена, которую в свою очередь можно отобразить в виде системы алгебраических уравнений (если считать, что г^да). Решив найденную систему, можно найти значения вероятностей нахождения системы в той или иной вершине X как Р, = /(Аи, Аи1, Аоа, Аоп, ци, це, це1).
После этого коэффициент готовности ИВС Кг(1) определим подстановкой значений вероятностей
СИСТЕМ
Проблемы системного проектирования информационно -вычислительных систем (ИВС) управления всегда отличались сложностью и неоднозначностью подходов и методов их решения. Одним из важнейших интегральных показателей является оценка надежности системы. В данной работе мы будем ориентироваться на системы универсального типа. Каждая из них, как известно, учитывает параметры, как алгоритмических характеристик программного обеспечения, так и структурные особенности аппаратных средств. Для оценки надежности аппаратного обеспечения (АО) создан единый подход, и успешно используется ряд методов, например, модель на основе интегральных уравнений, модель на основе дифференциальных уравнений, метод оценки по графу состояний системы, логиковероятностная модель и другие [1]. Подобное, к сожалению, нельзя сказать о надежности программного обеспечения (ПО). На сегодняшний день существует порядка десяти разрозненных моделей оценки надежности ПО. Основным их недостатком является то, что они не адаптированы на модели определения надежностных характеристик АО, что говорит об актуальности создания интегральной оценки надежности программно-аппаратного обеспечения ИВС.
Проведем краткий анализ существующих математических моделей оценки надежности ПО системы. Их можно разбить на три вида: эмпирические, статистические и вероятностные модели. Эмпирические модели наиболее простые, они основаны на анализе накопленной информации о функционировании ранее разработанных программ. Примером таких моделей служит модель Холстеда [2], которая оценивает зависимость количества ошибок в программе от числа операторов и операндов в программной среде после окончания ее разработки. Главным недостатком эмпирических моделей является большая погрешность вычислений.
Среди статистических моделей можно выделить модели Миллса, Коркорэна, метод параллельного тестирования. Оценка надежности программного обеспечения в данных моделях также связана только с числом программных ошибок пропорциональными соотношениями, определяемыми простыми статистическими методами на основе интуитивных допущений. При этом не делается никаких предположений о законах распределения случайных величин, а источником информации является только исследуемая программа.
Вероятностные модели наиболее сложные, описывающие случайный процесс обнаружения и проявления программных отказов. К ним относится модель Джелински-Моранды, которая допускает, что время до следующего отказа распределено экспоненциально и интенсивность отказов программы пропорциональна количеству оставшихся в программе ошибок.
В качестве следующего представителя вероятностных моделей можно рассмотреть модель Мусы. Здесь аргументом показателей надежности выбрано операционное время отладки ПО и время функционирования программ в составе вычислительной системы.
Модель Шумана отличается от модели Джелинского-Моранды тем, что периоды времени отладки и эксплуатации рассматриваются отдельно. Допущения к экспоненциальной модели Шумана: число команд в программе постоянно; число ошибок после исправления уменьшается (новые ошибки не вносятся); число отказов программы пропорционально количеству оставшихся ошибок. Недостатками
данной модели является необходимость использования результатов отладки, а это зачастую недоступно пользователям готового ПО.
Структурная модель роста надежности, предложенная Иыуду, основана на следующих допущениях: исходные данные выбираются случайно в соответствии с распределением; все элементы программ образуют 8 классов; ошибки в элементах программ независимы.
Все сказанное выше подтверждает необходимость создания интегральной модели оценки надежности ИВС, которая охватывала бы и программную и аппаратную части всей системы, учитывала бы язык написания программы, а также ресурсоемкость ПО. Как нам кажется, это позволит получить модель, отличающуюся более адекватными оценками надежности, возможностью инженерного использования при системном исследовании сложных вычислительных систем.
Рассмотрим один из возможных вариантов решения поставленной задачи. Функционирование ИВС можно представить в виде вероятностного графа, имеющего конечное множество вершин и переходов между ними. Считается, что множество состояний отображается вершинами графа, которые соответствуют работоспособным или неработоспособным состояниям системы, а стрелками обозначаются переходы из одного состояния в другое. Для получения графа состояний необходима логическая схема расчета надежности, которая в свою очередь может быть построена на основании функциональной схемы системы.
Надежность восстанавливаемых систем отображается коэффициентом готовности КГ(1). Для определения коэффициента готовности построим интегральную модель ИВС (рис.1), в которой будем считать, что при переходе из состояния в состояние имеет место физический отказ, а при переходе из состояния 82 в состояние - функциональный.
Рис. 1. Интегральная модель ИВС
Вершины графа соответствуют следующим состояниям системы:
Б1 - система исправна и находится в дежурном режиме;
Б2 - система (аппаратное обеспечение) исправна и находится в рабочем режиме;
521, S22,..., Б2т - система (ПО) исправна и находится в рабочем режиме;
- система неисправна и находится в дежурном режиме;
- система (АО) неисправна и находится в рабочем режиме.
Б41, Б42,..., Б4т - система (ПО) неисправна и находится в рабочем режиме.
Дуги-переходы оцениваются интенсивностями:
Аи - интенсивность поступления заявок; ци - интенсивность обслуживания заявок;
Аоа - интенсивность отказов АО системы в рабочем режиме;
Аоп1, Аоп2,..., Аопт- интенсивности отказов ПО системы в рабочем режиме;
¡ле, це1Цет - интенсивности восстановления системы.
Для дальнейшей работы можно упростить граф, объединив вершины Б21, Б22,Б2т в вершину Б21, а вершины Б42,Б4т в вершину Б41. При этом каж-
дое состояние соответственно оценивается вероятностью пребывания информационно-вычислительной системы в том или ином состоянии. Вероятностный граф, описывающий состояние ИВС, позволяет отразить этот процесс системой дифференциальных уравнений Колмогорова-Чепмена, которую в свою очередь можно отобразить в виде системы алгебраических уравнений (если считать, что г^да). Решив найденную систему, можно найти значения вероятностей нахождения системы в той или иной вершине X как Р, = /(Аи, Аи1, Аоа, Аоп, ци, це, це1).
После этого коэффициент готовности ИВС Кг(1) определим подстановкой значений вероятностей
возможности хирургического лечения при метастазах в шейном отделе позвоночника
В.А. Бывальцев1, П. Барза2
1Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН, Иркутск 2Центр нейрохирургии регионального госпиталя Либерец, Чехия
Проанализированы некоторые аспекты хирургического лечения метастазов в шейном отделе позвоночника. Предложены стратегия мультидисциплинарного планирования клинических исследований с высокой достоверностью данных и тактика хирургического лечения метастазов в шейном отделе позвоночника, расширяющие спектр лечебных возможностей при данной патологии.
Ключевые слова: метастазы, шейный отдел позвоночника, система балльной оценки Tokuhashi, реконструкция тела позвонка.
capabilities of surgical treatment for cervical spine metastases
V.A. Byvaltsev, P. Barza
Some aspects of surgery for cervical spine metastases were analyzed. A strategy of multidisciplinary planning of highly reliable clinical studies and a tactic of metastases surgery in the cervical spine are suggested to expand treatment possibilities for that pathology.
Key Words: metastases, cervical spine, Tokuhashi Score, vertebral body reconstruction.
Hir. Pozvonoc. 2009;(1):42—48.
Костные метастазы являются частым проявлением генерализованного онкологического заболевания. Метастазы в позвоночнике отмечаются в среднем у 10 % пациентов с онкологическим диагнозом: наиболее часто поражается грудной (70 %) и поясничный (20 %) отделы, реже (10 %) патологический процесс локализуется в шейном отделе позвоночника [3, 6].
Клиническими симптомами метастазов в позвоночнике являются болевой синдром, часто остро выраженный, и неврологический дефицит, при поражении шейного отдела остро выраженный в 50 % случаев [3, 4]. Остеолитичес-кий эффект опухоли на тело позвонка проявляется нарушением его костной структуры с возможным последующим проникновением в кортикальный слой. Происходящая в результате этого существенная деструкция кости приводит к нарушению биомеханических свойств позвонка и его возмож-
ному перелому, а также к дисфункции и нестабильности всего позвоночнодвигательного сегмента.
Боль, вызванная опухолью, носит острый, постоянный характер, с тенденцией к усилению в ночное время [4]. Возрастание частоты и интенсивности болевого синдрома необходимо рассматривать как предупреждающий сигнал организма о возможности патологического перелома. Ряд признаков, свидетельствующих о возможной онкологической этиологии боли в спине, называют «красными флажками». Описанию этих признаков посвящено несколько работ [1, 4]. При метастатическом поражении шейного отдела позвоночника клинические данные настолько малочисленны, что не могут быть специфическими маркерами онкологического процесса [3].
В случае утраты телом позвонка опорной функции, наступившей в результате метастатического про-
цесса, хирургическая тактика включает резекцию опухоли, декомпрессию нервных структур и адекватную стабилизацию. Как показали проведенные исследования, у пациентов с метастатическим поражением шейного отдела позвоночника сочетание хирургического лечения и радиотерапии, в отличие от лечения только облучением, оказывает лучший эффект [12].
Вопрос о целесообразности хирургического вмешательства при метастатическом поражении шейного отдела позвоночника до сих пор остается спорным, поскольку не существует достаточного количества достоверных доказательств и клинических исследований [3]. При выборе тактики лечения каждый нейрохирург основывается на собственном опыте и технических возможностях клиники, так как нельзя заранее определить, какая из хирургических методик в конкретной ситуа-
ВА Бывальцев, канд. мед. наук, ведущий науч. сотрудник научно-клинического отдела нейрохирургии и ортопедии; П. Барза, д-р медицины, врач-нейрохирург, ведущий эксперт Европейского общества спинальных хирургов.
42
ции будет стандартом. Именно противоречивость и разнонаправленность сведений о хирургическом лечении метастатического поражения шейного отдела позвоночника выступила побудительным мотивом публикации данного материала.
Цель исследования — анализ некоторых аспектов хирургического лечения метастазов в шейном отделе позвоночника.
Анатомия метастазов в шейном отделе позвоночника. Наиболее часто метастазы в позвоночнике локализуются в телах позвонков. Преимущественное поражение переднего столба связано с механизмом распространения опухолевых клеток гематогенным путем: венозное сплетение Бетсона является основным путем проникновения в позвоночник опухолевых микроэмболов. Дальнейшее распространение опухоли связано с ретроградным давлением вследствие любого физического напряжения или повышенного внутрибрюшного давления, затем опухолевые микроэмболы оседают в губчатой ткани позвонка [5]. Наиболее частым результатом этих процессов является поражение задней части тела позвонка, которое, в свою очередь, оказывает биомеханическое влияние на развитие вторичных остеолитических изменений.
В.А. Бывальцев1, П. Барза2
1Научный центр реконструктивной и восстановительной хирургии ВСНЦ СО РАМН, Иркутск 2Центр нейрохирургии регионального госпиталя Либерец, Чехия
Проанализированы некоторые аспекты хирургического лечения метастазов в шейном отделе позвоночника. Предложены стратегия мультидисциплинарного планирования клинических исследований с высокой достоверностью данных и тактика хирургического лечения метастазов в шейном отделе позвоночника, расширяющие спектр лечебных возможностей при данной патологии.
Ключевые слова: метастазы, шейный отдел позвоночника, система балльной оценки Tokuhashi, реконструкция тела позвонка.
capabilities of surgical treatment for cervical spine metastases
V.A. Byvaltsev, P. Barza
Some aspects of surgery for cervical spine metastases were analyzed. A strategy of multidisciplinary planning of highly reliable clinical studies and a tactic of metastases surgery in the cervical spine are suggested to expand treatment possibilities for that pathology.
Key Words: metastases, cervical spine, Tokuhashi Score, vertebral body reconstruction.
Hir. Pozvonoc. 2009;(1):42—48.
Костные метастазы являются частым проявлением генерализованного онкологического заболевания. Метастазы в позвоночнике отмечаются в среднем у 10 % пациентов с онкологическим диагнозом: наиболее часто поражается грудной (70 %) и поясничный (20 %) отделы, реже (10 %) патологический процесс локализуется в шейном отделе позвоночника [3, 6].
Клиническими симптомами метастазов в позвоночнике являются болевой синдром, часто остро выраженный, и неврологический дефицит, при поражении шейного отдела остро выраженный в 50 % случаев [3, 4]. Остеолитичес-кий эффект опухоли на тело позвонка проявляется нарушением его костной структуры с возможным последующим проникновением в кортикальный слой. Происходящая в результате этого существенная деструкция кости приводит к нарушению биомеханических свойств позвонка и его возмож-
ному перелому, а также к дисфункции и нестабильности всего позвоночнодвигательного сегмента.
Боль, вызванная опухолью, носит острый, постоянный характер, с тенденцией к усилению в ночное время [4]. Возрастание частоты и интенсивности болевого синдрома необходимо рассматривать как предупреждающий сигнал организма о возможности патологического перелома. Ряд признаков, свидетельствующих о возможной онкологической этиологии боли в спине, называют «красными флажками». Описанию этих признаков посвящено несколько работ [1, 4]. При метастатическом поражении шейного отдела позвоночника клинические данные настолько малочисленны, что не могут быть специфическими маркерами онкологического процесса [3].
В случае утраты телом позвонка опорной функции, наступившей в результате метастатического про-
цесса, хирургическая тактика включает резекцию опухоли, декомпрессию нервных структур и адекватную стабилизацию. Как показали проведенные исследования, у пациентов с метастатическим поражением шейного отдела позвоночника сочетание хирургического лечения и радиотерапии, в отличие от лечения только облучением, оказывает лучший эффект [12].
Вопрос о целесообразности хирургического вмешательства при метастатическом поражении шейного отдела позвоночника до сих пор остается спорным, поскольку не существует достаточного количества достоверных доказательств и клинических исследований [3]. При выборе тактики лечения каждый нейрохирург основывается на собственном опыте и технических возможностях клиники, так как нельзя заранее определить, какая из хирургических методик в конкретной ситуа-
ВА Бывальцев, канд. мед. наук, ведущий науч. сотрудник научно-клинического отдела нейрохирургии и ортопедии; П. Барза, д-р медицины, врач-нейрохирург, ведущий эксперт Европейского общества спинальных хирургов.
42
ции будет стандартом. Именно противоречивость и разнонаправленность сведений о хирургическом лечении метастатического поражения шейного отдела позвоночника выступила побудительным мотивом публикации данного материала.
Цель исследования — анализ некоторых аспектов хирургического лечения метастазов в шейном отделе позвоночника.
Анатомия метастазов в шейном отделе позвоночника. Наиболее часто метастазы в позвоночнике локализуются в телах позвонков. Преимущественное поражение переднего столба связано с механизмом распространения опухолевых клеток гематогенным путем: венозное сплетение Бетсона является основным путем проникновения в позвоночник опухолевых микроэмболов. Дальнейшее распространение опухоли связано с ретроградным давлением вследствие любого физического напряжения или повышенного внутрибрюшного давления, затем опухолевые микроэмболы оседают в губчатой ткани позвонка [5]. Наиболее частым результатом этих процессов является поражение задней части тела позвонка, которое, в свою очередь, оказывает биомеханическое влияние на развитие вторичных остеолитических изменений.
Сердечная недостаточность у больных хроническими заболеваниями сердца и легочная недостаточность у больных хроническими заболеваниями легких проявляются сходными признаками дыхательной и сердечной недостаточности в виде одышки, кашля, снижения трудоспособности, цианоза, увеличения печени, отеков. Поэтому дифференцировать их на основании клинических признаков достаточно сложно.
С целью поиска дифференциально-диагностических признаков проведено сравнительное изучение отношения вентиляция/кровоток у больных ИБС с сердечной недостаточностью (СН) и ХОЗЛ с легочной недостаточностью (АН) с помощью анализатора углекислого газа по методу Р.С. Виницкой и соавт. [1], позволяющего определить скорость прироста рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха (ДрАСО2ДА). Метод основан на непрерывной регистрации рАСО2 в выдыхаемом воздухе. При соответствии вентиляции кровотоку во всех участках легких содержание СО2, поступающего из крови в альвеолы, почти одинаково. Поэтому рАСО2 на протяжении выдоха альвеолярного воздуха при капнографии остается почти на одном уровне. В случае же нарушения вен-тиляционно-перфузионных отношений кривая рАСО2 имеет другой вид: на протяжении выдоха альвеолярного воздуха происходит непрерывное увеличение рАСО2. Это указывает на то, что из-за нарушения отношения вентиляция/кровоток альвеолярный воздух имеет неодинаковый состав. Вначале СО2 выделяется из хорошо вентилируемых участков, далее по мере продолжения выдоха поступает из альвеол, где вентиляция снижена, а кровоток сохранен, поэтому в них содержание СО2 повышено.
Нами использованы анализатор ГАУ-4, который регистрирует рАСО2, и автоматизированная регистрация ДрАСО2/ tA с помощью компьютера. По кривой капнограммы автоматически определяют прирост рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха (ДрАСО2), время выдоха альвеолярного воздуха (tA), высчитывается скорость прироста рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха (ДрАСО' /tA) в мм Hg/c.
Всего обследованы 219 человек: контрольная группа состояла из 28 здоровых лиц. ИБС был у 81 больного, ИБС со стенокардией напряжения ф. кл. II—IV — у 23, постинфарктный кардиосклероз после лечения крупноочагового ИМ — у 58. У 28 человек определена СН I ст., у 28 — СН IIA, у 25 — СН НБ-III ст. У 85 больных диагностировано ХОЗЛ: у 28 — бронхиальная астма (БА), у 50 — хронический обструктивный бронхит (ХОБ). ЛН I была определена у 28 больных, ЛН II — у 29 и АН III — у 28. У 27 больных диагностиро-
вано сочетание ИБС и ХОЗЛ с СН II и ЛН II: у 17 — ИБС с постинфарктным кардиосклерозом в сочетании с ХОБ и БА, у 10 — со стенокардией напряжения ф. кл. II—III в сочетании с ХОБ.
Получены такие данные: рАСО2ДА мм Hg/c (М т) у здоровых был равен 1,65 0,13, при ХОЗЛ с АН I — 3,0 0,14, с АН II — 3,5 0,18, с АН III — 5,3 0,14, при ИБС с СН — 2,4 0,19, с СН IIA — 3,1 0,12, с СН НБ—III — 4,3 0,16,
в группе больных с сочетанной патологией — 4,8 0,2 мм Hg/c.
Отношение вентиляция/кровоток было нарушено у 60,5% больных, в том числе значительно и резко у 35,8% больных ИБС с СН. Более выраженные нарушения оказались у больных ХОЗА с АН и при сочетании ИБС и ХОЗА. Так, ухудшение отношения вентиляция/кровоток наблюдалось у 87% больных ХОЗА, у всех больных с АН II и АНШ ст., причем у 51,7% — значительное и резкое и в группе с сочетанной патологией. В этой группе отмечались наибольшие изменения скорости прироста рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха. У больных ХОЗА капнограммы имеют характерные особенности: отсутствует альвеолярное плато, рАСО2 нарастает на протяжении всего выдоха.
Известно, что нарушение вентиляционно-перфузионных отношений является одним из основных механизмов развития артериальной ги-поксемии и легочной артериальной гипертензии. Причем артериальная гипоксемия наблюдается и при нормальных МОД и МАВ. При несоответствии вентиляции кровотоку часть венозной крови, протекающей по стенкам альвеол, не оксигенизируется и поступает в легочные вены. Кроме того, при этом вступает в действие рефлекс Савицкого—Трегубова (Эйлера—Аильестран-да): суживаются легочные артериолы. Организм таким образом старается предупредить артериальную гипоксемию, но рефлекторное сужение легочных артериол ведет к развитию артериальной гипертензии и легочного сердца.
Таким образом, показатели капнографичес-кого исследования отношения вентиляция/кровоток можно использовать при дифференциальной диагностике хронической сердечной и легочной недостаточности у больных с ИБС и ХОЗА.
С целью поиска дифференциально-диагностических признаков проведено сравнительное изучение отношения вентиляция/кровоток у больных ИБС с сердечной недостаточностью (СН) и ХОЗЛ с легочной недостаточностью (АН) с помощью анализатора углекислого газа по методу Р.С. Виницкой и соавт. [1], позволяющего определить скорость прироста рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха (ДрАСО2ДА). Метод основан на непрерывной регистрации рАСО2 в выдыхаемом воздухе. При соответствии вентиляции кровотоку во всех участках легких содержание СО2, поступающего из крови в альвеолы, почти одинаково. Поэтому рАСО2 на протяжении выдоха альвеолярного воздуха при капнографии остается почти на одном уровне. В случае же нарушения вен-тиляционно-перфузионных отношений кривая рАСО2 имеет другой вид: на протяжении выдоха альвеолярного воздуха происходит непрерывное увеличение рАСО2. Это указывает на то, что из-за нарушения отношения вентиляция/кровоток альвеолярный воздух имеет неодинаковый состав. Вначале СО2 выделяется из хорошо вентилируемых участков, далее по мере продолжения выдоха поступает из альвеол, где вентиляция снижена, а кровоток сохранен, поэтому в них содержание СО2 повышено.
Нами использованы анализатор ГАУ-4, который регистрирует рАСО2, и автоматизированная регистрация ДрАСО2/ tA с помощью компьютера. По кривой капнограммы автоматически определяют прирост рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха (ДрАСО2), время выдоха альвеолярного воздуха (tA), высчитывается скорость прироста рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха (ДрАСО' /tA) в мм Hg/c.
Всего обследованы 219 человек: контрольная группа состояла из 28 здоровых лиц. ИБС был у 81 больного, ИБС со стенокардией напряжения ф. кл. II—IV — у 23, постинфарктный кардиосклероз после лечения крупноочагового ИМ — у 58. У 28 человек определена СН I ст., у 28 — СН IIA, у 25 — СН НБ-III ст. У 85 больных диагностировано ХОЗЛ: у 28 — бронхиальная астма (БА), у 50 — хронический обструктивный бронхит (ХОБ). ЛН I была определена у 28 больных, ЛН II — у 29 и АН III — у 28. У 27 больных диагностиро-
вано сочетание ИБС и ХОЗЛ с СН II и ЛН II: у 17 — ИБС с постинфарктным кардиосклерозом в сочетании с ХОБ и БА, у 10 — со стенокардией напряжения ф. кл. II—III в сочетании с ХОБ.
Получены такие данные: рАСО2ДА мм Hg/c (М т) у здоровых был равен 1,65 0,13, при ХОЗЛ с АН I — 3,0 0,14, с АН II — 3,5 0,18, с АН III — 5,3 0,14, при ИБС с СН — 2,4 0,19, с СН IIA — 3,1 0,12, с СН НБ—III — 4,3 0,16,
в группе больных с сочетанной патологией — 4,8 0,2 мм Hg/c.
Отношение вентиляция/кровоток было нарушено у 60,5% больных, в том числе значительно и резко у 35,8% больных ИБС с СН. Более выраженные нарушения оказались у больных ХОЗА с АН и при сочетании ИБС и ХОЗА. Так, ухудшение отношения вентиляция/кровоток наблюдалось у 87% больных ХОЗА, у всех больных с АН II и АНШ ст., причем у 51,7% — значительное и резкое и в группе с сочетанной патологией. В этой группе отмечались наибольшие изменения скорости прироста рАСО2 в альвеолярную фазу выдоха. У больных ХОЗА капнограммы имеют характерные особенности: отсутствует альвеолярное плато, рАСО2 нарастает на протяжении всего выдоха.
Известно, что нарушение вентиляционно-перфузионных отношений является одним из основных механизмов развития артериальной ги-поксемии и легочной артериальной гипертензии. Причем артериальная гипоксемия наблюдается и при нормальных МОД и МАВ. При несоответствии вентиляции кровотоку часть венозной крови, протекающей по стенкам альвеол, не оксигенизируется и поступает в легочные вены. Кроме того, при этом вступает в действие рефлекс Савицкого—Трегубова (Эйлера—Аильестран-да): суживаются легочные артериолы. Организм таким образом старается предупредить артериальную гипоксемию, но рефлекторное сужение легочных артериол ведет к развитию артериальной гипертензии и легочного сердца.
Таким образом, показатели капнографичес-кого исследования отношения вентиляция/кровоток можно использовать при дифференциальной диагностике хронической сердечной и легочной недостаточности у больных с ИБС и ХОЗА.
Изучены особенности афферентно-эфферентного взаимодействия в тригемино-цервикальной системе у пациентов с цервикогенными головными болями, при которых проведение афферентной импульсации замедлено преимущественно на уровне от задних рогов шейного отдела спинного мозга до продолговатого мозга. Рефлекторная активность тригеминальной системы у таких больных зависит от функционального состояния спинально-стволовых структур. Для прогнозирования течения заболевания и контроля эффективности проводимой терапии может быть рекомендован метод сома-тосенсорных вызванных потенциалов
Ключевые слова: цервикогенная головная боль, тригемино-цервикальная система, соматосенсорные вызванные потенциалы, тригеминальные вызванные потенциалы.
Согласно современным представлениям о механизмах хронических болевых синдромов, в патогенезе хронических головных болей важную роль играет функциональное состояние тригемино-цер-викальной системы, которая является основной афферентной системой головы, воспринимающей ноцицептивную им-пульсацию от различных структур кра-ниофациальной области и регулирующей просвет интракраниальных сосудов [2, 7, 8, 15]. Установлено, что в основе хронической головной боли напряжения лежит 648
феномен центральной сенситизации на уровне ядер тройничного нерва и задних рогов шейного отдела спинного мозга, объединяемых в тригемино-цервикаль-ный комплекс [2, 5, 6, 7]. Результаты работ других авторов свидетельствуют о повышении рефлекторной активности триге-минальной системы у больных мигренью на стороне боли, выраженной не только во время мигренозного приступа, но и в межприступном периоде [7, 11, 13].
Несмотря на значительное количество нейрофизиологических исследований, проведенных в данной области [5, 11, 13, 15], некоторые аспекты патогенеза вторичных головных болей, в частности функциональное состояние тригеминальной системы, остаются недостаточно изученными [12, 16].
Целью настоящего исследования было изучение особенностей афферентно-эффе-рентного взаимодействия в тригемино-цервикальной системе при цервикоген-ных головных болях (ЦГБ).
Основную группу составляли 22 человека в возрасте от 11 до 72 лет с ЦГБ. Диагноз был установлен в соответствии
с международными диагностическими критериями ЦГБ [1, 14]. Контрольную группу составляли 20 здоровых добровольцев в возрасте от 16 до 54 лет. Для оценки функционального состояния тригемино-цервикальной системы проводились нейрофизиологические исследования: регистрация коротколатентных соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП), тригеминальных вызванных потенциалов (ТВП), мигательного рефлекса (МР) и стимуляционная электромиография (ЭМГ) жевательных мышц [9, 10, 12]. При исследовании ССВП проводилась стимуляция срединного нерва в области запястья с частотой стимуляции 5 Гц. Использовалась 4-канальная запись с расположением активных электродов в точке Эрба на стороне стимуляции, на уровне остистого отростка VII позвонка, на скальпе — в точках С3 и С4 в соответствии с международной схемой «10—20%». Референтные электроды располагались в контрлатеральной точке Эрба и в точке Сz, заземляющий электрод — в точке Fpz. Интенсивность стимуляции - чуть выше двигательного порога большого пальца кисти. Число усреднений — 700, эпоха анализа — 50 мс, импеданс — не более 5 кОм [2, 3, 10]. Оценивались значения латентных периодов всех пиков ССВП, все межпиковые интервалы (МПИ), а также амплитуды Р8-Ш, Ш3-Р18 и N20-Р23.
При исследовании тригеминальных ВП проводилась стимуляция симметрично в точках выхода II и III ветвей тройничного нерва с частотой стимуляции 5 Гц. Использовалась 2-канальная запись с расположением активных электродов в точках С3 и С4 международной схемы «10—20%». Референтный электрод располагался в точке Cz, заземляющий — в точке Fpz. Интенсивность стимуляции была чуть выше чувствительного порога, но не более 10 мА. Использовались прямоугольные импульсы длительностью 100 мкс, число усреднений — 300, эпоха анализа -50 мс, импеданс — не более 5 кОм. Оценивались латентные периоды пиков N1, Р1 и N2 при стимуляции II и III ветвей тройничного нерва с обеих сторон.
Мигательный рефлекс исследовался по стандартной методике. Проводились стимуляция I ветви тройничного нер-
ва в области foramen supraorbitale одиночными прямоугольными стимулами длительностью 50 мкс и отведение импульсов с круговой мышцы глаза. Оценивались значения латентных периодов и длительности раннего и позднего компонентов при ипси- и контрлатеральной регистрации. При проведении ЭМГ жевательных мышц осуществлялись стимуляция в области==огатеп mentale одиночными прямоугольными стимулами длительностью 50 мкс и отведение с m. мasseter и m. тemporalis симметрично с обеих сторон. Оценивались латентный период, длительность, амплитуда и площадь М-ответа.
Статистическая обработка результатов производилась с помощью программ Microsoft Excel для Windows и статистической программы для определения достоверности различий средних величин. Проводился также корреляционный анализ показателей с определением коэффициента корреляции Пирсона.
По результатам исследования ССВП у пациентов с ЦГБ выявлено статистически достоверное увеличение МПИ N9-N13 (p<0,01), N9-N20 (p<0,01), N9-N11 (p<0,001), а также увеличение латентного периода Р23 (p<0,05) и МПИ N20-P23 (p<0,05) по сравнению с таковыми у здоровых лиц (табл. 1). Полученные результаты указывают на достоверное замедление проведения афферентной импульсации у пациентов с ЦГБ преимущественно на уровне от задних рогов шейного отдела спинного мозга до продолговатого мозга, а также на уровне со-матосенсорной коры.
При исследовании тригеминальных ВП у пациентов с ЦГБ отмечена тенденция к уменьшению латентных периодов P1 и N2, однако статистически достоверного различия средних величин по сравнению с таковыми у здоровых добровольцев не выявлено.
При статистическом анализе показателей мигательного рефлекса обнаружены статистически достоверное увеличение длительности раннего компонента R1 (p<0,05) и уменьшение латентного периода позднего компонента R2 (p<0,05) при ипсилатераль-ной регистрации (рис.1), что указывало на повышение рефлекторной активности на уровне ядер тройничного нерва.
Ключевые слова: цервикогенная головная боль, тригемино-цервикальная система, соматосенсорные вызванные потенциалы, тригеминальные вызванные потенциалы.
Согласно современным представлениям о механизмах хронических болевых синдромов, в патогенезе хронических головных болей важную роль играет функциональное состояние тригемино-цер-викальной системы, которая является основной афферентной системой головы, воспринимающей ноцицептивную им-пульсацию от различных структур кра-ниофациальной области и регулирующей просвет интракраниальных сосудов [2, 7, 8, 15]. Установлено, что в основе хронической головной боли напряжения лежит 648
феномен центральной сенситизации на уровне ядер тройничного нерва и задних рогов шейного отдела спинного мозга, объединяемых в тригемино-цервикаль-ный комплекс [2, 5, 6, 7]. Результаты работ других авторов свидетельствуют о повышении рефлекторной активности триге-минальной системы у больных мигренью на стороне боли, выраженной не только во время мигренозного приступа, но и в межприступном периоде [7, 11, 13].
Несмотря на значительное количество нейрофизиологических исследований, проведенных в данной области [5, 11, 13, 15], некоторые аспекты патогенеза вторичных головных болей, в частности функциональное состояние тригеминальной системы, остаются недостаточно изученными [12, 16].
Целью настоящего исследования было изучение особенностей афферентно-эффе-рентного взаимодействия в тригемино-цервикальной системе при цервикоген-ных головных болях (ЦГБ).
Основную группу составляли 22 человека в возрасте от 11 до 72 лет с ЦГБ. Диагноз был установлен в соответствии
с международными диагностическими критериями ЦГБ [1, 14]. Контрольную группу составляли 20 здоровых добровольцев в возрасте от 16 до 54 лет. Для оценки функционального состояния тригемино-цервикальной системы проводились нейрофизиологические исследования: регистрация коротколатентных соматосенсорных вызванных потенциалов (ССВП), тригеминальных вызванных потенциалов (ТВП), мигательного рефлекса (МР) и стимуляционная электромиография (ЭМГ) жевательных мышц [9, 10, 12]. При исследовании ССВП проводилась стимуляция срединного нерва в области запястья с частотой стимуляции 5 Гц. Использовалась 4-канальная запись с расположением активных электродов в точке Эрба на стороне стимуляции, на уровне остистого отростка VII позвонка, на скальпе — в точках С3 и С4 в соответствии с международной схемой «10—20%». Референтные электроды располагались в контрлатеральной точке Эрба и в точке Сz, заземляющий электрод — в точке Fpz. Интенсивность стимуляции - чуть выше двигательного порога большого пальца кисти. Число усреднений — 700, эпоха анализа — 50 мс, импеданс — не более 5 кОм [2, 3, 10]. Оценивались значения латентных периодов всех пиков ССВП, все межпиковые интервалы (МПИ), а также амплитуды Р8-Ш, Ш3-Р18 и N20-Р23.
При исследовании тригеминальных ВП проводилась стимуляция симметрично в точках выхода II и III ветвей тройничного нерва с частотой стимуляции 5 Гц. Использовалась 2-канальная запись с расположением активных электродов в точках С3 и С4 международной схемы «10—20%». Референтный электрод располагался в точке Cz, заземляющий — в точке Fpz. Интенсивность стимуляции была чуть выше чувствительного порога, но не более 10 мА. Использовались прямоугольные импульсы длительностью 100 мкс, число усреднений — 300, эпоха анализа -50 мс, импеданс — не более 5 кОм. Оценивались латентные периоды пиков N1, Р1 и N2 при стимуляции II и III ветвей тройничного нерва с обеих сторон.
Мигательный рефлекс исследовался по стандартной методике. Проводились стимуляция I ветви тройничного нер-
ва в области foramen supraorbitale одиночными прямоугольными стимулами длительностью 50 мкс и отведение импульсов с круговой мышцы глаза. Оценивались значения латентных периодов и длительности раннего и позднего компонентов при ипси- и контрлатеральной регистрации. При проведении ЭМГ жевательных мышц осуществлялись стимуляция в области==огатеп mentale одиночными прямоугольными стимулами длительностью 50 мкс и отведение с m. мasseter и m. тemporalis симметрично с обеих сторон. Оценивались латентный период, длительность, амплитуда и площадь М-ответа.
Статистическая обработка результатов производилась с помощью программ Microsoft Excel для Windows и статистической программы для определения достоверности различий средних величин. Проводился также корреляционный анализ показателей с определением коэффициента корреляции Пирсона.
По результатам исследования ССВП у пациентов с ЦГБ выявлено статистически достоверное увеличение МПИ N9-N13 (p<0,01), N9-N20 (p<0,01), N9-N11 (p<0,001), а также увеличение латентного периода Р23 (p<0,05) и МПИ N20-P23 (p<0,05) по сравнению с таковыми у здоровых лиц (табл. 1). Полученные результаты указывают на достоверное замедление проведения афферентной импульсации у пациентов с ЦГБ преимущественно на уровне от задних рогов шейного отдела спинного мозга до продолговатого мозга, а также на уровне со-матосенсорной коры.
При исследовании тригеминальных ВП у пациентов с ЦГБ отмечена тенденция к уменьшению латентных периодов P1 и N2, однако статистически достоверного различия средних величин по сравнению с таковыми у здоровых добровольцев не выявлено.
При статистическом анализе показателей мигательного рефлекса обнаружены статистически достоверное увеличение длительности раннего компонента R1 (p<0,05) и уменьшение латентного периода позднего компонента R2 (p<0,05) при ипсилатераль-ной регистрации (рис.1), что указывало на повышение рефлекторной активности на уровне ядер тройничного нерва.
Найдём P( A ) . Для этого надо умножить вероятность того, что сообщение содержит атаку на вероятность того, что эта атака не будет обнаружена активными элементами. Вероятность того, что атака не будет обнаружена равна (1- Py)
(1-Pag) (1-P,ds). Отсюда
P( A) = Pa [(І-Ppf ) (І-Pag ) (І- Pids)] ;
P(A) = P(A) + P(A) = І - Pa + Pa [(І - Ppf )] (І - Pag ) * (І - Plds ) =
0,93224.
Вероятность того, что атака будет обнаружена активными элементами межсетевого экрана P(A) = І - P(A) = 0,06776.
Для сравнения, вероятность обнаружения атаки из заданного множества атак А только при использовании пакетного фильтра составляет 0,022.
Предложенная архитектура межсетевого экрана позволяет создать межсетевой экран, который сочетает в себе функции пакетного фильтра и шлюза прикладного уровня.
Кроме того, отличительной особенностью такого межсетевого экрана является использование интегрированных систем обнаружения вторжений и почтового фильтра, что позволяет обеспечить максимальную безопасность корпоративных сетей при их взаимодействии с публичными и общедоступными сетями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети - СПб: Питер, 2001. - 864 с.
2. Лукацкий А.В. Firewall - не панацея. - http://www.citforum.ru
3. Польман Н., Кразерс Т. Архитектура брандмауэров для сетей предприятия / Пер. с англ. - М.: Изд. дом «Вильямс». 2003. - 432 с.
4. Лукацкий А.В. Новые грани обнаружения и отражения угроз. - http://www.citforum.ru
М.К. Климов Россия, г. Ростов-на-Дону, РВИ РВ
ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ СЕГМЕНТАХ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
В настоящее время критически важные сегменты (средства управления) систем автономного электроснабжения с компьютеризированным управлением предназначены для выполнения весьма ответственных задач обеспечения гарантированного электроснабжения объектов и комплексов специального назначения. Сис-
темы автономного электроснабжения состоят из энергетических силовых установок и средств управления ими. Они полностью автоматизированы.
Чтобы обеспечить высокую надежность и более гибкое управление системой автономного электроснабжения осуществляют компьютеризацию средств управления путем внедрения цифровой аппаратуры со специальным программным обеспечением (СПО).
Для того чтобы компьютеризированная система автономного электроснабжения (КСАЭ) функционировала в автоматическом режиме и была управляема, необходимо:
- контролировать с помощью датчиков параметры КСАЭ, например, напряжение, частоту тока, мощность, время работы;
- осуществлять сбор и обработку информации, получаемой от датчиков КСАЭ, доставлять эти данные по каналам связи в автоматизированное рабочее место (АРМ) пункта управления;
- производить сравнение текущих значений параметров КСАЭ с базой данных эталонных значений;
- вычислять разностный сигнал для автоматизированного оптимального управления КСАЭ.
Схема защиты информации критически важных сегментов перспективных систем автономного электроснабжения с компьютеризированным управлением представлена на рис. 1.
Специфической особенностью критически важных сегментов КСАЭ является то, что информация управления, расчетные программы и микропроцессорные устройства непосредственно управляют электроустановкой в реальном масштабе времени. Наиболее опасной угрозой является несанкционированное включение электроустановки путем использования уязвимостей в тракте сбора, передачи и выдачи информации на пункт управления. Нарушение функционирования КСАЭ можно считать наиболее существенным фактором преднамеренного вывода из строя объектов и комплексов специального назначения.
Объектом защиты в КСАЭ является технологическая информация, включающая:
- оцифрованные сигналы от датчиков, контролирующих необходимые параметры КСАЭ;
- базу эталонных параметров КСАЭ;
- пакеты данных, получаемые с пункта управления КСАЭ и передаваемые на него по проводным и радиоканалам связи, обеспечивающих программное управление функционированием КСАЭ;
- данные, используемые для цифрового программного управления адаптером, обеспечивающим информационное взаимодействие между датчиками и интерфейсами АРМ со средствами формирования сигналов управления КСАЭ;
- сведения о нештатных ситуациях в КСАЭ, например, несанкционированное ее включение или выключение.
Нарушение безопасности информации в КСАЭ может произойти путем:
- внедрения ложных программ и эталонных параметров,
- программно-технического воздействия (ПТВ) на сигналы управления КСАЭ, передаваемые по различным технологическим каналам.
Все эти воздействия могут привести к частичному либо полному нарушению технологического процесса управления КСАЭ.
Рис. 1. Схема защиты информации критически важных сегментов перспективных систем автономного электроснабжения с компьютерным
(1-Pag) (1-P,ds). Отсюда
P( A) = Pa [(І-Ppf ) (І-Pag ) (І- Pids)] ;
P(A) = P(A) + P(A) = І - Pa + Pa [(І - Ppf )] (І - Pag ) * (І - Plds ) =
0,93224.
Вероятность того, что атака будет обнаружена активными элементами межсетевого экрана P(A) = І - P(A) = 0,06776.
Для сравнения, вероятность обнаружения атаки из заданного множества атак А только при использовании пакетного фильтра составляет 0,022.
Предложенная архитектура межсетевого экрана позволяет создать межсетевой экран, который сочетает в себе функции пакетного фильтра и шлюза прикладного уровня.
Кроме того, отличительной особенностью такого межсетевого экрана является использование интегрированных систем обнаружения вторжений и почтового фильтра, что позволяет обеспечить максимальную безопасность корпоративных сетей при их взаимодействии с публичными и общедоступными сетями.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети - СПб: Питер, 2001. - 864 с.
2. Лукацкий А.В. Firewall - не панацея. - http://www.citforum.ru
3. Польман Н., Кразерс Т. Архитектура брандмауэров для сетей предприятия / Пер. с англ. - М.: Изд. дом «Вильямс». 2003. - 432 с.
4. Лукацкий А.В. Новые грани обнаружения и отражения угроз. - http://www.citforum.ru
М.К. Климов Россия, г. Ростов-на-Дону, РВИ РВ
ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ СЕГМЕНТАХ СИСТЕМ АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
В настоящее время критически важные сегменты (средства управления) систем автономного электроснабжения с компьютеризированным управлением предназначены для выполнения весьма ответственных задач обеспечения гарантированного электроснабжения объектов и комплексов специального назначения. Сис-
темы автономного электроснабжения состоят из энергетических силовых установок и средств управления ими. Они полностью автоматизированы.
Чтобы обеспечить высокую надежность и более гибкое управление системой автономного электроснабжения осуществляют компьютеризацию средств управления путем внедрения цифровой аппаратуры со специальным программным обеспечением (СПО).
Для того чтобы компьютеризированная система автономного электроснабжения (КСАЭ) функционировала в автоматическом режиме и была управляема, необходимо:
- контролировать с помощью датчиков параметры КСАЭ, например, напряжение, частоту тока, мощность, время работы;
- осуществлять сбор и обработку информации, получаемой от датчиков КСАЭ, доставлять эти данные по каналам связи в автоматизированное рабочее место (АРМ) пункта управления;
- производить сравнение текущих значений параметров КСАЭ с базой данных эталонных значений;
- вычислять разностный сигнал для автоматизированного оптимального управления КСАЭ.
Схема защиты информации критически важных сегментов перспективных систем автономного электроснабжения с компьютеризированным управлением представлена на рис. 1.
Специфической особенностью критически важных сегментов КСАЭ является то, что информация управления, расчетные программы и микропроцессорные устройства непосредственно управляют электроустановкой в реальном масштабе времени. Наиболее опасной угрозой является несанкционированное включение электроустановки путем использования уязвимостей в тракте сбора, передачи и выдачи информации на пункт управления. Нарушение функционирования КСАЭ можно считать наиболее существенным фактором преднамеренного вывода из строя объектов и комплексов специального назначения.
Объектом защиты в КСАЭ является технологическая информация, включающая:
- оцифрованные сигналы от датчиков, контролирующих необходимые параметры КСАЭ;
- базу эталонных параметров КСАЭ;
- пакеты данных, получаемые с пункта управления КСАЭ и передаваемые на него по проводным и радиоканалам связи, обеспечивающих программное управление функционированием КСАЭ;
- данные, используемые для цифрового программного управления адаптером, обеспечивающим информационное взаимодействие между датчиками и интерфейсами АРМ со средствами формирования сигналов управления КСАЭ;
- сведения о нештатных ситуациях в КСАЭ, например, несанкционированное ее включение или выключение.
Нарушение безопасности информации в КСАЭ может произойти путем:
- внедрения ложных программ и эталонных параметров,
- программно-технического воздействия (ПТВ) на сигналы управления КСАЭ, передаваемые по различным технологическим каналам.
Все эти воздействия могут привести к частичному либо полному нарушению технологического процесса управления КСАЭ.
Рис. 1. Схема защиты информации критически важных сегментов перспективных систем автономного электроснабжения с компьютерным
Размежевание информационных систем и Г в науке и образовательных программах
В современных условиях необходимо, чтобы в обязательной бакалаврской части стандарта по «Прикладной информатике» были равноценно отражены все компоненты определения информатики, приведенные в данной статье. Особенно важно это сделать в части информационных систем. По крайней мере, дисциплина «Информационные системы» должна быть отделена от дисциплин, характеризующих информационные технологии. При обучении современным информационным технологиям нужно помнить, что они быстро развиваются, и их не следует слишком регламентировать.
Термин «информатика» в отечественной науке был введен Ф.Е. Темнико-вым в 1963 году применительно к системам сбора, передачи, хранения и обработки данных [1]. При этом Ф.Е. Темников определил информатику как науку об информации, состоящую из теорий информационных элементов, информационных процессов и информационных систем1.
Это определение долгое время оставалось лишь историческим фактом и не было оценено должным образом. Возможно, потому что было опубликовано в специальном журнале («Известия вузов: Электромеханика»).
В 1966 году термин «информатика» был использован А.И. Михайловым [2] вместо термина «научная информация» и применялся на протяжении длительного времени в сфере бурно развивающегося в тот период направления научно-технической информации [3, 4].
Позднее, к сожалению, данный термин стали использовать в более узком смысле, сводя понятие информатики к техническим и программным средствам хранения и обработки информации на ЭВМ. Это, конечно, удобно для краткого названия курса об использовании ЭВМ для обработки данных
в учебном процессе школы, поскольку школьникам трудно объяснить понятия «информационные процессы», «информационные системы», обработка текстовой информации.
Однако такое сужение смысла термина «информатика» нежелательно в учебном процессе вуза. Для сбора и обработки данных существуют термины «база данных», «система обработки данных». Исходя из того, что информация — это важнейший ресурс социально-экономических организаций, обеспечивающий их развитие, нужно уметь оценивать содержание, смысл информации как интеллектуального ресурса. Видимо поэтому, в качестве направления подготовки специалистов, был введен термин «прикладная информатика», подчеркивающий необходимость анализа смысла, содержания информации применительно к конкретным областям.
В настоящее время ряд ученых [5] считают, что именно определение Ф.Е. Темнико-ва следует возродить и принять в качестве обобщающего определения науки об информации.
Попытаемся интерпретировать это определение применительно к настоящему периоду развития наук об информации.
1 Воспоминания о Ф. Е. Темникове его ученицы В. Н. Волковой на с. 108-114. (Прим. редакции.)
108
Информатика — теория информационных элементов
Элемент — это предел членения системы с точки зрения аспекта ее рассмотрения, решаемой конкретной задачи, цели исследования или создания.
Информация — это отражение материи. Следовательно, информационный элемент — это отражение материально существующих элементов, элементарных объектов, учитываемых при решении прикладных задач.
В качестве информационных элементов естественно рассматривать данные. В технических науках информатика первоначально развивалась как наука о передаче данных, и в качестве элементов рассматривались символы: буквы, цифры, слова. Потом — сведения о деталях и других компонентах изделий. В экономических приложениях в качестве данных рассматриваются показатели, характеризующие состояние объекта.
Однако при управлении функционированием и развитием сложных экономических объектов нужна разносторонняя информация:
• сведения о состоянии производства (или обслуживания) и его обеспечении материальными, финансовыми и иными ресурсами, представляемые в виде данных или фактов (фактографическая информация);
• научно-техническая информация, представляемая в виде текстовых документов (документальная информация);
• нормативно-техническая, нормативно-методическая, маркетинговая, мониторинговая информация, являющаяся документально-фактографической, т. е. представляемой в форме текстов, из которых нужно извлекать конкретные данные о производственных нормативах, состоянии среды, сведения о наличии и ценах товаров на рынках и т. п.;
• нормативно-правовая информация, также представляемая в виде текстов, в которых нужно искать элементы (сложность заключается в том, что элементы — нормы, статьи, т. е. тоже тексты).
В современных условиях необходимо, чтобы в обязательной бакалаврской части стандарта по «Прикладной информатике» были равноценно отражены все компоненты определения информатики, приведенные в данной статье. Особенно важно это сделать в части информационных систем. По крайней мере, дисциплина «Информационные системы» должна быть отделена от дисциплин, характеризующих информационные технологии. При обучении современным информационным технологиям нужно помнить, что они быстро развиваются, и их не следует слишком регламентировать.
Термин «информатика» в отечественной науке был введен Ф.Е. Темнико-вым в 1963 году применительно к системам сбора, передачи, хранения и обработки данных [1]. При этом Ф.Е. Темников определил информатику как науку об информации, состоящую из теорий информационных элементов, информационных процессов и информационных систем1.
Это определение долгое время оставалось лишь историческим фактом и не было оценено должным образом. Возможно, потому что было опубликовано в специальном журнале («Известия вузов: Электромеханика»).
В 1966 году термин «информатика» был использован А.И. Михайловым [2] вместо термина «научная информация» и применялся на протяжении длительного времени в сфере бурно развивающегося в тот период направления научно-технической информации [3, 4].
Позднее, к сожалению, данный термин стали использовать в более узком смысле, сводя понятие информатики к техническим и программным средствам хранения и обработки информации на ЭВМ. Это, конечно, удобно для краткого названия курса об использовании ЭВМ для обработки данных
в учебном процессе школы, поскольку школьникам трудно объяснить понятия «информационные процессы», «информационные системы», обработка текстовой информации.
Однако такое сужение смысла термина «информатика» нежелательно в учебном процессе вуза. Для сбора и обработки данных существуют термины «база данных», «система обработки данных». Исходя из того, что информация — это важнейший ресурс социально-экономических организаций, обеспечивающий их развитие, нужно уметь оценивать содержание, смысл информации как интеллектуального ресурса. Видимо поэтому, в качестве направления подготовки специалистов, был введен термин «прикладная информатика», подчеркивающий необходимость анализа смысла, содержания информации применительно к конкретным областям.
В настоящее время ряд ученых [5] считают, что именно определение Ф.Е. Темнико-ва следует возродить и принять в качестве обобщающего определения науки об информации.
Попытаемся интерпретировать это определение применительно к настоящему периоду развития наук об информации.
1 Воспоминания о Ф. Е. Темникове его ученицы В. Н. Волковой на с. 108-114. (Прим. редакции.)
108
Информатика — теория информационных элементов
Элемент — это предел членения системы с точки зрения аспекта ее рассмотрения, решаемой конкретной задачи, цели исследования или создания.
Информация — это отражение материи. Следовательно, информационный элемент — это отражение материально существующих элементов, элементарных объектов, учитываемых при решении прикладных задач.
В качестве информационных элементов естественно рассматривать данные. В технических науках информатика первоначально развивалась как наука о передаче данных, и в качестве элементов рассматривались символы: буквы, цифры, слова. Потом — сведения о деталях и других компонентах изделий. В экономических приложениях в качестве данных рассматриваются показатели, характеризующие состояние объекта.
Однако при управлении функционированием и развитием сложных экономических объектов нужна разносторонняя информация:
• сведения о состоянии производства (или обслуживания) и его обеспечении материальными, финансовыми и иными ресурсами, представляемые в виде данных или фактов (фактографическая информация);
• научно-техническая информация, представляемая в виде текстовых документов (документальная информация);
• нормативно-техническая, нормативно-методическая, маркетинговая, мониторинговая информация, являющаяся документально-фактографической, т. е. представляемой в форме текстов, из которых нужно извлекать конкретные данные о производственных нормативах, состоянии среды, сведения о наличии и ценах товаров на рынках и т. п.;
• нормативно-правовая информация, также представляемая в виде текстов, в которых нужно искать элементы (сложность заключается в том, что элементы — нормы, статьи, т. е. тоже тексты).
У той, что слева ВПЧ
Инсайдерская инфа
Основной целью данной статьи являлось построение модели системы мониторинга транспортных средств (ТС) с использованием нескольких беспроводных . : -, -тов, построена модель системы мониторинга ТС, определены события и команды в модели, а также связи между компонентами модели. В заключение статьи выделены дальнейшие планы работы, направленные на разрабютку и реализацию методов рационального управления технологиями беспроводной связи.
Моделирование; теория множеств; беспроводные технологии связи; система мониторинга транспортных средств.
E.A. Pakulova
THE MODEL OF MODERN MONITORING SYSTEM OF MOBILE OBJECTS
WITH ASSURED DELIVERY OF MESSAGES IN HETEROGENEOUS WIRELESS NETWORK
The main subject of this article is development of transport monitoring system model with the usage of wireless technologies. In this connection the following tasks were decided: the research methods were chosen, which are based on the set theory and the finite automata theory, the events and commands were defined in the model, the connections between the components of the model were specified. The future plans of work directed to development and realization of methods of efficient management of wireless technologies were given in the conclusion.
Modeling; set theory; wireless technologies; transport monitoring system.
Сегодня, в условиях современной жизни, в виду террористических угроз, мы все чаще задумываемся о своей безопасности. Правительства различных стран принимают решения о тотальном контроле значимых объектов, транспортных , . -ются уже зарекомендовавшие себя технологии: системы охранного телевидения, системы управления и контроля доступа, охранно-пожарные сигнализации и мно-.
Отдельной задачей становится обеспечение безопасности граждан на транспорте. В августе 2008 года Правительством РФ было принято постановление №641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS». Согласно данному постановлению оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или
/GPS , ,
( ), -
зуемые для перевозки пассажиров, специальных и опасных грузов [1].
На этом фоне получили большое развитие системы мониторинга ТС. Как пра-
, , технических и эксплуатационных характеристик ТС, контроля маршрута передвижения рейсовых ТС, оповещения владельца в случае тревоги через сервисы . -жую архитектуру. В ее состав входят множество бортовых устройств (или треке), , ( ), -мация с подвижных объектов, и где она анализируется. Для осуществления изложенных функций наиболее часто используется следующий набор технологий: GPS/ГЛОНАСС для определения местоположения объекта и GSM/GPRS для обмена информацией между ДП и ТС. При нормальных погодных условиях, а также
GSM .
, -, . этом случае должна предоставлять резервные работоспособные каналы для пере, .
:
• инкассаторская служба;
• ;
• .
В данной статье рассматривается статичная модель системы мониторинга ТС с использованием нескольких альтернативных друг другу беспроводных технологий передачи данных.
, . -ложим, что система мониторинга ТС состоит из следующих компонентов:
• бортовые устройства или трекеры - устройства, устанавливаемые на подвижных объектах и собирающие информацию о технических и эксплуатационных характеристиках ТС, а также информацию,
GPS ;
• ретрансляционные станции (PC) - неподвижные объекты,
устанавливаемые в городе и выполняющие роль ретрансляторов в
;
• ДП - пункт, выполняющий функции сбора, анализа и хранения
, .
Все перечисленные компоненты находятся в тесной взаимосвязи: трекер собирает информацию со штатных датчиков и диагностических систем ТС, формирует пакет и отправляет его ДП. Если передача данных ДП в силу каких-либо при, -
, . отправленный пакет получила PC, то она, в свою очередь, отправляет его ДП. Если пакет получил другой трекер, что он также пытается отправить его ДП. Если ДП недоступен, то пакет перенаправляется другому трекеру, ближайшему к ДП, .
,
и станций. Также предположим, что в системе функционирует несколько ДП, на, . -му трекеру или PC не зависит от принадлежности трекеров к определенному ДП.
Дадим представление рассматриваемой модели, построенное на теории .
Представим компоненты системы мониторинга ТС как непустое конечное множество KS. Оно состоит из подмножеств, то есть KS = {TU , SU , CU}, где
TU = {tu1, t„2, ..., V} (Tracker Unit) есть непустое конечное множество бортовых устройств (или трекеров) в системе,
Моделирование; теория множеств; беспроводные технологии связи; система мониторинга транспортных средств.
E.A. Pakulova
THE MODEL OF MODERN MONITORING SYSTEM OF MOBILE OBJECTS
WITH ASSURED DELIVERY OF MESSAGES IN HETEROGENEOUS WIRELESS NETWORK
The main subject of this article is development of transport monitoring system model with the usage of wireless technologies. In this connection the following tasks were decided: the research methods were chosen, which are based on the set theory and the finite automata theory, the events and commands were defined in the model, the connections between the components of the model were specified. The future plans of work directed to development and realization of methods of efficient management of wireless technologies were given in the conclusion.
Modeling; set theory; wireless technologies; transport monitoring system.
Сегодня, в условиях современной жизни, в виду террористических угроз, мы все чаще задумываемся о своей безопасности. Правительства различных стран принимают решения о тотальном контроле значимых объектов, транспортных , . -ются уже зарекомендовавшие себя технологии: системы охранного телевидения, системы управления и контроля доступа, охранно-пожарные сигнализации и мно-.
Отдельной задачей становится обеспечение безопасности граждан на транспорте. В августе 2008 года Правительством РФ было принято постановление №641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS». Согласно данному постановлению оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или
/GPS , ,
( ), -
зуемые для перевозки пассажиров, специальных и опасных грузов [1].
На этом фоне получили большое развитие системы мониторинга ТС. Как пра-
, , технических и эксплуатационных характеристик ТС, контроля маршрута передвижения рейсовых ТС, оповещения владельца в случае тревоги через сервисы . -жую архитектуру. В ее состав входят множество бортовых устройств (или треке), , ( ), -мация с подвижных объектов, и где она анализируется. Для осуществления изложенных функций наиболее часто используется следующий набор технологий: GPS/ГЛОНАСС для определения местоположения объекта и GSM/GPRS для обмена информацией между ДП и ТС. При нормальных погодных условиях, а также
GSM .
, -, . этом случае должна предоставлять резервные работоспособные каналы для пере, .
:
• инкассаторская служба;
• ;
• .
В данной статье рассматривается статичная модель системы мониторинга ТС с использованием нескольких альтернативных друг другу беспроводных технологий передачи данных.
, . -ложим, что система мониторинга ТС состоит из следующих компонентов:
• бортовые устройства или трекеры - устройства, устанавливаемые на подвижных объектах и собирающие информацию о технических и эксплуатационных характеристиках ТС, а также информацию,
GPS ;
• ретрансляционные станции (PC) - неподвижные объекты,
устанавливаемые в городе и выполняющие роль ретрансляторов в
;
• ДП - пункт, выполняющий функции сбора, анализа и хранения
, .
Все перечисленные компоненты находятся в тесной взаимосвязи: трекер собирает информацию со штатных датчиков и диагностических систем ТС, формирует пакет и отправляет его ДП. Если передача данных ДП в силу каких-либо при, -
, . отправленный пакет получила PC, то она, в свою очередь, отправляет его ДП. Если пакет получил другой трекер, что он также пытается отправить его ДП. Если ДП недоступен, то пакет перенаправляется другому трекеру, ближайшему к ДП, .
,
и станций. Также предположим, что в системе функционирует несколько ДП, на, . -му трекеру или PC не зависит от принадлежности трекеров к определенному ДП.
Дадим представление рассматриваемой модели, построенное на теории .
Представим компоненты системы мониторинга ТС как непустое конечное множество KS. Оно состоит из подмножеств, то есть KS = {TU , SU , CU}, где
TU = {tu1, t„2, ..., V} (Tracker Unit) есть непустое конечное множество бортовых устройств (или трекеров) в системе,
Ключевые слова: ГИС-технологии, экологическое планирование, ландшафтная программа,
Калининградская область, Зеленоградский район.
Key words: GIS technologies, environmental planning, landscape programme, Kaliningrad region, Zelenogradsk district.
Существующие территориально-планировочные схемы природопользования не способствуют созданию экологически-ориентированной хозяйственной деятельности, что приводит к возникновению конфликтных ситуаций между хозяйствующими субъектами как внутри Калининградской области, так и вне ее. Анализ особенностей социально-экономического развития и экологической политики позволил выявить ряд существенных методических и методологических недостатков территориального планирования и развития. В частности, развитие Калининградской области осуществляется на основе плохо скоординированных между собой и экологически слабо ориентированных ведомственных планов: градостроительного, сельскохозяйственного, мелиоративного, водного, лесоустроительного, рекреационного и других [1].
Помочь в решении проблем территориального развития может экологически-ориентированное ландшафтное планирование. Ландшафтная программа Калининградской области — документ стратегического планирования использования территории, формирующий информационносправочное поле для широкого круга организаций и чиновников, отвечающих за разработку и принятие управленческих территориально-планировочных решений, а также государственных и негосударственных природоохранных и экологических фондов, международных организаций в области экологического контроля и управления [2].
Одной из важнейших задач реализации программы является разработка интегральной карты экологически-ориентированного использования территории и карты конфликтов природопользования. Решение этих задач без применения геоинформационных технологий сильно осложнено, а иногда и невозможно.
В рамках этой работы геоинформационная система может послужить ядром для построения более сложных систем. Например, для интеграции накопленной информации в текстовом и табличном представлении в единую пространственно-ориентированную базу данных, которая позволит автоматически искать закономерности между природными компонентами и даже отдельными элементами этих компонентов, представлять результаты в наглядном графическом виде.
Предложенная технология отличается хорошей масштабируемостью: топографическая основа района может быть расширена до масштабов региона, а затем и до масштабов области. При этом не потребуется внесение изменений в накопленный прежде материал.
Интересной особенностью использования ГИС в российских экологических проектах является выбор дорогих коммерческих программных продуктов (например, ESRI ArcGIS, Intergraph Geomedia или MapInfo), стоимость которых за одно рабочее место может достигать 75 тыс. рублей
Вестник Российского государственного университета им. И. Канта. 2010. Вып. 7. С. 146 — 151.
и более. Поэтому основная часть публикаций посвящена проектированию ГИС на основе закрытых коммерческих программных продуктов. Вопрос использования открытых геоинформационых технологий в отечественных публикациях изучен недостаточно.
Использование же открытых программных продуктов для построения ГИС означает нулевые финансовые затраты на организацию каждого рабочего места и позволяет задействовать в разработке картографического материала большее число людей (например, студентов и аспирантов).
Данная идея была апробирована авторами в ходе реализации проекта по ландшафтному планированию в Зеленоградском районе Калининградской области. Целью проекта стала разработка ландшафтного плана для Зеленоградска и его окрестностей. Главная задача заключалась в создании экологически-ориентированной пространственной базы данных районного уровня, которая могла бы служить основой для дальнейшей оценки значимости природных компонентов, создания покомпонентных карт экологически-ориентированного землепользования, разработки интегральной карты целей, а также карты нарушенных территорий и карты конфликтов природопользования.
Безусловно, вопросы изучения природных сред и биологического разнообразия биотопов и экосистем Зеленоградского района достаточно хорошо освещены в отечественных и зарубежных научных публикациях. Но при работе с такими материалами мы получаем описание лишь небольших разрозненных участков территории и лишь отдельных элементов природных компонентов без учета их взаимодействия. Причем данные представлены в текстовой или табличной форме, что сильно затрудняет их сопоставление и анализ [1].
Проектов, обобщающих всю имеющуюся по данной теме информацию, не существовало ни в довоенной Восточной Пруссии, ни в послевоенной Калининградской области. Разработка интегральной базы данных стала возможна только с распространением мощной вычислительной техники и бурным развитием геоинформационных технологий.
Методика и объекты исследования
В работе использовались различные материалы: литературные данные; компьютерные базы данных; картографическая информация в виде бумажных, электронных растровых и векторных карт; данные приборов спутниковой навигации; спутниковые снимки.
Базовым масштабом для работы послужил масштаб 1:10 000. В целях уточнения пространственного расположения некоторых объектов и дешифровки спутниковых снимков проводились выезды на местность, в ходе которых собрано более 1,5 тыс. координат точечных объектов.
Результатом работы стала единая картографическая база, позволяющая проводить анализ и обработку информации в картографической форме.
Геоинформационная система была разработана на базе свободного программного обеспечения GRASS GIS.
Структура ГИС
Структура геоинформационной системы представлена на схеме (рис. 1).
Рис. 1. Схема геоинформационной системы на базе программного обеспечения GRASS GIS (ГИП — графический интерфейс пользователя;
СУБД — система управления базами данных)
Функциональность ГИС реализована в виде отдельных модулей, взаимодействующих с ядром ГИС. Основные модули позволяют создавать атрибутивные запросы к базе данных, выполнять над пространственными данными аналитические операции, проводить профилирование по заданным величинам, подсчитывать расстояния и площади, генерировать новые картографические слои. Взаимодействие с ядром ГИС осуществляется через модульный интерфейс.
Модульная архитектура дает возможность легко наращивать функциональность путем программирования собственных модулей и интеграции их в программное пространство ГИС. Взаимодействие с пользователем осуществляется через удобный графический интерфейс.
После завершения работ картографический материал трансформируется в целевую систему координат и готовится к печати.
Структура пространственной базы данных
Калининградская область, Зеленоградский район.
Key words: GIS technologies, environmental planning, landscape programme, Kaliningrad region, Zelenogradsk district.
Существующие территориально-планировочные схемы природопользования не способствуют созданию экологически-ориентированной хозяйственной деятельности, что приводит к возникновению конфликтных ситуаций между хозяйствующими субъектами как внутри Калининградской области, так и вне ее. Анализ особенностей социально-экономического развития и экологической политики позволил выявить ряд существенных методических и методологических недостатков территориального планирования и развития. В частности, развитие Калининградской области осуществляется на основе плохо скоординированных между собой и экологически слабо ориентированных ведомственных планов: градостроительного, сельскохозяйственного, мелиоративного, водного, лесоустроительного, рекреационного и других [1].
Помочь в решении проблем территориального развития может экологически-ориентированное ландшафтное планирование. Ландшафтная программа Калининградской области — документ стратегического планирования использования территории, формирующий информационносправочное поле для широкого круга организаций и чиновников, отвечающих за разработку и принятие управленческих территориально-планировочных решений, а также государственных и негосударственных природоохранных и экологических фондов, международных организаций в области экологического контроля и управления [2].
Одной из важнейших задач реализации программы является разработка интегральной карты экологически-ориентированного использования территории и карты конфликтов природопользования. Решение этих задач без применения геоинформационных технологий сильно осложнено, а иногда и невозможно.
В рамках этой работы геоинформационная система может послужить ядром для построения более сложных систем. Например, для интеграции накопленной информации в текстовом и табличном представлении в единую пространственно-ориентированную базу данных, которая позволит автоматически искать закономерности между природными компонентами и даже отдельными элементами этих компонентов, представлять результаты в наглядном графическом виде.
Предложенная технология отличается хорошей масштабируемостью: топографическая основа района может быть расширена до масштабов региона, а затем и до масштабов области. При этом не потребуется внесение изменений в накопленный прежде материал.
Интересной особенностью использования ГИС в российских экологических проектах является выбор дорогих коммерческих программных продуктов (например, ESRI ArcGIS, Intergraph Geomedia или MapInfo), стоимость которых за одно рабочее место может достигать 75 тыс. рублей
Вестник Российского государственного университета им. И. Канта. 2010. Вып. 7. С. 146 — 151.
и более. Поэтому основная часть публикаций посвящена проектированию ГИС на основе закрытых коммерческих программных продуктов. Вопрос использования открытых геоинформационых технологий в отечественных публикациях изучен недостаточно.
Использование же открытых программных продуктов для построения ГИС означает нулевые финансовые затраты на организацию каждого рабочего места и позволяет задействовать в разработке картографического материала большее число людей (например, студентов и аспирантов).
Данная идея была апробирована авторами в ходе реализации проекта по ландшафтному планированию в Зеленоградском районе Калининградской области. Целью проекта стала разработка ландшафтного плана для Зеленоградска и его окрестностей. Главная задача заключалась в создании экологически-ориентированной пространственной базы данных районного уровня, которая могла бы служить основой для дальнейшей оценки значимости природных компонентов, создания покомпонентных карт экологически-ориентированного землепользования, разработки интегральной карты целей, а также карты нарушенных территорий и карты конфликтов природопользования.
Безусловно, вопросы изучения природных сред и биологического разнообразия биотопов и экосистем Зеленоградского района достаточно хорошо освещены в отечественных и зарубежных научных публикациях. Но при работе с такими материалами мы получаем описание лишь небольших разрозненных участков территории и лишь отдельных элементов природных компонентов без учета их взаимодействия. Причем данные представлены в текстовой или табличной форме, что сильно затрудняет их сопоставление и анализ [1].
Проектов, обобщающих всю имеющуюся по данной теме информацию, не существовало ни в довоенной Восточной Пруссии, ни в послевоенной Калининградской области. Разработка интегральной базы данных стала возможна только с распространением мощной вычислительной техники и бурным развитием геоинформационных технологий.
Методика и объекты исследования
В работе использовались различные материалы: литературные данные; компьютерные базы данных; картографическая информация в виде бумажных, электронных растровых и векторных карт; данные приборов спутниковой навигации; спутниковые снимки.
Базовым масштабом для работы послужил масштаб 1:10 000. В целях уточнения пространственного расположения некоторых объектов и дешифровки спутниковых снимков проводились выезды на местность, в ходе которых собрано более 1,5 тыс. координат точечных объектов.
Результатом работы стала единая картографическая база, позволяющая проводить анализ и обработку информации в картографической форме.
Геоинформационная система была разработана на базе свободного программного обеспечения GRASS GIS.
Структура ГИС
Структура геоинформационной системы представлена на схеме (рис. 1).
Рис. 1. Схема геоинформационной системы на базе программного обеспечения GRASS GIS (ГИП — графический интерфейс пользователя;
СУБД — система управления базами данных)
Функциональность ГИС реализована в виде отдельных модулей, взаимодействующих с ядром ГИС. Основные модули позволяют создавать атрибутивные запросы к базе данных, выполнять над пространственными данными аналитические операции, проводить профилирование по заданным величинам, подсчитывать расстояния и площади, генерировать новые картографические слои. Взаимодействие с ядром ГИС осуществляется через модульный интерфейс.
Модульная архитектура дает возможность легко наращивать функциональность путем программирования собственных модулей и интеграции их в программное пространство ГИС. Взаимодействие с пользователем осуществляется через удобный графический интерфейс.
После завершения работ картографический материал трансформируется в целевую систему координат и готовится к печати.
Структура пространственной базы данных
Известия ТРТУ
Существующие алгоритмы сжатия данных для обработки цветных изображений не превышают коэффициента 20:1. В настоящее время активно разрабатываются новые способы сжатия. Один из многообещающих алгоритмов предусматривает применение фрактального метода для сжатия и уплотнения цветных изображений. В общем случае фрактальная структура - это нерегулярная структура или изображение, для образования которого используется неопределенное число аналогичных нерегулярных структур. Если для описания сложной природной структуры требуется массив данных в десятки и сотни тысяч единиц информации, то фрактальный алгоритм позволяет обойтись несколькими десятками чисел. В таких областях обработки графических изображений на ЭВМ как эффективное сжатие видеоданных, улучшение качества и реставрация изображений, синтез изображений, организация хранения и поиска видеоинформации, фрактальные алгоритмы позволяют перейти на более высокий уровень.
В настоящее время построена программная модель кодирования изображений на основе фрактальных методов, коэффициент сжатия которой, в зависимости от типа изображения, колеблется в пределах от 30:1 для цветных и до 40:1 для черно-белых изображений.
УДК 007.57:681
Ю.В. Чернухин, М.А. Кизогло ПРОГРАММНАЯ МОДЕЛЬ КОММУНИКАЦИОННОЙ СРЕДЫ НЕЙРОСУПЕРТРАНСПЫОТЕРА
Целью данной работы является реализация программной модели коммуникационной среды (КС) нейросупертранспьютера (НСТ) для исследования на ней цифровых нейропроцессоров (ЦНП) и нейроноподобных сетей с обратными связями (НСОС).
Нейросупертранспьютер представляет собой устройство, ориентированное на нейровычисления и состоящее из КС и транспьютера (ТП) на выходе. Коммуникационная среда состоит из нейроноподобных элементов и выполняет основную часть алгоритма НСТ. Транспьютер реализует специальные функции.
В данной работе рассматривается НСТ, который может реализовать функции ЦНП и НСОС.
В первом случае, когда НСТ представляет собой ЦНП, КС состоит из совокупности базовых нейроноподобных модулей (БНМ), реализующих некоторый универсальный для нейровычислений набор операций. Посредством коммутации отдельных БНМ между собой можно построить нейропроцессор требуемой степени сложности (как статического, так и динамического типов).
Если передать функции ТП отдельным БНМ, например, реализацию выходной нелинейности (сигмоиду, тангенсоиду и т.п.), что реально на программном уровне, тогда с помощью модели КС можно синтезировать и исследовать требуемую модель ЦНП.
В том случае, когда НСТ является нейроноподобной сетью, в качестве элемента КС выступает не БНМ, а ЦНП. Таким образом, из отдельных БНМ строится требуемая модель нейропроцессора, а потом посред-
Секция вычислительной техники
ством коммутации ЦНП с помощью обратных связей получаем НСОС. Здесь функции ТП также переданы отдельным ЦНП.
Программная модель КС НСТ реализована на ПЭВМ 1ВМ РС/АТ-286 на языке Паскаль 7.0.
Результаты данной работы внедрены в учебный процесс. На базе программной модели КС НСТ на кафедре ВТ ТРТУ поставлены две лабораторные работы по курсу "Искусственный интеллект и нейрокомпьютеры", в которых исследуются различные модели ЦНП и НСОС.
УДК 007:573.6:681.3
Ю.В. Чернухин, Г.П. Радионов ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕЙРОКОМПЬЮТЕРОВ
Большой интерес к нейровычислениям и нейрокомпьютерам (НК) привел к тому, что они были реализованы практически на всех существующих вычислительных системах (ВС) в виде имитационных или эму-ляционных программных моделей. Однако в условиях большого разнообразия архитектур и программного обеспечения (ПО) этих ВС не существует единого подхода к проектированию ПО НК.
Анализ наиболее популярных нейропарадигм позволяет сделать заключение о том, что они характеризуются всеми свойствами "сложной системы”. С наибольшей эффективностью реализовать ПО НК в этих условиях возможно в рамках объектного подхода, который позволяет применить объектно-ориентированную методологию.
Взаимодействия между различными объектами НК имеют сложный характер, который определяется их функциональными характеристиками. Эти взаимодействия включают в себя как отношения наследования, так и отношения включения, наполнения и использования. Так, например, объект обучаемой нейросетевой системы состоит из семейства классов НЕЙРОН->НЕЙРОННЫЙ_АНСАМБЛЬ->НЕЙРОННАЯ_СЕТЬ, в котором используются все перечисленные выше отношения:
1. НЕЙРОННЫЙАНСАМБЛЬ наследует свойства объектов НЕЙРОНОВ быть инициированными, получать входные воздействия и т.п.;
2. НЕЙРОННЫЙ_АНСАМБЛЬ включает в себя ранее созданные объекты НЕЙРОНЫ, т.е. осуществляет набор функций по управлению взаимодействием этих объектов в пределах слоя, синхронизацией их работы и т.п.;
3. НЕЙРОННЬ1Й_АНСАМБЛЬ наполнен объектами НЕЙРОНАМИ, т.е. не локализует в себе параметрические характеристики отдельных объектов;
4. НЕЙРОННЫЙ_АНСАМБЛЬ использует включенные в него объекты НЕЙРОНЫ для генерации собственного выходного сигнала и введения его в объект следующего уровня иерархии НЕЙРОН-НАЯ_СЕТЬ.
В качестве примера разработки рассмотрена нейрокомпьютерная система целенаправленного зрительного восприятия, объединяющая в своем составе нейрокомпьютерную компоненту с системой обработки растровых полутоновых изображений.
Существующие алгоритмы сжатия данных для обработки цветных изображений не превышают коэффициента 20:1. В настоящее время активно разрабатываются новые способы сжатия. Один из многообещающих алгоритмов предусматривает применение фрактального метода для сжатия и уплотнения цветных изображений. В общем случае фрактальная структура - это нерегулярная структура или изображение, для образования которого используется неопределенное число аналогичных нерегулярных структур. Если для описания сложной природной структуры требуется массив данных в десятки и сотни тысяч единиц информации, то фрактальный алгоритм позволяет обойтись несколькими десятками чисел. В таких областях обработки графических изображений на ЭВМ как эффективное сжатие видеоданных, улучшение качества и реставрация изображений, синтез изображений, организация хранения и поиска видеоинформации, фрактальные алгоритмы позволяют перейти на более высокий уровень.
В настоящее время построена программная модель кодирования изображений на основе фрактальных методов, коэффициент сжатия которой, в зависимости от типа изображения, колеблется в пределах от 30:1 для цветных и до 40:1 для черно-белых изображений.
УДК 007.57:681
Ю.В. Чернухин, М.А. Кизогло ПРОГРАММНАЯ МОДЕЛЬ КОММУНИКАЦИОННОЙ СРЕДЫ НЕЙРОСУПЕРТРАНСПЫОТЕРА
Целью данной работы является реализация программной модели коммуникационной среды (КС) нейросупертранспьютера (НСТ) для исследования на ней цифровых нейропроцессоров (ЦНП) и нейроноподобных сетей с обратными связями (НСОС).
Нейросупертранспьютер представляет собой устройство, ориентированное на нейровычисления и состоящее из КС и транспьютера (ТП) на выходе. Коммуникационная среда состоит из нейроноподобных элементов и выполняет основную часть алгоритма НСТ. Транспьютер реализует специальные функции.
В данной работе рассматривается НСТ, который может реализовать функции ЦНП и НСОС.
В первом случае, когда НСТ представляет собой ЦНП, КС состоит из совокупности базовых нейроноподобных модулей (БНМ), реализующих некоторый универсальный для нейровычислений набор операций. Посредством коммутации отдельных БНМ между собой можно построить нейропроцессор требуемой степени сложности (как статического, так и динамического типов).
Если передать функции ТП отдельным БНМ, например, реализацию выходной нелинейности (сигмоиду, тангенсоиду и т.п.), что реально на программном уровне, тогда с помощью модели КС можно синтезировать и исследовать требуемую модель ЦНП.
В том случае, когда НСТ является нейроноподобной сетью, в качестве элемента КС выступает не БНМ, а ЦНП. Таким образом, из отдельных БНМ строится требуемая модель нейропроцессора, а потом посред-
Секция вычислительной техники
ством коммутации ЦНП с помощью обратных связей получаем НСОС. Здесь функции ТП также переданы отдельным ЦНП.
Программная модель КС НСТ реализована на ПЭВМ 1ВМ РС/АТ-286 на языке Паскаль 7.0.
Результаты данной работы внедрены в учебный процесс. На базе программной модели КС НСТ на кафедре ВТ ТРТУ поставлены две лабораторные работы по курсу "Искусственный интеллект и нейрокомпьютеры", в которых исследуются различные модели ЦНП и НСОС.
УДК 007:573.6:681.3
Ю.В. Чернухин, Г.П. Радионов ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕЙРОКОМПЬЮТЕРОВ
Большой интерес к нейровычислениям и нейрокомпьютерам (НК) привел к тому, что они были реализованы практически на всех существующих вычислительных системах (ВС) в виде имитационных или эму-ляционных программных моделей. Однако в условиях большого разнообразия архитектур и программного обеспечения (ПО) этих ВС не существует единого подхода к проектированию ПО НК.
Анализ наиболее популярных нейропарадигм позволяет сделать заключение о том, что они характеризуются всеми свойствами "сложной системы”. С наибольшей эффективностью реализовать ПО НК в этих условиях возможно в рамках объектного подхода, который позволяет применить объектно-ориентированную методологию.
Взаимодействия между различными объектами НК имеют сложный характер, который определяется их функциональными характеристиками. Эти взаимодействия включают в себя как отношения наследования, так и отношения включения, наполнения и использования. Так, например, объект обучаемой нейросетевой системы состоит из семейства классов НЕЙРОН->НЕЙРОННЫЙ_АНСАМБЛЬ->НЕЙРОННАЯ_СЕТЬ, в котором используются все перечисленные выше отношения:
1. НЕЙРОННЫЙАНСАМБЛЬ наследует свойства объектов НЕЙРОНОВ быть инициированными, получать входные воздействия и т.п.;
2. НЕЙРОННЫЙ_АНСАМБЛЬ включает в себя ранее созданные объекты НЕЙРОНЫ, т.е. осуществляет набор функций по управлению взаимодействием этих объектов в пределах слоя, синхронизацией их работы и т.п.;
3. НЕЙРОННЬ1Й_АНСАМБЛЬ наполнен объектами НЕЙРОНАМИ, т.е. не локализует в себе параметрические характеристики отдельных объектов;
4. НЕЙРОННЫЙ_АНСАМБЛЬ использует включенные в него объекты НЕЙРОНЫ для генерации собственного выходного сигнала и введения его в объект следующего уровня иерархии НЕЙРОН-НАЯ_СЕТЬ.
В качестве примера разработки рассмотрена нейрокомпьютерная система целенаправленного зрительного восприятия, объединяющая в своем составе нейрокомпьютерную компоненту с системой обработки растровых полутоновых изображений.
Изучены гранулометрический состав и распределение мягких осадков в бухтах некоторых участков побережья Приморского края, различающихся физико-географическими, геоморфологическими и гидрологическими условиями. Получены данные о валовом содержании органического вещества (ОВ) в донных отложениях и его качественном составе. Наибольшим содержаением ОВ характеризуются грунты из бухты Троицы зал. Посьета (юго-западное Приморье). Показано, что ОВ донных осадков всех районов преимущественно гуматного характера. В составе гумуса над легкорастворимыми и малотрансформированными компонентами преобладает негидролизуемый остаток. Выяснено преимущественно терригенное происхождение ОВ исследуемых районов. Показана зависимость качественного состава ОВ и его количества от гранулометрического состава и распределения основных типов грунта по глубине. Выяснено, что для наиболее богатых содержанием ОВ осадков юго-западной части побережья Приморья характерна более полная трансформация ОВ, что выражается в большем содержании негидролизуемо-го остатка и его значительном преобладании над легкорастворимыми компонентами гумуса донных отложений. В акваториях открытого типа, свойственных для восточного и северного побережья Приморского края, донные отложения содержат меньшие концентрации общего ОВ, однако большую долю в их составе имеют легкорастворимые компоненты, что свидетельствует о неполных процессах минерализации органики в связи с активным перемешиванием ОВ и частиц грунта в силу открытости бухт, подверженности прибою и волновой деятельности.
Ключевые слова: донные отложения, гранулометрический состав, гидродинамика, содержание органического вещества, качественный состав гумуса, пространственное распределение, автохтонное и аллохтонное происхождение, легкорастворимые фракции, трансформация, биодоступность.
Galysheva Yu.A., Nesterova O.V., Grishan R.P. Grain-size composition and organic matter of soft bottom sediments in several coastal areas of the northwestern Japan Sea // Izv. TINRO. — 2008. — Vol. 154. — P. 103-113.
Grain-size composition and spatial distribution of soft sediments are considered for several coastal areas of Primorye with different environments. Total content of organic matter (OM) in the sediments was estimated and its composition was de-
Галышева Юлия Александровна, кандидат биологических наук, доцент, email: [email protected]; Нестерова Ольга Владимировна, кандидат биологических наук, доцент, e-mail: [email protected]; Гришан Руслан Павлович, студент.
* Работа выполнена при поддержке гранта МОН/CRDF "Стратегия и методология изучения биологического разнообразия".
fined. The maximum OM concentration was registered in the sediments from the southwestern part of the coast — from the Troitsa (Trinity) Bay. The OM had mainly terrigenous (allochthonous) origin, with the poorly-soluble humus fraction domination. Total OM content and its components ratio depended on sediments composition and depth. The sediments of southwestern Primorye were the richest by OM, but it was higher transformed there and included larger portion of poorly-soluble components. The coastal areas of eastern and northern Primorye were more subjected to water exchange with the open sea, and the bottom sediments there contained less OM but with higher portion of highly-soluble components.
Key words: bottom sediments, grain-size composition, organic matter content, humus quality composition, organic matter solubility, organic matter transformation.
Введение
Изучение фоновых показателей среды является важным научным направлением, имеющим как фундаментальную, так и прикладную ценность. Сведения о накоплении органического вещества (ОВ) в прибрежных экосистемах дают возможность проведения экологической оценки процессов, происходящих в акваториях, различающихся как по природным условиям, так и по степени антропогенного воздействия. ОВ донных осадков является не только следствием богатства сообществ конкретных биотопов, но и причиной, обусловливающей их существование. Важнейшим показателем является количество биодоступной формы органических веществ (в том числе депонированных в донных осадках), от которого зависит уровень трофности морских систем.
Заливы второго порядка и бухты различных участков вдоль побережья Приморского края, относящиеся к северо-западной части Японского моря, значительно различаются по геоморфологическим, природно-климатическим условиям, а также степени и характеру антропогенного влияния. Южное и юго-западное морское побережье Приморья достаточно сильно изрезано. Его малые прибрежные акватории имеют выраженный "контакт" с сушей, значительное влияние речного стока, а также довольно высокую степень "отрезанности" от открытых морских вод, что обусловливает более интенсивное осадконакопление. Морское побережье восточного и северного Приморья — открытое и малоизрезанное, практически не имеющее выхода крупных рек и подверженное активным гидродинамическим процессам.
Фундаментальные исследования структуры и фаций донных осадков Японского моря проведены Тихоокеанским океанологическим институтом ДВО РАН (Структура осадков ..., 1983). Среди опубликованных научных данных сведения о физических и химических свойствах донных осадков выбранных нами полигонов исследований — бухт Троицы, Киевка и Рудная — мы нашли лишь в работах Б.В. Преображенского с соавторами (2000) и В.М. Шулькина (2004). В первом случае описаны донные ландшафты бухты Троицы (с указанием типов донных субстратов), во втором — указаны данные о содержании тяжелых металлов в донных отложениях бухты Рудной, с привлечением материала о распределении донных субстратов (без представления сведений о гранулометрическом анализе). Кроме того, Ф.Р. Лихтом с соавторами (Структура осадков ..., 1983) дается описание фациального типа, общие характеристики типологии грунтов бухт Троицы и Рудной и средние оценки валового содержания органического вещества. Каких-либо опубликованных материалов по составу и свойствам донных отложений бухты Киевка нами не найдено. Исследования качественного состава (основных компонентов) органического вещества донных отложений интересующих нас районов ранее не проводились.
Ключевые слова: донные отложения, гранулометрический состав, гидродинамика, содержание органического вещества, качественный состав гумуса, пространственное распределение, автохтонное и аллохтонное происхождение, легкорастворимые фракции, трансформация, биодоступность.
Galysheva Yu.A., Nesterova O.V., Grishan R.P. Grain-size composition and organic matter of soft bottom sediments in several coastal areas of the northwestern Japan Sea // Izv. TINRO. — 2008. — Vol. 154. — P. 103-113.
Grain-size composition and spatial distribution of soft sediments are considered for several coastal areas of Primorye with different environments. Total content of organic matter (OM) in the sediments was estimated and its composition was de-
Галышева Юлия Александровна, кандидат биологических наук, доцент, email: [email protected]; Нестерова Ольга Владимировна, кандидат биологических наук, доцент, e-mail: [email protected]; Гришан Руслан Павлович, студент.
* Работа выполнена при поддержке гранта МОН/CRDF "Стратегия и методология изучения биологического разнообразия".
fined. The maximum OM concentration was registered in the sediments from the southwestern part of the coast — from the Troitsa (Trinity) Bay. The OM had mainly terrigenous (allochthonous) origin, with the poorly-soluble humus fraction domination. Total OM content and its components ratio depended on sediments composition and depth. The sediments of southwestern Primorye were the richest by OM, but it was higher transformed there and included larger portion of poorly-soluble components. The coastal areas of eastern and northern Primorye were more subjected to water exchange with the open sea, and the bottom sediments there contained less OM but with higher portion of highly-soluble components.
Key words: bottom sediments, grain-size composition, organic matter content, humus quality composition, organic matter solubility, organic matter transformation.
Введение
Изучение фоновых показателей среды является важным научным направлением, имеющим как фундаментальную, так и прикладную ценность. Сведения о накоплении органического вещества (ОВ) в прибрежных экосистемах дают возможность проведения экологической оценки процессов, происходящих в акваториях, различающихся как по природным условиям, так и по степени антропогенного воздействия. ОВ донных осадков является не только следствием богатства сообществ конкретных биотопов, но и причиной, обусловливающей их существование. Важнейшим показателем является количество биодоступной формы органических веществ (в том числе депонированных в донных осадках), от которого зависит уровень трофности морских систем.
Заливы второго порядка и бухты различных участков вдоль побережья Приморского края, относящиеся к северо-западной части Японского моря, значительно различаются по геоморфологическим, природно-климатическим условиям, а также степени и характеру антропогенного влияния. Южное и юго-западное морское побережье Приморья достаточно сильно изрезано. Его малые прибрежные акватории имеют выраженный "контакт" с сушей, значительное влияние речного стока, а также довольно высокую степень "отрезанности" от открытых морских вод, что обусловливает более интенсивное осадконакопление. Морское побережье восточного и северного Приморья — открытое и малоизрезанное, практически не имеющее выхода крупных рек и подверженное активным гидродинамическим процессам.
Фундаментальные исследования структуры и фаций донных осадков Японского моря проведены Тихоокеанским океанологическим институтом ДВО РАН (Структура осадков ..., 1983). Среди опубликованных научных данных сведения о физических и химических свойствах донных осадков выбранных нами полигонов исследований — бухт Троицы, Киевка и Рудная — мы нашли лишь в работах Б.В. Преображенского с соавторами (2000) и В.М. Шулькина (2004). В первом случае описаны донные ландшафты бухты Троицы (с указанием типов донных субстратов), во втором — указаны данные о содержании тяжелых металлов в донных отложениях бухты Рудной, с привлечением материала о распределении донных субстратов (без представления сведений о гранулометрическом анализе). Кроме того, Ф.Р. Лихтом с соавторами (Структура осадков ..., 1983) дается описание фациального типа, общие характеристики типологии грунтов бухт Троицы и Рудной и средние оценки валового содержания органического вещества. Каких-либо опубликованных материалов по составу и свойствам донных отложений бухты Киевка нами не найдено. Исследования качественного состава (основных компонентов) органического вещества донных отложений интересующих нас районов ранее не проводились.
Обсуждается индикаторная роль естественных радиоактивных элементов (U, Th) в геосферных оболочках и различных компонентах природной среды, а также рассматриваются проблемы техногенных радионуклидов.
На сегодняшний день носителей явления радиоактивности - радиоактивных изотопов - во всех материальных объектах реального мира, его геосферных оболочках насчитывается многие сотни. По существу дела, все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева имеют радиоактивнее изотопы. Одни из них были присущи природным объектам всегда (и, ТЪ, 40Ки др.), другие в небольшом количестве формировались в результате взаимодействия природных атомов с космическим излучением (14С, 3Н и др.), а значительная часть радиоизотопов и радиоэлементов является продуктом рукотворной деятельности человека (Ри, Ат, 137Сз и др.).
Благодаря уникальному свойству радиоактивных элементов переходить из неравновесного состояния в равновесное с испусканием гамма-кван-тов или заряженных частиц (а, /3) определенной энергии, эти компоненты идентифицируются практически в любых природных объектах, что позволяет широко использовать их как определенные индикаторы.
«Всюдность» радиоактивных элементов в материальном мире на сегодняшний день хорошо показана исследованиями многих поколений ученых. В справочниках или энциклопедиях по геофизике и геохимии [1-3] предложены кларки содержаний (или их оценочный уровень) радиоактивных элементов, а также радиоактивных изотопов стабильных химических элементов в различных компонентах природной среды, как естественного, так и техногенного происхождения [4-6].
Сегодня можно утверждать, что радиоактивность является фундаментальным свойством материи, а ее носители, в тех или иных количествах, встречаются абсолютно во всех материальных объектах. Они были, есть и будут всегда.
Более того, с высокой степенью вероятности, можно предполагать, что появление живой материи и ее эволюция, в какой-то мере, были обусловлены наличием радиационного фактора. А в качестве энергетического источника в живой клетке мог выступать, например, радиоактивный изотоп калия (40К), являющийся /3-излучателем с большим периодом полураспада.
Геохимия естественных радиоактивных элементов, особенно, урана и тория в природных объектах различных геосферных оболочек планеты изучены
сравнительно полно. Прежде всего, это касается литосферы.
Работами советских и российских геологов В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, Д.И. Щербакова, В.И. Баранова, В.И. Гарасимовского,
A.И. Перельмана, В.В. Щербины, JI.B. Таусона, JI.B. Комлева, И.Е. Старика, В.Г. Хлопина, А.И. Ту-гаринова, Я.И. Белевцева, Н.П. Ермолаева, Г.В. Войткевича, А.А. Смыслова, В.Е. Плющева, Г.Б. Наумова, М.Н. Альтгаузена, Ф.А. Алексеева, Р.П. Готтих. H.A. Титаевой, С.Г. Неручева, А.И. Германова и многих других, а также зарубежных специалистов: Adams, Larsen, Roders, Lovering, Sackett, Rosholt, Husmann, Heier, Davis, Tatsumoto, Vine e.a., основательно изучена геохимия радиоактивных элементов в геологических процессах.
Подводя краткое резюме их работ и не менее фундаментальных исследований сибирских геохимиков, в том числе Томской радиогеохимической школы по этому направлению (Ф.Н. Шахов, Ф.П. Кренделев, В.М. Гавшин, А.С. Митропольский, С.М. Жмодик, А.Г. Миронов, А.Д. Ножкин, Л.П. Рихванов, С.И. Арбузов, В.А. Гавриленко, Ю.М. Пузанков, В.А. Злобин, В.И. Климов,
B.А. Бобров, А.М. Гофман, А.А. Куликов, Ю.А. Фомин, В.В. Ершов, А.В. Волостнов и др.), можно сделать следующий генеральный вывод: радиоактивные элементы можно использовать в качестве «меченых атомов», с помощью которых можно решать вопросы стратиграфического расчленения осадочных и метаморфических толщ, магматических комплексов, определять их формационную принадлежность и геодинамические условия формирования, проводить типизацию рудно-магмати-ческих систем, разрабатывать критерии и признаки прогнозирования и поисков месторождений нерадиоактивного сырья [7].
На сегодняшний день установлены основные закономерности их поведения и накопления в различных геологических образованиях. Так, например, в ряду нарастающей кремнекислотности-ще-лочности содержание урана и тория возрастает, достигая своего максимума в щелочных гранитах [8]. Эта закономерность может нарушаться только в щелочных, щелочно-ультраосновных и ультраос-новных породах. Выявленная статистическая взаимосвязь между естественными радиоактивными
элементами (ЕРЭ) и петрохимическими показателями, позволила некоторым авторам [9] предложить радиогеохимический ключ-определитель магматических пород в координатах а-0.
Достаточно уверенно просматривается тенденция возрастания ЕРЭ от ранних магматических комплексов или фаз к поздним, что отражает общую закономерность обогащения ураном и торием остаточных расплавов. Наиболее ярко основополагающие выводы по геохимии урана в гранитоидах были сделаны Л.В. Таусоном [10], по его методике они сводятся к следующему:
• в гранитоидах уран присутствует практически во всех минералах, т. е. является по определению В.И. Вернадского «всюдным» [11]. При этом одна его часть находится в акцессориях, другая - приурочена к породообразующим минералам. В породообразующих минералах уран находится в форме молекулярного рассеяния и в виде субмикроскопических собственных минералов урана;
• в гранитоидах уран кристаллохимически связан с редкими землями, иттрием, цирконием и торием, т. е. элементами с близкими ионными радиусами и зарядами;
• геохимическая история урана в процессе дифференциации магм не связана ни с одним из породообразующих элементов (81, К, Ка и др.);
• в процессе дифференциации магматических очагов гранитоидного состава уран накапливается в поздних дифференциатах;
• часть урана в гранитоидах находится в подвижном состоянии (слабо связанной форме) и легко выщелачивается раствором углекислого аммония [(ТЧН^СОз] без добавления перекиси водорода [Н202]. На долю такого урана приходится от 20 до 70 % всего объема металла. Радиоактивные элементы в магматических породах являются надежными индикаторами геоди-намических обстановок их формирования и потенциальной рудоносности [8, 12-14].
При этом не только уровни накопления радиоактивных элементов в природных образованиях представляют интерес для исследователей.
Прежде всего, в прикладном и теоретическом аспекте важным показателем являются отношения валовых содержаний урана к торию (ТЬ/и). Этот показатель, как свидетельствуют наши [13, 14] и другие исследования [8, 15] является чрезвычайно важным индикаторным показателем. Это отношение, начиная от Солнечной системы в целом (ТЪ/и=3,72), до ее планет и Луны (ТЬ/и=3,55), метеоритов (ТЪ/и=2,5...8,6), магматических образований различного типа находится в чрезвычайно узком интервале величин (2,5...5 при преобладании 3,5...4,5), что заставляет предполагать существование общей закономерности в распространении тория и урана, определяющейся законами мироздания [16].
Система постоянства соотношения урана и тория выдерживается во многих горных породах, за исключением химических и биогенных образований, продуктов метаморфизма и метасоматизма, т. е. достаточно динамичных природных систем с участием воды (рис. 1).
Для магматических пород данное отношение может быть критерием правильности отнесения исследуемых пород к магматитам. Если соотношение ТЬ/и меньше 2, а, тем более, меньше 1, то однозначно можно утверждать, что изучаемая выборка относится не к магматическим образованиям, а к метасоматическим или метасоматически преобразованным породам [ 14].
Исключение могут составить ультраосновные породы и примитивные океанические базальты, характеризующиеся низким уровнем ЕРЭ, и практически всегда находящиеся в стадии метасомати-ческого (метаморфического) преобразования.
В связи с тем, что современные аналитические методы (1СР-М8 и др.) дают возможность определять уран и торий в любых породах, то при характеристике тех или иных петрохимических или метал-логенических типов существует возможность проверки правильности соответствия данной выборки магматическому объекту.
На сегодняшний день носителей явления радиоактивности - радиоактивных изотопов - во всех материальных объектах реального мира, его геосферных оболочках насчитывается многие сотни. По существу дела, все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева имеют радиоактивнее изотопы. Одни из них были присущи природным объектам всегда (и, ТЪ, 40Ки др.), другие в небольшом количестве формировались в результате взаимодействия природных атомов с космическим излучением (14С, 3Н и др.), а значительная часть радиоизотопов и радиоэлементов является продуктом рукотворной деятельности человека (Ри, Ат, 137Сз и др.).
Благодаря уникальному свойству радиоактивных элементов переходить из неравновесного состояния в равновесное с испусканием гамма-кван-тов или заряженных частиц (а, /3) определенной энергии, эти компоненты идентифицируются практически в любых природных объектах, что позволяет широко использовать их как определенные индикаторы.
«Всюдность» радиоактивных элементов в материальном мире на сегодняшний день хорошо показана исследованиями многих поколений ученых. В справочниках или энциклопедиях по геофизике и геохимии [1-3] предложены кларки содержаний (или их оценочный уровень) радиоактивных элементов, а также радиоактивных изотопов стабильных химических элементов в различных компонентах природной среды, как естественного, так и техногенного происхождения [4-6].
Сегодня можно утверждать, что радиоактивность является фундаментальным свойством материи, а ее носители, в тех или иных количествах, встречаются абсолютно во всех материальных объектах. Они были, есть и будут всегда.
Более того, с высокой степенью вероятности, можно предполагать, что появление живой материи и ее эволюция, в какой-то мере, были обусловлены наличием радиационного фактора. А в качестве энергетического источника в живой клетке мог выступать, например, радиоактивный изотоп калия (40К), являющийся /3-излучателем с большим периодом полураспада.
Геохимия естественных радиоактивных элементов, особенно, урана и тория в природных объектах различных геосферных оболочек планеты изучены
сравнительно полно. Прежде всего, это касается литосферы.
Работами советских и российских геологов В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, Д.И. Щербакова, В.И. Баранова, В.И. Гарасимовского,
A.И. Перельмана, В.В. Щербины, JI.B. Таусона, JI.B. Комлева, И.Е. Старика, В.Г. Хлопина, А.И. Ту-гаринова, Я.И. Белевцева, Н.П. Ермолаева, Г.В. Войткевича, А.А. Смыслова, В.Е. Плющева, Г.Б. Наумова, М.Н. Альтгаузена, Ф.А. Алексеева, Р.П. Готтих. H.A. Титаевой, С.Г. Неручева, А.И. Германова и многих других, а также зарубежных специалистов: Adams, Larsen, Roders, Lovering, Sackett, Rosholt, Husmann, Heier, Davis, Tatsumoto, Vine e.a., основательно изучена геохимия радиоактивных элементов в геологических процессах.
Подводя краткое резюме их работ и не менее фундаментальных исследований сибирских геохимиков, в том числе Томской радиогеохимической школы по этому направлению (Ф.Н. Шахов, Ф.П. Кренделев, В.М. Гавшин, А.С. Митропольский, С.М. Жмодик, А.Г. Миронов, А.Д. Ножкин, Л.П. Рихванов, С.И. Арбузов, В.А. Гавриленко, Ю.М. Пузанков, В.А. Злобин, В.И. Климов,
B.А. Бобров, А.М. Гофман, А.А. Куликов, Ю.А. Фомин, В.В. Ершов, А.В. Волостнов и др.), можно сделать следующий генеральный вывод: радиоактивные элементы можно использовать в качестве «меченых атомов», с помощью которых можно решать вопросы стратиграфического расчленения осадочных и метаморфических толщ, магматических комплексов, определять их формационную принадлежность и геодинамические условия формирования, проводить типизацию рудно-магмати-ческих систем, разрабатывать критерии и признаки прогнозирования и поисков месторождений нерадиоактивного сырья [7].
На сегодняшний день установлены основные закономерности их поведения и накопления в различных геологических образованиях. Так, например, в ряду нарастающей кремнекислотности-ще-лочности содержание урана и тория возрастает, достигая своего максимума в щелочных гранитах [8]. Эта закономерность может нарушаться только в щелочных, щелочно-ультраосновных и ультраос-новных породах. Выявленная статистическая взаимосвязь между естественными радиоактивными
элементами (ЕРЭ) и петрохимическими показателями, позволила некоторым авторам [9] предложить радиогеохимический ключ-определитель магматических пород в координатах а-0.
Достаточно уверенно просматривается тенденция возрастания ЕРЭ от ранних магматических комплексов или фаз к поздним, что отражает общую закономерность обогащения ураном и торием остаточных расплавов. Наиболее ярко основополагающие выводы по геохимии урана в гранитоидах были сделаны Л.В. Таусоном [10], по его методике они сводятся к следующему:
• в гранитоидах уран присутствует практически во всех минералах, т. е. является по определению В.И. Вернадского «всюдным» [11]. При этом одна его часть находится в акцессориях, другая - приурочена к породообразующим минералам. В породообразующих минералах уран находится в форме молекулярного рассеяния и в виде субмикроскопических собственных минералов урана;
• в гранитоидах уран кристаллохимически связан с редкими землями, иттрием, цирконием и торием, т. е. элементами с близкими ионными радиусами и зарядами;
• геохимическая история урана в процессе дифференциации магм не связана ни с одним из породообразующих элементов (81, К, Ка и др.);
• в процессе дифференциации магматических очагов гранитоидного состава уран накапливается в поздних дифференциатах;
• часть урана в гранитоидах находится в подвижном состоянии (слабо связанной форме) и легко выщелачивается раствором углекислого аммония [(ТЧН^СОз] без добавления перекиси водорода [Н202]. На долю такого урана приходится от 20 до 70 % всего объема металла. Радиоактивные элементы в магматических породах являются надежными индикаторами геоди-намических обстановок их формирования и потенциальной рудоносности [8, 12-14].
При этом не только уровни накопления радиоактивных элементов в природных образованиях представляют интерес для исследователей.
Прежде всего, в прикладном и теоретическом аспекте важным показателем являются отношения валовых содержаний урана к торию (ТЬ/и). Этот показатель, как свидетельствуют наши [13, 14] и другие исследования [8, 15] является чрезвычайно важным индикаторным показателем. Это отношение, начиная от Солнечной системы в целом (ТЪ/и=3,72), до ее планет и Луны (ТЬ/и=3,55), метеоритов (ТЪ/и=2,5...8,6), магматических образований различного типа находится в чрезвычайно узком интервале величин (2,5...5 при преобладании 3,5...4,5), что заставляет предполагать существование общей закономерности в распространении тория и урана, определяющейся законами мироздания [16].
Система постоянства соотношения урана и тория выдерживается во многих горных породах, за исключением химических и биогенных образований, продуктов метаморфизма и метасоматизма, т. е. достаточно динамичных природных систем с участием воды (рис. 1).
Для магматических пород данное отношение может быть критерием правильности отнесения исследуемых пород к магматитам. Если соотношение ТЬ/и меньше 2, а, тем более, меньше 1, то однозначно можно утверждать, что изучаемая выборка относится не к магматическим образованиям, а к метасоматическим или метасоматически преобразованным породам [ 14].
Исключение могут составить ультраосновные породы и примитивные океанические базальты, характеризующиеся низким уровнем ЕРЭ, и практически всегда находящиеся в стадии метасомати-ческого (метаморфического) преобразования.
В связи с тем, что современные аналитические методы (1СР-М8 и др.) дают возможность определять уран и торий в любых породах, то при характеристике тех или иных петрохимических или метал-логенических типов существует возможность проверки правильности соответствия данной выборки магматическому объекту.
Обсуждается индикаторная роль естественных радиоактивных элементов (U, Th) в геосферных оболочках и различных компонентах природной среды, а также рассматриваются проблемы техногенных радионуклидов.
На сегодняшний день носителей явления радиоактивности - радиоактивных изотопов - во всех материальных объектах реального мира, его геосферных оболочках насчитывается многие сотни. По существу дела, все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева имеют радиоактивнее изотопы. Одни из них были присущи природным объектам всегда (и, ТЪ, 40Ки др.), другие в небольшом количестве формировались в результате взаимодействия природных атомов с космическим излучением (14С, 3Н и др.), а значительная часть радиоизотопов и радиоэлементов является продуктом рукотворной деятельности человека (Ри, Ат, 137Сз и др.).
Благодаря уникальному свойству радиоактивных элементов переходить из неравновесного состояния в равновесное с испусканием гамма-кван-тов или заряженных частиц (а, /3) определенной энергии, эти компоненты идентифицируются практически в любых природных объектах, что позволяет широко использовать их как определенные индикаторы.
«Всюдность» радиоактивных элементов в материальном мире на сегодняшний день хорошо показана исследованиями многих поколений ученых. В справочниках или энциклопедиях по геофизике и геохимии [1-3] предложены кларки содержаний (или их оценочный уровень) радиоактивных элементов, а также радиоактивных изотопов стабильных химических элементов в различных компонентах природной среды, как естественного, так и техногенного происхождения [4-6].
Сегодня можно утверждать, что радиоактивность является фундаментальным свойством материи, а ее носители, в тех или иных количествах, встречаются абсолютно во всех материальных объектах. Они были, есть и будут всегда.
Более того, с высокой степенью вероятности, можно предполагать, что появление живой материи и ее эволюция, в какой-то мере, были обусловлены наличием радиационного фактора. А в качестве энергетического источника в живой клетке мог выступать, например, радиоактивный изотоп калия (40К), являющийся /3-излучателем с большим периодом полураспада.
Геохимия естественных радиоактивных элементов, особенно, урана и тория в природных объектах различных геосферных оболочек планеты изучены
сравнительно полно. Прежде всего, это касается литосферы.
Работами советских и российских геологов В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, Д.И. Щербакова, В.И. Баранова, В.И. Гарасимовского,
A.И. Перельмана, В.В. Щербины, JI.B. Таусона, JI.B. Комлева, И.Е. Старика, В.Г. Хлопина, А.И. Ту-гаринова, Я.И. Белевцева, Н.П. Ермолаева, Г.В. Войткевича, А.А. Смыслова, В.Е. Плющева, Г.Б. Наумова, М.Н. Альтгаузена, Ф.А. Алексеева, Р.П. Готтих. H.A. Титаевой, С.Г. Неручева, А.И. Германова и многих других, а также зарубежных специалистов: Adams, Larsen, Roders, Lovering, Sackett, Rosholt, Husmann, Heier, Davis, Tatsumoto, Vine e.a., основательно изучена геохимия радиоактивных элементов в геологических процессах.
Подводя краткое резюме их работ и не менее фундаментальных исследований сибирских геохимиков, в том числе Томской радиогеохимической школы по этому направлению (Ф.Н. Шахов, Ф.П. Кренделев, В.М. Гавшин, А.С. Митропольский, С.М. Жмодик, А.Г. Миронов, А.Д. Ножкин, Л.П. Рихванов, С.И. Арбузов, В.А. Гавриленко, Ю.М. Пузанков, В.А. Злобин, В.И. Климов,
B.А. Бобров, А.М. Гофман, А.А. Куликов, Ю.А. Фомин, В.В. Ершов, А.В. Волостнов и др.), можно сделать следующий генеральный вывод: радиоактивные элементы можно использовать в качестве «меченых атомов», с помощью которых можно решать вопросы стратиграфического расчленения осадочных и метаморфических толщ, магматических комплексов, определять их формационную принадлежность и геодинамические условия формирования, проводить типизацию рудно-магмати-ческих систем, разрабатывать критерии и признаки прогнозирования и поисков месторождений нерадиоактивного сырья [7].
На сегодняшний день установлены основные закономерности их поведения и накопления в различных геологических образованиях. Так, например, в ряду нарастающей кремнекислотности-ще-лочности содержание урана и тория возрастает, достигая своего максимума в щелочных гранитах [8]. Эта закономерность может нарушаться только в щелочных, щелочно-ультраосновных и ультраос-новных породах. Выявленная статистическая взаимосвязь между естественными радиоактивными
элементами (ЕРЭ) и петрохимическими показателями, позволила некоторым авторам [9] предложить радиогеохимический ключ-определитель магматических пород в координатах а-0.
Достаточно уверенно просматривается тенденция возрастания ЕРЭ от ранних магматических комплексов или фаз к поздним, что отражает общую закономерность обогащения ураном и торием остаточных расплавов. Наиболее ярко основополагающие выводы по геохимии урана в гранитоидах были сделаны Л.В. Таусоном [10], по его методике они сводятся к следующему:
• в гранитоидах уран присутствует практически во всех минералах, т. е. является по определению В.И. Вернадского «всюдным» [11]. При этом одна его часть находится в акцессориях, другая - приурочена к породообразующим минералам. В породообразующих минералах уран находится в форме молекулярного рассеяния и в виде субмикроскопических собственных минералов урана;
• в гранитоидах уран кристаллохимически связан с редкими землями, иттрием, цирконием и торием, т. е. элементами с близкими ионными радиусами и зарядами;
• геохимическая история урана в процессе дифференциации магм не связана ни с одним из породообразующих элементов (81, К, Ка и др.);
• в процессе дифференциации магматических очагов гранитоидного состава уран накапливается в поздних дифференциатах;
• часть урана в гранитоидах находится в подвижном состоянии (слабо связанной форме) и легко выщелачивается раствором углекислого аммония [(ТЧН^СОз] без добавления перекиси водорода [Н202]. На долю такого урана приходится от 20 до 70 % всего объема металла. Радиоактивные элементы в магматических породах являются надежными индикаторами геоди-намических обстановок их формирования и потенциальной рудоносности [8, 12-14].
При этом не только уровни накопления радиоактивных элементов в природных образованиях представляют интерес для исследователей.
Прежде всего, в прикладном и теоретическом аспекте важным показателем являются отношения валовых содержаний урана к торию (ТЬ/и). Этот показатель, как свидетельствуют наши [13, 14] и другие исследования [8, 15] является чрезвычайно важным индикаторным показателем. Это отношение, начиная от Солнечной системы в целом (ТЪ/и=3,72), до ее планет и Луны (ТЬ/и=3,55), метеоритов (ТЪ/и=2,5...8,6), магматических образований различного типа находится в чрезвычайно узком интервале величин (2,5...5 при преобладании 3,5...4,5), что заставляет предполагать существование общей закономерности в распространении тория и урана, определяющейся законами мироздания [16].
Система постоянства соотношения урана и тория выдерживается во многих горных породах, за исключением химических и биогенных образований, продуктов метаморфизма и метасоматизма, т. е. достаточно динамичных природных систем с участием воды (рис. 1).
Для магматических пород данное отношение может быть критерием правильности отнесения исследуемых пород к магматитам. Если соотношение ТЬ/и меньше 2, а, тем более, меньше 1, то однозначно можно утверждать, что изучаемая выборка относится не к магматическим образованиям, а к метасоматическим или метасоматически преобразованным породам [ 14].
Исключение могут составить ультраосновные породы и примитивные океанические базальты, характеризующиеся низким уровнем ЕРЭ, и практически всегда находящиеся в стадии метасомати-ческого (метаморфического) преобразования.
В связи с тем, что современные аналитические методы (1СР-М8 и др.) дают возможность определять уран и торий в любых породах, то при характеристике тех или иных петрохимических или метал-логенических типов существует возможность проверки правильности соответствия данной выборки магматическому объекту.
На сегодняшний день носителей явления радиоактивности - радиоактивных изотопов - во всех материальных объектах реального мира, его геосферных оболочках насчитывается многие сотни. По существу дела, все химические элементы таблицы Д.И. Менделеева имеют радиоактивнее изотопы. Одни из них были присущи природным объектам всегда (и, ТЪ, 40Ки др.), другие в небольшом количестве формировались в результате взаимодействия природных атомов с космическим излучением (14С, 3Н и др.), а значительная часть радиоизотопов и радиоэлементов является продуктом рукотворной деятельности человека (Ри, Ат, 137Сз и др.).
Благодаря уникальному свойству радиоактивных элементов переходить из неравновесного состояния в равновесное с испусканием гамма-кван-тов или заряженных частиц (а, /3) определенной энергии, эти компоненты идентифицируются практически в любых природных объектах, что позволяет широко использовать их как определенные индикаторы.
«Всюдность» радиоактивных элементов в материальном мире на сегодняшний день хорошо показана исследованиями многих поколений ученых. В справочниках или энциклопедиях по геофизике и геохимии [1-3] предложены кларки содержаний (или их оценочный уровень) радиоактивных элементов, а также радиоактивных изотопов стабильных химических элементов в различных компонентах природной среды, как естественного, так и техногенного происхождения [4-6].
Сегодня можно утверждать, что радиоактивность является фундаментальным свойством материи, а ее носители, в тех или иных количествах, встречаются абсолютно во всех материальных объектах. Они были, есть и будут всегда.
Более того, с высокой степенью вероятности, можно предполагать, что появление живой материи и ее эволюция, в какой-то мере, были обусловлены наличием радиационного фактора. А в качестве энергетического источника в живой клетке мог выступать, например, радиоактивный изотоп калия (40К), являющийся /3-излучателем с большим периодом полураспада.
Геохимия естественных радиоактивных элементов, особенно, урана и тория в природных объектах различных геосферных оболочек планеты изучены
сравнительно полно. Прежде всего, это касается литосферы.
Работами советских и российских геологов В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, Д.И. Щербакова, В.И. Баранова, В.И. Гарасимовского,
A.И. Перельмана, В.В. Щербины, JI.B. Таусона, JI.B. Комлева, И.Е. Старика, В.Г. Хлопина, А.И. Ту-гаринова, Я.И. Белевцева, Н.П. Ермолаева, Г.В. Войткевича, А.А. Смыслова, В.Е. Плющева, Г.Б. Наумова, М.Н. Альтгаузена, Ф.А. Алексеева, Р.П. Готтих. H.A. Титаевой, С.Г. Неручева, А.И. Германова и многих других, а также зарубежных специалистов: Adams, Larsen, Roders, Lovering, Sackett, Rosholt, Husmann, Heier, Davis, Tatsumoto, Vine e.a., основательно изучена геохимия радиоактивных элементов в геологических процессах.
Подводя краткое резюме их работ и не менее фундаментальных исследований сибирских геохимиков, в том числе Томской радиогеохимической школы по этому направлению (Ф.Н. Шахов, Ф.П. Кренделев, В.М. Гавшин, А.С. Митропольский, С.М. Жмодик, А.Г. Миронов, А.Д. Ножкин, Л.П. Рихванов, С.И. Арбузов, В.А. Гавриленко, Ю.М. Пузанков, В.А. Злобин, В.И. Климов,
B.А. Бобров, А.М. Гофман, А.А. Куликов, Ю.А. Фомин, В.В. Ершов, А.В. Волостнов и др.), можно сделать следующий генеральный вывод: радиоактивные элементы можно использовать в качестве «меченых атомов», с помощью которых можно решать вопросы стратиграфического расчленения осадочных и метаморфических толщ, магматических комплексов, определять их формационную принадлежность и геодинамические условия формирования, проводить типизацию рудно-магмати-ческих систем, разрабатывать критерии и признаки прогнозирования и поисков месторождений нерадиоактивного сырья [7].
На сегодняшний день установлены основные закономерности их поведения и накопления в различных геологических образованиях. Так, например, в ряду нарастающей кремнекислотности-ще-лочности содержание урана и тория возрастает, достигая своего максимума в щелочных гранитах [8]. Эта закономерность может нарушаться только в щелочных, щелочно-ультраосновных и ультраос-новных породах. Выявленная статистическая взаимосвязь между естественными радиоактивными
элементами (ЕРЭ) и петрохимическими показателями, позволила некоторым авторам [9] предложить радиогеохимический ключ-определитель магматических пород в координатах а-0.
Достаточно уверенно просматривается тенденция возрастания ЕРЭ от ранних магматических комплексов или фаз к поздним, что отражает общую закономерность обогащения ураном и торием остаточных расплавов. Наиболее ярко основополагающие выводы по геохимии урана в гранитоидах были сделаны Л.В. Таусоном [10], по его методике они сводятся к следующему:
• в гранитоидах уран присутствует практически во всех минералах, т. е. является по определению В.И. Вернадского «всюдным» [11]. При этом одна его часть находится в акцессориях, другая - приурочена к породообразующим минералам. В породообразующих минералах уран находится в форме молекулярного рассеяния и в виде субмикроскопических собственных минералов урана;
• в гранитоидах уран кристаллохимически связан с редкими землями, иттрием, цирконием и торием, т. е. элементами с близкими ионными радиусами и зарядами;
• геохимическая история урана в процессе дифференциации магм не связана ни с одним из породообразующих элементов (81, К, Ка и др.);
• в процессе дифференциации магматических очагов гранитоидного состава уран накапливается в поздних дифференциатах;
• часть урана в гранитоидах находится в подвижном состоянии (слабо связанной форме) и легко выщелачивается раствором углекислого аммония [(ТЧН^СОз] без добавления перекиси водорода [Н202]. На долю такого урана приходится от 20 до 70 % всего объема металла. Радиоактивные элементы в магматических породах являются надежными индикаторами геоди-намических обстановок их формирования и потенциальной рудоносности [8, 12-14].
При этом не только уровни накопления радиоактивных элементов в природных образованиях представляют интерес для исследователей.
Прежде всего, в прикладном и теоретическом аспекте важным показателем являются отношения валовых содержаний урана к торию (ТЬ/и). Этот показатель, как свидетельствуют наши [13, 14] и другие исследования [8, 15] является чрезвычайно важным индикаторным показателем. Это отношение, начиная от Солнечной системы в целом (ТЪ/и=3,72), до ее планет и Луны (ТЬ/и=3,55), метеоритов (ТЪ/и=2,5...8,6), магматических образований различного типа находится в чрезвычайно узком интервале величин (2,5...5 при преобладании 3,5...4,5), что заставляет предполагать существование общей закономерности в распространении тория и урана, определяющейся законами мироздания [16].
Система постоянства соотношения урана и тория выдерживается во многих горных породах, за исключением химических и биогенных образований, продуктов метаморфизма и метасоматизма, т. е. достаточно динамичных природных систем с участием воды (рис. 1).
Для магматических пород данное отношение может быть критерием правильности отнесения исследуемых пород к магматитам. Если соотношение ТЬ/и меньше 2, а, тем более, меньше 1, то однозначно можно утверждать, что изучаемая выборка относится не к магматическим образованиям, а к метасоматическим или метасоматически преобразованным породам [ 14].
Исключение могут составить ультраосновные породы и примитивные океанические базальты, характеризующиеся низким уровнем ЕРЭ, и практически всегда находящиеся в стадии метасомати-ческого (метаморфического) преобразования.
В связи с тем, что современные аналитические методы (1СР-М8 и др.) дают возможность определять уран и торий в любых породах, то при характеристике тех или иных петрохимических или метал-логенических типов существует возможность проверки правильности соответствия данной выборки магматическому объекту.
НАхуй сагать бототред? Бототред от двача? Ты ебанутый?
Test
>WEBM
Есть стори, фулл?
Да, есь, ето я \щлюхп спидозная пытаюсь заработаь копеечку выкладывая очередное глупое видео, дроча минометным снарядом. Ты когда нибудь дрочил минометым снарядом?
>1
Первые по праву. Горжусь
>шебмо тред
>наполовину из шлюх от шизоидного выблядка, наполовину завайпан, паполовину в хуите
двач 2025
>наполовину из шлюх от шизоидного выблядка, наполовину завайпан, паполовину в хуите
двач 2025
