, (3.2)



где - оператор Лапласа [3].

Дифференциальное уравнение теплопроводности устанавливает связь между временными и пространственными изменениями температуры тела. Оно математически описывает перенос тепла внутри тела. Для того чтобы найти температурное поле внутри тела в любой момент времени, т.е. чтобы решить дифференциальное уравнение, надо знать распределение температуры внутри тела в начальные момент времени (начальное условие), геометрическую форму тела и закон взаимодействия между окружающей средой и поверхностью тела (граничное условие).

Совокупность начального и граничного условий называется краевыми условиями. Начальное условие называется временным краевым условием, а граничное условие - пространственным краевым условием [5].

Начальное условие определяется заданием закона распределения температуры внутри тела в начальные момент времени:

(3.3)

где - известная функция.

Граничные условия определяются методом расчета температурного поля в почве, когда на ее поверхности теплопередача происходит одновременно несколькими способами. В качестве исходных данных заданы функции, описывающие временные изменения параметров, характеризующих термическую обстановку над поверхностью почвы (температура воздуха, солнечное излучение, скорость ветра и др.)

Тепловой поток через поверхность почвы можно выразить с помощью уравнения теплового баланса [7]:



, (3.4)

где - солнечная радиация,

- результирующий поток теплового излучения,

- тепловой поток конвекций,

- затраты тепла на испарение.

3.1 Математическая модель

Дан массив со следующими теплофизическими характеристиками: л₁, c₁ и с₁, теплоемкость и плотность можно заменить на коэффициент температуропроводности (₁), исходя из формулы [1]:

(3.5)

В массиве имеется неоднородность, ограниченная границей ?Щ с другими теплофизическими характеристиками: л₂, c₂ и с₂ или л₂ и ₂, схема представлена на рисунке 3.1. С одной стороны массив взаимодействует с воздухом, температура которого не изменяется во времени, на противоположенную сторону массива действуют солнечная радиация, потоки воздуха (ветер), для всех других поверхностей массива тепловой поток принимается равным нулю.

Рисунок 3.1 - Схема массива с неоднородностью



Дифференциальное уравнение теплопроводности устанавливает связь между временными и пространственными изменениями температуры тела, оно математически описывает перенос тепла внутри тела. Для того чтобы найти температурное поле внутри тела в любой момент времени необходимо решить уравнение теплопроводности с начальными и граничными условиями.

1. Уравнение теплопроводности:

(3.6)

2. Начальное условие определяет закон распределения тепла в начальный момент времени:

(3.7)

3. Граничные условия.

Граничное условие третьего рода заключается в задании температуры окружающей среды и закона теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Принимаем тепловой поток, обусловленный испарением равным нулю.

, (3.8)

где - температура в точке в момент времени ;

- коэффициент температуропроводности в точке ,

- начальная температура массива,

- уровень солнечной радиации в момент времени ,

- коэффициент теплообмена конвекцией для воздуха со стороны поверхности массива для в момент времени ,

- влажность воздуха в момент времени ,

- относительный коэффициент излучения,

- константа, ,

- постоянная Стефана-Больцмана,

- температура воздуха со стороны поверхности массива для в момент времени ,

Уравнение (3.8) описывает закон взаимодействия поверхности массива с окружающей средой, где условия нестационарны (воздействие температуры воздуха, солнечного излучения, ветра).

(3.9)

(3.10)

Уравнения (3.9) и (3.10) описывают нулевой поток тепла через оставшиеся пять поверхностей.

Граничное условие четвертого рода соответствует теплообмену соприкасающихся тел:

(3.11)

где - нормаль.



(3.12)

Уравнения (3.11) и (3.12) описывают закон теплообмена в месте соприкосновения массива с неоднородностью, т.е. на границе .

3.2 Описание численного метода

Аналитическое решение уравнений (3.6) - (3.12) представляется крайне затруднительным, поэтому предлагается прибегнуть к численному методу (конечно-разностному (сеточному) методу). Применение численных методов связано с необходимостью проведения последовательных вычислений.

Метод конечных разностей основан на замене производных их приближенным значением, выраженным через разности значений функции в отдельных дискретных точках - узлах сетки. Дифференциальное уравнение в результате таких преобразований заменяется эквивалентным соотношением в конечных разностях, решение которого сводится к выполнению несложных алгебраических операций.

Метод численного интегрирования базируется на возможности аппроксимации непрерывного поля функции дискретным, т.е. на возможности дискретизации пространства и времени. Для получения расчетной формулы необходимо заменить дифференциальное уравнение теплопроводности соответствующим уравнением в конечных разностях.

Для решения поставленной задачи покроем массив трехмерной сеткой с шагами , , по осям , , соответственно. Они выбираются из субъективных соображений, руководствуясь размером массива и полости в нем, ее геометрической формой и положением. В [8] рекомендуется выбирать шаг так, чтобы по каждой из оси не встречалось менее 10 подряд идущих точек с одинаковыми теплофизическими характеристиками. Ось времени разбивается на шаги (см. рисунок 3.2):



, (3.13)

где - максимальное значение (x, y, z).

Рисунок 3.2 - Схема разбиения массива на сетку.

Введем обозначения: .

Теперь запишем уравнения (3.6 - 3.8) в конечных разностях, после преобразований получим:

Уравнение (3.11) и (3.12) записывается в конечных разностях в зависимости от направления нормали .

Полученные уравнения позволяют получить значение температуры в любом узле сетки для следующего шага по времени, зная значения температуры в узлах сетки на предыдущем шаге. Для расчета температуры в каждой точке массива задаются следующие параметры:

1. Начальная температура на поверхности массива

2. Температура окружающей среды задается распределением по синусоиде, косинусоиде, а также в виде константы.

3. Скорость ветра задается распределением по синусоиде, косинусоиде, а также в виде константы.

4. Поток солнечной радиации задается распределением по синусоиде, косинусоиде, а также в виде константы.

5. Влажность воздуха задается распределением по синусоиде, косинусоиде, а также в виде константы.

6. Шаги интегрирования , , по осям , , соответственно.

7. Тепловые характеристики почвы: коэффициент теплопроводности, теплоемкость и плотность грунта.

8. Размеры массива и подкопа, расположение полости в исследуемом массиве.

К недостаткам математической модели можно отнести:

- время расчета (если расчет проводить на компьютере Pentium4 c ОЗУ 1 Гб, то при =14400 с на расчет затрачивается 1 час, а при =21600 с - 2 часа);

- накапливающуюся погрешность (при увеличении времени расчета накапливается погрешность вычислений, связанная с использованием констант);

- идеализацию модели (начальная температура берется одинаковой во всех точках, скорость ветра берется одинаковой во всех точках массива, не учитывается облачность при задании солнечной радиации).



4. Метеоусловия, влияющие на проведения исследования

Солнечная радиация, особенно в весенне - летний период, может нагревать поверхность. Сильный ветер способен существенно увеличивать теплоотдачу с поверхностей и снижать температуру. Рекомендуется проводить исследования при скорости ветра не более 5-7 м/с. Так, превышение температуры, измеренное при скорости ветра 5 м/с будет примерно в 2 раза ниже, чем измеренное при скорости ветра 1 м/с. В диапазоне скоростей 1 - 7 м/с справедлива формула [9]:

, (4.1)

где - превышение температуры при скорости ветра ;

- превышение температуры при скорости ветра .

Измерение при скорости ветра выше 8 м/с проводить не рекомендуется. При пересчетах полученных значений превышения температуры можно помимо формулы пользоваться коэффициентами коррекции, приведенными в таблице 3.

Таблица 3 - Значения коэффициента коррекции

Скорость ветра, м/с	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0
Коэффициент коррекции	1,0	1,36	1,64	1,86	2,0	2,23	2,4	2,5

Дождь, туман, мокрый снег в значительной степени охлаждают поверхность объекта, измеряемого с помощью теплового прибора и в определенной мере рассеивают инфракрасное излучение каплями воды. Инфракрасный контроль допускается проводить при небольшом снегопаде с сухим снегом или легком моросящем дожде.

При определении теплопотерь и сопротивления теплопередаче следует принимать во внимание суточный ход температуры окружающего воздуха.

4.1 Приборы, используемые для проведения исследований

Значения параметров окружающей среды фиксировались с помощью следующих приборов:

1) Метеометр МЭС - 200А - температура окружающей среды, влажность воздуха и скорость потока воздуха.

Метеометр электронный предназначен для контроля параметров воздушной среды в вентиляционных системах (воздуховодах, каналах, коробах) промышленных и гражданских зданий, в тоннелях метрополитенов, системах контроля вентиляции промышленных предприятий и предприятий атомной энергетики, в шахтах и рудниках всех категорий. В стандартный комплект поставки электронного метеометра МЭС-200А входят:

? универсальный электронный измерительный щуп;

? щуп измерительный базовый;

? зарядное устройство;

? удобный кейс;

? паспорт и руководство по эксплуатации.

В базовой комплектации метеометр может измерять атмосферное давление, относительную влажность, температуру и скорость воздушных потоков внутри помещений и вентиляционных трубопроводов.

С дополнительными датчиками метеометр позволяет измерять освещенность (с расчетом индекса тепловой нагрузки среды) и содержание токсичных газов в воздухе рабочей зоны. Модульная конструкция позволяет поэтапно наращивать его возможности.

Диапазон измерения параметров, фиксируемых базовым измерительным щупом, приведен в таблице 4.



Таблица 4 - Параметры, фиксируемые измерительным щупом

Измеряемый параметр	Диапазон измерения	Предел допускаемой основной абсолютной погрешности
1	2	3
Давление	от 80 до 110 кПа	±0,3 кПа (±2,3 мм.рт.ст.) при температуре от 0 ?С до 60 ?С ±1,0 кПа (±7,6 мм.рт.ст.) при температуре от минус 20 ?С до 0 ?С
Относительная влажность	от 0 до 98 %	±0,3 % при температуре (25±5) ?С
Температура воздуха	от минус 40 ?С до 85 ?С	±0,2 ?С в диапазоне от минус 10 ?С до 50 ?С ±0,5 ?С в диапазоне от минус 40 ?С до минус 10 ?С и от 50 ?С до 85 ?С
Скорость воздушного потока	от 0,1 до 20 м/с	±(0,05+0,05Vx) м/с в диапазоне от 0,1 до 0,5 м/с ±(0,1+0,05Vx) м/с в диапазоне от 0,5 до 2 м/с ±(0,5+0,05Vx) м/с в диапазоне от 2 до 20 м/с

где V_x - измеренное значение скорости воздушного потока, м/с.

Предел допускаемого значения дополнительной погрешности:

? измерения относительной влажности на каждые 10 °С в диапазоне температур от 10 °С до 40 °С не превышает 1 %;

? скорости воздушного потока на каждые 10 °С в диапазоне температур от минус 40 °С до 60 °С не превышает значения основной абсолютной погрешности.

Составные части МЭС-200А предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

? блок электроники при температуре от минус 20 °С до 60 °С и относительной влажности окружающего воздуха до 95 % при температуре 35 °С;

? щуп измерительный для измерения давления, относительной влажности, температуры и скорости воздушного потока при температуре от минус 40 °С до 85 °С и относительной влажности окружающего воздуха до 98 % при температуре 35 °С.

МЭС-200А может использоваться как в качестве портативного прибора, так и в составе систем сбора данных в качестве датчика величин со стандартными каналами связи RS-232C и RS-485.

Питание метеометра осуществляется от блока аккумуляторов типа VH AA 1700 напряжением 4,8 В или от источника электропитания ИЭС7-1203 ШУВК.436230.003 ТУ напряжением 12 В и током 0,25 А. Время прогрева МЭС-200А не превышает 5 мин. Время непрерывной работы метеометра от блока аккумуляторов не менее:

? 12 часов (во всех режимах, кроме режима измерения скорости воздушного потока);

? 5 часов (в режиме измерения скорости воздушного потока).

2) Радиометр Аргус 03 ? солнечная радиация.

Радиометр неселективный Аргус 03 - малогабаритны переносной цифровой прибор для измерения световых и энергетических характеристик оптического излучения в инфракрасной области спектра. В качестве преобразователя используется термоэлемент, который преобразует поток теплового излучения в электрический сигнал, пропорциональный энергетической освещенности. Радиометр может быть использован в организациях охраны труда, медицине, сельском хозяйстве, для измерения плотности потока излучения от нагретых объектов, тепловых потерь в теплоэнергетике, машиностроении и т.д. Технические характеристики прибора приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Технические характеристики "Аргус-03"

Характеристика	Значение
Диапазон измерения	от 1,0 до 2000 Вт/м2
Спектральный диапазон	от 0,5 до 20,0 мкм
Предел допускаемой основной относительной погрешности	6 %
Питание прибора	от стандартных элементов питания (батареи типа "Крона" или аналогичные)
Потребляемая мощность	0,02 Вт
Время установления рабочего режима	2 с
Габаритные размеры: - индикаторного блока 1	125 ? 68 ? 30 мм 2
- измерительной головки	60 ? 30 ? 75 мм
Масса: - индикаторного блока - измерительной головки	не более 0,15 кг 0,1 кг

При проведении измерений приборы устанавливаются так, чтобы поверхность грунта находилась в прямой зависимости под углом зрения не менее 60?.



5. Описание расчетов

Теплофизические характеристики грунта:

1) коэффициент теплопроводности равен 0,58 Вт/(м*К),

2) теплоемкость равна 0,83 кДж/(кг*К),

3) плотность почвы равна 2000 кг/м³.

Необходимо проследить изменение температурного контраста в течение суток и найти временной интервал, когда контраст будет максимальным.

Параметры окружающей среды были произведены 17 апреля с помощью приборов метеометра (температура воздуха, влажность воздуха, скорость ветра) и радиометра (солнечная радиация).

Зафиксированные данные окружающей среды приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Параметры окружающей среды на 17 апреля

Время	Температура воздуха, ?С	Влажность воздуха, %	Скорость ветра, м/с	Солнечная радиация, Вт/м2
1	2	3	4	5
01.00	12,2	40	2	20
04.00	9,3	40	1	20
07.00	11,4	40	2	60
10.00	12,1	40	2	100
13.00	19,7	40	3	200
16.00	22,6	40	4	100
19.00	21,7	40	2	60
22.00	16,5	40	2	30

С помощью программы с учетом тепловых характеристик грунта была проведена обработка всех данных. Разница между минимальной и максимальной температурой на поверхности земли представлены на рисунке 5.1



Рисунок 5.1 - Разность между минимальной и максимальной температурой на поверхности земли

Также для нахождения максимального контраста температур в течение суток был произведен расчет разницы минимальной и максимальной температур. Данные температуры, скорости ветра и влажности были взяты за 13 апреля 2008 года из [10]. Солнечная радиация в течении суток изменяется по синусоиде. Параметры окружающей среды представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Параметры окружающей среды

Время	Температура воздуха, ?С	Влажность воздуха, %	Скорость ветра, м/с	Солнечная радиация, Вт/м2
1	2	3	4	5
01.00	12,2	40	2	20
04.00	9,3	40	1	20
07.00	11,4	40	2	60
10.00	12,1	40	2	100
13.00	19,7	40	3	200
16.00	22,6	40	4	100
19.00	21,7	40	2	60
22.00	16,5	40	2	30



Рисунок 5.2 - Разница между минимальной и максимальной температурой на поверхности земли

На рисунке 5.3 показано сопоставление двух графиков температурных контрастов на поверхности земли.

Рисунок 5.3 - Сопоставление контрастов температур в течение суток

В [9] сказано, что тепловизионную съемку рекомендуется проводить в предрассветные или ночные часы, когда тепловое влияние окружающей среды минимально. Построенные графики подтверждают этот факт, а также уточняют время проведения съемок. Из графика (5.3) видно, что наиболее благоприятные часы для проведения съемок с 21.00 до 05.00 часов, а также с 15.00 до 17.00 часов. Для определения того, как ветер влияет на тепловую съемку, были построены графики температур на поверхности земли при скорости ветра 1, 2,5 и 4 м/с. Параметры окружающей среды взяты из таблицы 7. На рисунке 5.4 показано сопоставление графиков разницы температур в зависимости от скорости ветра.



Рисунок 5.4 - Сопоставление контрастов температур в зависимости от скорости ветра

При увеличении скорости ветра разница между минимальной и максимальной температурой уменьшается. С 10.00 до 14.00 часов наиболее сказывается влияние ветра. В 13.00 при скорости ветра 1 м/с температурный контраст равен 0,2 ?С, а при скорости ветра 4 м/с - 0,04 ?С.

Но с 15.00 до 18.00 при увеличении скорости ветра разница между минимальной и максимальной температурой увеличивается. Этот факт подтверждает сделанный вывод о наиболее благоприятных часах для проведения тепловизионной съемки.

6. Экономический расчет

6.1 План проведения

При проведении научно-исследовательских работ необходимо привлекать специалистов различных направлений, либо обязательно учитывать их мнение. К таким специалистам относятся:

1) Старший научный сотрудник;

2) Инженер.

Весь процесс проведения научно-исследовательских работ приведен в таблице 8.

Таблица 8 - Расчет трудоемкости

Наименование этапа	Наименование работ	Категория работников	Общая трудоемкость, чел/дни
		Старший научный сотрудник	Инженер
Выдача задания	Обоснование актуальности задачи, подходы к ее решению, постановка задачи исследований, краткое изложение основных результатов.	1	3	4
Математическая постановка задачи	Выбор уравнений, описывающих тепловые процессы, обоснование граничных и начальных условий.	1	4	5
Аналитическое решение задачи	Решение уравнений	1	8	9
Вычислительный эксперимент	Расчет динамики теплового сигнала над полостью в течение суток для условий, обозначенных в графе "исходные данные".	2	10	12
Презентация с использованием проектора	Отразить в слайдах постановку задачи, аналитическую модель, результат вычислительного эксперимента.	-	3	3
Итого:		5	28	33



6.2 Расчет затрат на проведение научно-исследовательских работ

Затраты на проведение научно-исследовательских работ можно выразить следующей формулой:

, (6.1)

где затраты на оплату труда, руб;

отчисления на социальные нужды, руб;

затраты по содержанию и эксплуатации оборудования, руб;

накладные расходы, руб;

Для определения затрат на основную заработную плату рассчитывается трудоемкость работ (таблица. 9). Расчет фонда заработной платы производится на основании объема трудовых затрат и существующих систем должностных окладов. Должностной оклад старшего научного сотрудника составляет - 12150 рублей, а инженера - 8000 рублей. Основная заработная плата на исследовательские работы зависит от величин должностных окладов, премий и доплат из фонда заработной платы.

Таблица - 9

Категория работников	Трудоемкость	Должностной оклад, руб.	Премии и доплаты, руб.	Месячный фонд зарплаты одного работника, руб.	Фонд зарплаты на весь объем работ, руб.
	дни	чел/мес.		премии	доплаты по районному коэффициенту
Старший научный сотрудник	5	0,24	12150	1822,5	2095,86	16068,38	3856,41
Инженер	28	1,33	8000	1200	1380	10580	14071,4
Итого:							17927,81



Дополнительная заработная плата устанавливается в процентах к основной. Она зависит от удельного веса отпускного времени и выполнения государственных обязанностей.

Величина дополнительной заработной платы составляет 9 %

, (6.2)

руб.

Отчисления на социальные нужды составляют 26,2%

, (6.3)

руб.

Общий фонд заработной платы на весь объем работ с отчислениями на социальные нужды:

, (6.4)

руб.

Затраты по содержанию и эксплуатации оборудования складываются из затрат, связанных с текущим содержанием и амортизацией оборудования. Для проведения данных научно-исследовательских работ был использован ноутбук фирмы Acer стоимостью 20000 руб. Общая сумма расходов на амортизацию:

, (6.4)



где вид используемого оборудования;

первоначальная стоимость го вида оборудования, руб;

норма амортизационных отчислений го вида оборудования, %;

время работы го вида оборудования, ч;

количество рабочих часов в году

ч.

руб;

Необходимо также рассчитать расход на электроэнергию и рассчитать активную мощность электроприемника:

, (6.5)

где активная мощность электроприемника;

действительный фонд времени работы оборудования,ч;

0,7 коэффициент загрузки оборудования во времени;

цена за единицу энергии - 2,56 руб/кВт*ч.

Время работы компьютера составляет - 39 часов.

руб;

Теперь рассчитываем затраты по содержанию и эксплуатации оборудования:

, (6.6)

руб;



Величина накладных расходов принимается по данным организации, где выполняется разработка. Величина накладных расходов - 15% от прямых затрат.

, (6.7)

, (6.8)

руб;

руб;

Итого рассчитываем затраты на проведение научно-исследовательских работ:

руб.



7. Безопасность жизнедеятельности

7.1 Организационная структура СУОТ на предприятии

Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия. [11]

Организация работ по охране труда - система взаимоувязанных мероприятий, направленных на обеспечение охраны труда.

Система управления охраной труда - это часть общей системы управления (менеджмента) организации, обеспечивающая управление рисками в области охраны здоровья и безопасности труда, связанными с деятельностью организации. Обязанности по обеспечению безопасных условий и охраны труда в организации в соответствии с законодательством Российской Федерации возлагают на руководителя организации (работодателя). В организации должен быть назначен руководитель (специальный представитель руководства), который независимо от других возложенных на него обязанностей должен нести ответственность и обладать полномочиями для:

- организации разработки, внедрения и обеспечения функционирования системы управления охраной труда в соответствии с настоящим стандартом;

- обеспечения выполнения всех нормативных требований охраны труда на всех рабочих местах и во всех областях деятельности организации;

- инициирования проведения мероприятий, направленных на улучшение условий и охраны труда, совершенствование системы управления охраной труда, а также на предупреждение профессиональных заболеваний, несчастных случаев и аварий;

- выявления и регистрации любых проблем, касающихся условий и охраны труда;

- выработки рекомендаций и обеспечения выполнения решений по совершенствованию охраны труда;

- организации работ по аттестации рабочих мест по охране труда;

- проверки выполнения принятых решений;

- управления устранением несоответствий;

- регулярного представления отчетности о функционировании системы управления охраной труда с целью анализа и использования ее руководством организации для совершенствования системы управления охраной труда.

В обязанности представителя руководства может также входить поддержание связи с органами государственного и общественного контроля за охраной труда, другими заинтересованными сторонами по вопросам условий и охраны труда организации.

Для обеспечения соблюдения нормативных требований и эффективного управления охраной труда должны быть определены и документированы обязанности, ответственность, полномочия руководителей разного уровня, лиц, управляющих, выполняющих и проверяющих работы. Руководство организации должно определять требования к ресурсам, необходимым для управления охраной труда, обеспечивать контроль за использованием ресурсов, назначать подготовленный персонал для выполнения работ и проверок, включая внутренние аудиты условий и охраны труда. Под ресурсами подразумевают кадры с их специальными знаниями и опытом, технические и финансовые ресурсы.

В целях обеспечения соблюдения требований охраны труда, осуществления контроля за их выполнением для организации сотрудничества между руководством организации и работниками (персоналом) по охране труда в соответствии с действующим законодательством [2] создают службы охраны труда или назначают работников, на которых (наряду с основной работой) возлагают обязанности по охране труда, а также создают комитеты (комиссии) по охране труда.

Основной целью управления охраной труда на предприятии остается выявление и мобилизация всех технических, экономических, организационных и социальных возможностей предприятия для улучшения условий и безопасности труда, сохранение здоровья и работоспособности человека. На железнодорожном транспорте осуществляются следующие функции управления работой по охране труда. [12]

1. Организация и координация работ в области охраны труда. Для реализации этой функции используются общесистемная, отраслевая и организационно - методическая формы управления. Формы управления осуществляют:

общесистемную - руководители Министерства путей сообщения, железных дорог, отделений дорог, предприятий и учреждений;

отраслевую - руководители отраслевых главных управлений (управлений) МПС, отраслевых служб управлений железных дорог, отраслевых отделов отделений дорог;

организационно-методическую - отдел охраны труда и техники безопасности МПС, отделы (секторы) охраны труда и техники безопасности управлений железных дорог, ведущие (старшие) инженеры по техники безопасности в главных управлениях и управлениях МПС, службах управлений железных дорог.

2. Стимулирование работы по охране труда. Осуществляется на основе положений, разрабатываемых на предприятиях. На всех уровнях управления и в отраслях (хозяйствах) железнодорожного транспорта решают следующие основные задачи по охране труда.

а) Организация обучения работающих по охране труда. Осуществляют на предприятиях путем обучения, инструктажа и проверки знаний по охране труда при приеме на работу и в ходе работы. В средних специальных и высших учебных заведениях МПС изучают специальный курс по охране труда.

б) Организация пропаганды охраны труда. Осуществляют кабинеты (уголки, вагоны) охраны труда путем проведения смотров, конкурсов, школ передового опыта, выставок, лекций, докладов, вечеров вопросов и ответов, викторин, демонстраций кинофильмов. Для этих целей издают книги, плакаты, выпускают макеты, модели и т. д.

в) Обеспечение безопасности подвижного состава и другого производственного оборудования. Осуществляют путем разработки требований безопасности к оборудованию; включения установленных требований безопасности труда в заявку на разработку и освоение продукции; проведения проверки соответствия требованиям безопасности труда технической документации, опытных образцов и партий; модернизации в соответствии с требованиями безопасности труда подвижного состава и другого производственного оборудования.

г) Обеспечение безопасности производственных процессов. Осуществляют путем соблюдения установленных требований безопасности труда при разработке типовых и местных, технологических процессов (технологической документации).

д) Обеспечения безопасности зданий, сооружений и устройств. Осуществляется путем выполнения при проектировании, контроле за соблюдением этих требований при приемке по окончании строительства, а также в процессе эксплуатации зданий, сооружений и устройств.

е) Обеспечение безопасности труда и нормальных санитарно - гигиенических условий на рабочих местах, в производственных помещениях и на территориях. Осуществляют соблюдением норм и правил охраны труда по содержанию рабочих мест

ж) Обеспечение работающих средствами индивидуальной защиты. Осуществляют путем составления заявок - расчетов потребности в спецодежде, спецобуви и других индивидуальных средствах защиты; выдачи работающим этих средств, их хранения, чистки и ремонта.

з) Обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха работающим. Осуществляют путем соблюдения оптимального режима труди, своевременного предоставления дней отдыха, предоставления сокращенного рабочего дня, предоставления дополнительного отпуска лицам, работающим во вредных и опасных условиях.

и) Организация лечебно - профилактического обслуживания работающих. Осуществляют путем медицинского обслуживания, проведения предварительных при поступлении и периодических в ходе работы медицинских осмотров работающих.

к) Санитарно - бытовое обслуживание работающих. Осуществляют путем обеспечения работающих санитарно - бытовыми помещениями и устройствами, а также содержанием таких помещений и устройств в соответствии с санитарными нормами.

Рисунок 7.1 - Схема организационной структуры управления работой по охране труда на предприятии



3. Планирование работ по охране труда Работы по охране труда на железнодорожном транспорте проводятся в соответствии с пятилетними комплексными планами улучшения условий, охраны труда и санитарно - оздоровительных мероприятий и годовым планом мероприятий по дальнейшему улучшению условий и охраны труда. Пятилетние и годовые планы разрабатывают предприятия, отраслевые отделы отделений дорог и территориальных объединений ПЖТ, отделения дорог, территориальные объединения ПЖТ, отраслевые службы управления дорог, отраслевые главные (управления) МПС. В пятилетние и годовые планы включают прежде всего первоочередные номенклатурные мероприятия по охране труда на железнодорожном транспорте в соответствии с перечнем, утвержденным МПС и ЦК профсоюза, а в годовые планы - также мероприятия по охране труда, предусмотренные коллективными договорами. [13]

4. Учет, анализ и оценка состояния охраны труда. Осуществляются на основе информации: о выполнении планов мероприятий по дальнейшему улучшению условий и охраны труда; об освоении средств, ассигнованных на мероприятия по охране труда; о выполнении приказов и указаний по охране труда; о состоянии условий труда на предприятиях, в учреждениях и организациях; о соблюдении режима труда и отдыха и сверхурочных работах; о производственном травматизме и профессиональных заболеваниях.

Оценку результатов работы по охране труда целесообразно проводить: 1) на линейном предприятии - по бригадам, участкам, сменам и другим подразделениям; 2) в отделении дороги - по родственным предприятиям (станциям или локомотивным депо или дистанциям пути и т. п.); 3) в службе управления дороги - по соответствующим отраслевым отделам отделения дороги; 4) в отделе (секторе) охраны труда и техники безопасности управления дороги - по отделениям дороги в целом; 5) в отраслевом главном управлении Министерства путей сообщения - по соответствующим службам дорог; 6) в отделе охраны труда и техники безопасности МПС - по железным дорогам в целом и отраслям хозяйства железнодорожного транспорта.

5. Функция контроля предусматривает контроль за состоянием объекта управления, выявление отклонений от требуемого уровня, проверку выполнения ранее принятых управленческих решений с целью выработки управленческих действий, направленных на устранение выявленных недостатков.

Основными видами контроля являются:

1) Оперативный контроль. Руководители работ - мастера, бригадиры, инструкторы - осуществляют оперативный контроль на рабочих местах за применением работающими безопасных приемов и методов труда, выполнением требований безопасности при эксплуатации оборудования и соблюдением других требований, предусмотренных нормативными документами по охране труда.

2) Ведомственный контроль. Осуществляют в форме комплексных и целевых проверок. Комплексные проверки охватывают следующее: выполнение пятилетнего комплексного плана улучшений условий, охраны труда и санитарно - оздоровительных мероприятий; положение с производственным травматизмом; организация работы и контроля по обеспечению установленных режимов труда и отдыха работающих; организация работ по обучению, проверке знаний по охране труда с руководящими и инженерно - техническими работниками. Целевые проверки проводят с целью контроля за выполнением приказов, указаний по охране труда.

3) Ступенчатый контроль осуществляют руководители работ и подразделений, администрация предприятий совместно с профсоюзной организацией. На первой ступени - общее состояние и подготовленность исполнителей к работе. На второй - регулярность проведения первой ступени контроля, наличие необходимых записей в журнале. На третьей - организация и результаты проведения первой и второй ступеней контроля.

4) Государственный контроль. За соблюдением законодательства по охране труда, безопасностью работ, состоянием производственной санитарии на железнодорожном транспорте осуществляют технические инспектора.

5) Общественный контроль - осуществляют инспектора. Общественный инспектор по охране труда должен добиваться от мастера, бригадира, машиниста устранение обнаруженных нарушений техники безопасности и производственной санитарии.

7.2 Анализ и оценка уровня безопасности оборудования и технологических процессов

Производственное оборудование, используемое на железнодорожном транспорте должно быть безопасным. Безопасность оборудования обеспечивается: а) выбором принципов действия, конструктивных схем, безопасность элементов конструкции; б) применение в конструкции оборудования средств механизации, автоматизации и дистанционного управления; в) применение в конструкции оборудования средств защиты; г) выполнение эргономических требований; д) включением требований безопасности в техническую документацию по эксплуатации и ремонту оборудования. Материалы, применяемые в конструкции оборудования должны быть безопасными и безвредными. Составные части производственного оборудования должны быть выполнены с таким расчетом, чтобы исключалась возможность их случайного повреждения, вызывающего опасность. Движущие части оборудования, если они предоставляют опасность, ограждают, за исключением частей, ограждение которых не допускается их функциональным назначением. Элементы конструкции производственного оборудования не должны иметь острых углов и кромок. Конструкция оборудования должна исключать возможность случайного соприкосновения работающих с горячими и переохлажденными частями. Рабочие органы производственного оборудования, а также захватывающие, зажимные и подъемные устройства или их приводы оборудуют средствами, предотвращающими возникновение опасности при полном или частичном прекращении подачи энергоносителя к приводам этих устройств, а также средствами, исключающими самовыключение приводов рабочих органов при восстановлении подачи энергоносителей. В конструкции производственного оборудования предусматривают защиту от поражения электрическим током. Средства защиты, входящие в конструкцию производственного оборудования, должны приводиться в готовность до начала рабочего процесса или быть сблокированы так, чтобы выполнение рабочего процесса было невозможно при отключенных средствах защиты или их неисправности. Для предотвращения об опасности в качестве сигнальных элементов применяют звуковые, световые сигнализаторы. Размещение производственного оборудования и коммуникаций, которые являются источниками опасных и вредных факторов, расстояние между единицами оборудования, а также между оборудованием и стенами производственных зданий, сооружений и помещений должно соответствовать действующим нормам технологического проектирования, строительным нормам и правилам, утвержденным в установленном порядке. Размещение производственного оборудования, исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства в производственных помещениях и на рабочих местах не должно представлять опасности для персонала. Одной из основных и определяющих задач управления охраной труда на предприятии является задача управления безопасности технологических процессов. Объектом управления в этом случае определяется "безопасность технологического процесса", который также носит сложный, комплексный характер с многообразными внутренними и внешними связями. В самом общем виде безопасность технологического процесса можно представить в виде следующей структурной модели (рисунок 7.2).



Рисунок 7.2 - Структурная модель безопасности технологического процесса

Из всех влияющих на безопасность технологического процесса факторов можно выделить такие, которые непосредственно связаны с физической сущностью, содержанием технологического процесса, с применяемым для его реализации оборудованием. Определению этих факторов, степени их опасности и вредности, борьбе с их проявлением, определению мер защиты от воздействия этих факторов на работающих должно постоянно уделяться внимание на всех стадиях разработки и эксплуатации технологического процесса. С этой точки зрения обеспечение безопасности технологического процесса можно представить в следующем виде (рисунок 7.3).

Рисунок 7.3- Стадии обеспечения безопасности технологического процесса

На стадии "исследование" и "проектирование" обеспечение безопасности можно осуществлять наиболее эффективно, так как здесь предоставляется полная возможность осуществлять борьбу с вредными и опасными факторами непосредственно в источнике их возникновения.

На стадии "опытной проверки" (эксплуатации) безопасность технологических процессов обеспечивается в процессе проверки и корректировки технологических методов, приемов, режимов обработки, устранения недостатков конструкций оборудования, внесения изменений в технологическую документацию. На этой стадии должны окончательно определяться методы борьбы с проявлением опасных и вредных производственных факторов, как в самом технологическом процессе, так и в оборудовании, устанавливается рациональная организация рабочих мест; определяется уровень профессиональной подготовки будущих исполнителей.

Стадия "промышленная эксплуатация" разделяется на стадии: "технологической подготовки производства" и собственно "промышленной эксплуатации". В процессе технологической подготовки производства разработанный, а зачастую типовой технологический процесс прорабатывается в соответствии с конкретными условиями данного производства и с особенностями данного объекта производства (детали, сборочные единицы, изделия). Здесь вопросы обеспечения безопасности технологического процесса решаются исходя из конкретных условий цеха (участка), где планируется применение технологического процесса.

Наибольший интерес для СУОТ на промышленном предприятии безопасность технологических процессов, как объект управления, представляет именно на стадии собственно промышленной эксплуатации, когда все недоработки предыдущих стадий могут явиться причиной неблагоприятного воздействия на рабочих, эксплуатирующих технологический процесс. Однако даже в этом случае, если на предыдущих стадиях проведены все необходимые мероприятия, обеспечивающие высокий уровень безопасности технологического процесса, в условиях промышленной эксплуатации уровень безопасности технологического процесса изменяется в различных периодах эксплуатации.

Весь срок эксплуатации технологического процесса можно условно разбить на три периода. Начальный I период характеризуется относительно низким уровнем безопасности, связанным с освоением технологического процесса. По мере накопления опыта у работников, обслуживающих данный техпроцесс приработки оборудования, уровень безопасности повышается и достигает верхнего уровня полной безопасности. II период характеризуется устойчивым уровнем безопасности, связанным с полным освоением технологического процесса и безотказной работой оборудования. В III периоде вновь наблюдается снижение уровня безопасности, связанное с износом оборудования, оснастки, инструмента. Наступает такой критический момент, когда снижение уровня безопасности требует прекращения эксплуатации, технологического процесса и проведения комплекса ремонтных и восстановительных работ. После ремонта безопасность процесса несколько повышается, на какой-то период стабилизируется и вновь снижается, т.е. вновь требуется остановка процесса и проведение ремонтных работ. Межремонтные периоды сокращаются, и наступает момент, когда требуемого уровня безопасности можно достичь только полной заменой оборудования. Длительность указанных периодов эксплуатации, включая межремонтные периоды, зависит от содержания технологического процесса, сложности и надежности оборудования, выполнения требований эксплуатации, качества ремонтных работ и т.д.

Следует также отметить, что даже в период устойчивого уровня безопасности возможны резкие изменения уровня, связанные с нарушением технологической и производственной дисциплины, изменением внешних условий, появлением внезапных отказов оборудования и т.д. Поэтому во все периоды эксплуатации технологического процесса нельзя допускать ослабления внимания к соблюдению норм и правил безопасной работы, надежности средств индивидуальной и коллективной защиты, поддержанию на высоком уровне профессиональной и психофизиологической защищенности обслуживающего персонала.



7.3 Планирование и прогнозирование работ по охране труда

Планирование работ по охране труда - это организационный управленческий процесс, осуществляемый с целью обеспечения безопасности условий труда работников на основе эффективного использования средств, выделяемых на улучшение условий и охраны труда.

Составление планов по охране труда представляет собой разработку конкретных мероприятий на определенный срок, с указанием исполнителей и средств, необходимых для реализации мероприятий.

Согласно Основам законодательства РФ об охране труда экономический механизм обеспечения охраны труда включает в себя планирование и финансирование мероприятий по охране труда (статья 16), предприятия должны ежегодно выделять необходимые средства в объемах, определяемых коллективными договорами или соглашениями (статья 17).

Минтруд РФ Постановлением от 27 февраля 1995 года №11 утвердил рекомендации по планированию мероприятий по охране труда.

Согласно этим Рекомендациям мероприятия по охране труда обеспечиваются соответствующей проектно-конструкторской и технологической документацией, оформляются разделом в коллективном договоре и соглашении по охране труда на основе анализа причин производственного травматизма и профессиональных заболеваний, по результатам экспертизы технического состояния производственного оборудования, а также с учетом работ по обязательной сертификации постоянных рабочих мест на производственных объектах на соответствие требованиям охраны труда.

Соглашение по охране труда (в дальнейшем - соглашение) - правовая форма планирования и проведение мероприятий по охране труда с указанием сроков выполнения и ответственных лиц. Соглашение вступает в силу с момента его подписания сторонами (работодателями и уполномоченными работниками представительными органами) либо со дня, установленного в соглашении. Внесение изменений и дополнений в соглашении производится по взаимному соглашению сторон.

7.4 Коэффициенты безопасности труда

Для выработки управленческих решений необходим учет, анализ, оценка показателей состояния охраны условий труда. Для этого используются обобщенные показатели. [14]

Для оценки состояния охраны труда на производственных участках и в цехах рекомендуется применять обобщенный коэффициент уровня охраны труда:

, (7.1)

где - коэффициент уровня соблюдения правил охраны труда работающими;

- коэффициент безопасности оборудования;

- коэффициент выполнения плановых работ по охране труда.

Коэффициент уровня соблюдения правил охраны труда работающими определяется соотношением:

Для определения на предприятии вводится карта уровня соблюдения правил охраны труда для участка и цеха.

Коэффициент безопасности единицы оборудования определяется отношением числа показателей (требований) безопасности, соответствующих НТД по безопасности труда Т_б, к общему числу показателей (требований) безопасности, относящихся к данному оборудованию Т_0.

Для контроля за уровнем безопасности производственного оборудования на участках и в цехах вводится коэффициент безопасности участка и цеха:

, (7.3)

где - коэффициент безопасности единицы эксплуатируемого оборудования на участке;

- число единиц оборудования на участке.

Коэффициент выполнения плановых работ по охране труда определяется отношением числа фактически выполненных и предусмотренных на данный месяц мероприятий по всем видам планов, предписаний, приказов.

Для комплексной оценки условий труда используется гигиеническая классификация труда (Р 2.2.755 - 99). Она предусматривает учет каждого фактора, характеризующего вредность и опасность производственной среды, а также факторов, характеризующих тяжесть и напряженность трудового процесса.



Заключение

В результате дипломной работы:

- произведено описание теплового метода по обнаружению закладных устройств в грунте, описаны результаты экспериментов, приведен анализ полученных данных.

- разработана модель расчета теплового поля неоднородности земли;

- при помощи программного комплекса проверена адекватность алгоритма обнаружения закладных устройств.

По данным расчетов, тепловизионную съемку рекомендуется проводить в предрассветные или ночные часы с 21.00 до 05.00 часов, а также с 15.00 до 17.00 часов. По данным расчетов представляется возможным обнаружить закладку тепловизором с чувствительностью 0,05 С.

Рассмотрены вопросы экономической обоснованности применения теплового метода для обнаружения неоднородностей в земле и проработаны вопросы о безопасности жизнедеятельности.



Библиографический список

закладной тепловой взрывной демаскирующий

1 Криворудченко В.Ф., Ахмеджанов Р.А. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта: Учебное пособие для вузов ж.- д. транспорта / Под ред. В.Ф. Криворудченко. - М.: Маршрут, 2005. - 436 с.

2 Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник В.В. Клюев, Ф.Р. Соснин, В.Н. Фименов и др.; Под ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1995. - 488 с.

3 Лыков А. В. Теория теплопроводности. - М.:Высшая школа, 1967.- 599с.

4 Неразрушающий контроль и диагностика: том 8 Антитеррористическая деятельность / Под редакцией А.В. Ковалева, 2005 -859с.

5 Вавилов В. П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. - М.: Машиностроение, 1991.- 240 с.

6 Стороженко В.А., Мешков С.Н. Термография как средство теплового контроля и диагностики. [Электрон, ресурс]// Харьковский технический универсистет радиоэлектроники, 2007. - Режим доступа: http://www.ndt-vostok.com.ua

7 Куртенер Д. А., Решетин О. Л., Чудновский А. Ф. "Метод инженерного расчета температурного поля твердых тел, находящихся в условиях естественного теплообмена с атмосферой", Инженерно физический журнал. Т XIX.- №1. - с. 68 - 73, 1970 г.

8 Кузьмин М. П. Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена. - М.: Энергия, 1974.

9 В. П. Вавилов, А. Н. Александров. Инфракрасная термографическая диагностика в строительстве и энергетике. - М.: НТФ "Энергопрогресс" 2003. - 76 с.

10 Климатический монитор [Электрон, ресурс]: Погода и Климат 2008. Режим доступа: http://pogoda.ru.net

11 ГОСТ Р 12.0.006 - 02 ССБТ. Общие требования к управлению охраной труда на предприятии, 2002.28 с.

12 Основные положения управления работой по охране труда на железнодорожном транспорте: ЦЗТ/ 4243 от 12.10.84. М., 1985. 22 с.

13 Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / Под ред. С.В. Белова. 3-е изд., испр. И доп. М.,2001. 485 с.

14 Охрана труда на железнодорожном транспорте: Справочная книга / Под ред. В.С. Крутякова. М.,1987. 312 с.

Размещено на Allbest.ru