PhD in Education, Head of the Department of Higher Mathematics and System Modeling of Complex Processes
кандидат педагогических наук, заведующий кафедрой высшей математики и системного моделирования сложных процессов
PhD in Education, Associate Professor of the Department of Higher Mathematics and System Modeling of Complex Processes
кандидат педагогических наук, доцент кафедры высшей математики и системного моделирования сложных процессов
This study examines the automation of engineering calculations within an information and analytical training system for specialists in technosphere safety. It applies an optimization approach based on differential calculus to address tasks related to the rapid elimination of emergency consequences, including the search for missing vessel crew members under conditions of reduced visibility. The study demonstrates how Mathcad and Excel can be used to automate engineering calculations. It describes the sequential stages of solving technosphere safety problems, integrating the classical methods of differential calculus with their practical implementation in the Mathcad mathematical package and the Excel spreadsheet environment. The findings confirm that automated computation enhances the efficiency of rapid response and supports informed decision-making in emergency situations. Furthermore, incorporating digital technologies into engineering calculations contributes to improving the professional training of technosphere safety specialists.A distinctive aspect of the study is the analysis of a simulated man-made emergency conducted within the framework of the interdepartmental experimental and research exercise “Safe Arctic” in Murmansk, Russia. The authors emphasize the importance of real-time automation in managing technogenic emergencies, particularly through determining optimal area illumination. The study also examines relevant pedagogical approaches and presents the authors’ methods for solving professionally oriented tasks. A rational procedure for calculating area illumination using derivatives is proposed. The originality of the research lies in the methodology for determining the optimal height for illuminating an emergency zone, which combines differential calculus with a comparative analysis of function graphs generated through automated calculations. The results contribute to improving the effectiveness of rescue operations in conditions of limited visibility.
Рассмотрены вопросы автоматизации инженерных расчетов в системе информационно-аналитической подготовки специалистов техносферной безопасности. Использован оптимизационный метод дифференциального исчисления в инженерных расчетах при решении задачи оперативной ликвидации последствий аварийной ситуации, поиска пропавших без вести членов экипажа судна в условиях ухудшения видимости. Приведена автоматизация инженерных расчетов средствами Mathcad и Excel. Представлены и описаны последовательные этапы инженерных расчетов в процессе решения задачи техносферной безопасности классическим методом дифференциального исчисления и при использовании математического пакета Mathcad, табличного процессора Excel. Обоснована эффективность вычислительных расчетов в процессах быстрого реагирования и принятия решений при чрезвычайных ситуациях. Аргументировано повышение уровня подготовки специалистов техносферной безопасности при внедрении цифровых технологий в инженерные расчеты. Отличительной особенностью данной работы является рассмотрение смоделированной чрезвычайной ситуации техногенного характера в рамках проведения межведомственного опытно-исследовательского учения «Безопасная Арктика» в российском городе Мурманске. Авторами предложена необходимость автоматизации контроля чрезвычайной ситуации техногенного характера в режиме реального времени по оптимальной освещенности области. Проведен анализ педагогических подходов и авторских методик решения профессионально ориентированных задач. Предложен рациональный подход к расчету освещенности области с применением производной. Оригинальность результата заключается в методике нахождения оптимальной высоты для освещенности области чрезвычайной ситуации, основанной на дифференциальном исчислении и сравнительном анализе графиков функций, полученных автоматизацией расчета для принятия оперативных мер реагирования. Основные результаты исследования позволяют повысить эффективность спасательной операции в условиях ухудшения видимости.