Генетические алгоритмы и традиционные способы оптимизации

Сравним на тех же самых наборах данных эффективность решения задачи коммивояжера с различным числом взаимодействующих популяций.

Для простоты возьмем 4 подпопуляции. Обмен будет происходить каждые 20 поколений, согласно стратегии элитарности будут мигрировать 2 лучшие особи.

Таблица 2.5.3.1. - Сравнение эффективности решения задачи коммивояжера с помощью генетических алгоритмов (с миграциями и без) с эффективными методами решения.

Количество городов	Генетический алгоритм без миграций	Генетический алгоритм с миграциями
5	1,4274	1,4275
10	3,1710	3,17103
15	3,2266	3,2266
20	3,9634	3,9856
50	5,8946	5,8946
100	8,7381	8,7842
200	11,9872	12,0034
400	16,3385	16,3456
800	23,4532	23,5132
1600	33,2398	33,6429
3200	-	47,4307

Анализируя табл. 2.5.3.1 легко увидеть, что точность вычислений несколько ухудшается.

Это обусловлено обменом генетической информации между популяциями: появление ложных доминирующих особей в подпопуляциях и вследствие этого попадание в локальные минимумы функции. Сравним так же время выполнения (табл. 2.5.3.2. и рис. 2.5.3.1.). Как видно из полученных данных, время выполнения уменьшилось, но по-прежнему трудоемкость осталась экспоненциальной.

Таблица 2.5.3.2. - Сравнение времени решения задачи коммивояжера с помощью генетических алгоритмов (с миграциями и без) с эффективными методами решения.

Количество городов	Генетический алгоритм без миграций	Генетический алгоритм с миграциями
5	82	22
10	1061	274
15	1532	382
20	2593	665
50	3812	954
100	6734	1785
200	25719	6241
400	145414	36749
800	480854	134628
1600	1465773	390526
3200	-	1268415

Рисунок 2.5.3.1. - Сравнение зависимость времени выполнения генетического алгоритма с и без миграций.

Для следующего эксперимента возьмем в качестве исходных данных для решения задачи коммивояжера генетическим алгоритмом с взаимодействующими популяциями решения, полученные с помощью минимального остова с и без оптимизации (табл. 2.5.3.3. и табл. 2.5.3.4.). Настойки генетического алгоритма оставим прежними.

Таблица 2.5.3.3. Сравнение точности решения задачи коммивояжера с помощью генетических алгоритмов с несколькими взаимодействующими популяциями с эффективными методами решения. Набор данных - решение задачи, полученное с помощью эффективных способов.

Количество городов	Исходное полученное решение	Решение с помощью минимального остова	Оптимизация решения с помощью минимального остова (k = 3)	Оптимизация решения с помощью минимального остова (k = 5)
5	1,4275	1,4275	1,4275	-
10	3,17103	3,1710	3,1710	3,1710
15	3,2266	3,2265	3,2265	3,2265
20	3,9856	3,4328	3,4328	3,4328
50	5,8946	5,8946	5,8946	5,8946
100	8,7842	7,5376	7,2316	7,2316
200	12,0034	10,1352	9,6252	9,6257
400	16,3456	14,6237	13,4672	13,4672
800	23,5132	19,7432	16,9965	16,9123
1600	33,6429	30,6541	27,4412	27,4412
3200	47,4307	45,8116	41,3276	41,3276
6400	-	62,4731	55,9865	55,9865
10000	-	70,7319	67,0552	67,0552

Таблица 2.5.3.4. - Сравнение времени решения задачи коммивояжера с помощью генетических алгоритмов с несколькими взаимодействующими популяциями с эффективными методами решения (время в мс). Набор данных - решение задачи, полученное с помощью эффективных способов.

Количество городов	Исходное время	Решение с помощью минимального остова	Оптимизация решения с помощью минимального остова (k = 3)	Оптимизация решения с помощью минимального остова (k = 5)
5	22	0	0	-
10	274	0	0	0
15	382	0	0	0

Рисунок 2.5.3.2. - График зависимости времени от числа городов для решения задачи коммивояжера.Набор данных - решение задачи, полученное с помощью эффективных способов.

Сравним так же для 400 городов время выполнения алгоритмов с миграциями и с варьирующимся количеством подпопуляций (рис. 16). Как видно из графика, ощутимый прирост дает уде разделение одной популяции на две, но затем эффективность от увеличения числа подпопуляций падает.

Рисунок 2.5.3.3. - Зависимость времени выполнения генетического алгоритма от числа подпопуляций.



3. Экономическое обоснование проекта

3.1 Выбор и обоснование методики расчёта экономической эффективности

В общем, под эффективностью понимается то, насколько соответствует система тем целям, которые были перед ней поставлены. Под экономической эффективностью понимается соотношение между результатом деятельности и текущими затратами производства, то есть это соотношение затрат на разработку, внедрение, эксплуатацию системы и прибыли от ее применения.

Существует три основные группы методов, позволяющих определить эффект от внедрения:

- финансовые;

- качественные;

- вероятностные.

У каждого из этих методов есть свои минусы. Автоматизация - это тонкий процесс, поэтому, далеко не в каждом бизнес-процессе представляется возможность оценить финансовый эффект от нее. Чтобы наиболее полно показать конечный эффект от внедрения информационных систем, помимо финансовых медов необходимо использовать и нефинансовые методы анализа. Применение всех трех, выше представленных методов оценки эффекта от внедрения, в конце концов, приводит к верной оценке эффективности информационных систем.

Часто применяются основные финансовые методы определения инвестиций в информационные технологии, такие как:

- NPV (Net present value) - чистый приведенный доход или чистая приведенная стоимость, это зависит от формулировки.

- IRR (Internal rate of return) - внутренняя норма доходности или внутренняя норма рентабельности, это тоже зависит от формулировки.

- Payback - срок окупаемости инвестиций.

Расчет показателей экономической эффективности будет рассчитываться, на основании срока окупаемости разработки. Информационные технологии не улучшают положение компании на рынке и не дают прямого экономического эффекта, именно поэтому выбран данный метод определения экономической эффективности.

3.2 Расчёт показателей экономической эффективности проекта

Методы оценки эффективности проекта предполагают необходимость оценки "доходной" и "затратной" части проекта.

Оценка "затратной" части предполагает выявление следующих групп затрат:

- приобретение базового программного обеспечения: операционные системы, платформы БД;

- приобретение технических средств автоматизации;

- оплата услуг по проектированию и запуску системы в эксплуатацию;

- техническое сопровождение системы.

В отделах, где будет происходить разработка, имеется необходимое техническое и программное обеспечение. То есть разработка автоматизированной система не требует никаких денежных затрат. Данный факт уже обосновывает экономическую эффективность данного проекта.

Внедрение автоматизированной системы не отразится на доходной части проекта, так как применение системы не даст прямого экономического эффекта.

К основным обобщающим показателям экономической эффективности относятся:

- годовой экономический эффект от разработки и внедрения автоматизированной системы;

- срок окупаемости автоматизированной системы;

- расчетный коэффициент эффективности капитальных затрат.

Основой для расчета годового экономического эффекта является методика, которая предусматривает сопоставление приведенных затрат по базовому и внедряемому вариантам.

Годовой экономический эффект определяется по формуле:

Эг = C1-C2 (4.1.1)

Эг - годовой экономический эффект;

С1 - затраты, состоящие из затрат на оплату труда сотрудников, затрат на приобретение канцелярских принадлежностей, затрат на оплату коммунальных платежей, до внедрения автоматизированной системы;

C2 - затраты, состоящие из затрат на оплату труда сотрудников, затрат на приобретение канцелярских принадлежностей, затрат на оплату коммунальных платежей, затрат на обучение сотрудников, после внедрения автоматизированной системы.

Годовая экономическая эффективность определяется по формуле:

E = Эг/КВ (4.1.2)

E - годовая экономическая эффективность;

Эг - годовой экономический эффект;

КВ - капитальные вложения во внедряемую систему. Капитальные вложения определяются стоимостью программного и технического обеспечения. Так как в отделах уже есть все необходимое, затраты будут состоять из оплаты труда разработчика и приобретения необходимых принадлежностей для разработки.

Срок окупаемости определяется по формуле:

Tок = 1/E (4.1.3)

Tок - срок окупаемости, он представляет собой период времени, в течение которого капитальные затраты на разработку полностью окупятся;

E - годовая экономическая эффективность.

При расчете экономической эффективности системы в качестве базового варианта принят ручной метод обработки документации. Работу выполняют два человека: разработчик и тестостировщик. Заработная плата одного сотрудника в месяц составляет 140000 тг.

Затраты по оплате труда двух сотрудников составляют 280000 тг. в месяц. В год на заработную плату компания тратит: 280000 тг. * 12мес. = 3360000 тг.

Затраты на социальные отчисления составляют 5% от годовой заработной платы, т.е. 3360000 * 5% = 168000 тг.

Итого затраты на двух сотрудников составляют 3360000 + 168000 = 3528000 тг.

Затраты на канцелярские принадлежности - 5000 тг.

Затраты на оплату коммунальных платежей в месяц составляют 17000 тг. в месяц, с учетом того, что кВт/час стоит 15 тг. Затраты в год составляют 17000 тг. * 12 мес. = 204000 тг.

Таблица 3.1 Годовые затраты в базовом варианте

Наименование затрат	Годовые затраты, руб.
Затраты на оплату труда	3528000
Затраты на канцелярские принадлежности	5000
Затраты на оплату коммунальных платежей	204000
Итого C1	3737000

После разработки заработная плата одного сотрудника в месяц составляет 60000 тг. Затраты по оплате труда четырех сотрудников составляют 240000 в месяц. В год на заработную плату компания тратит: 240000 * 12 мес. = 2880000 тг.

Затраты на социальные отчисления составляют 5% от годовой заработной платы, т.е. 2880000 тг. * 5% = 144000 тг.

Итого затраты на двух сотрудников составляют 2880000 + 144000 = 3024000 тг.(3945600 тг.)

Затраты на канцелярские принадлежности - 4000 тг.

Затраты на обучение четырех сотрудников - 100000 тг.

Затраты на оплату коммунальных платежей останутся прежними.

Таблица 3.2 Годовые затраты во внедряемом варианте

Наименование затрат	Годовые затраты, руб.
Затраты на оплату труда	3024000
Затраты на канцелярские принадлежности и обучение персонала	104000
Затраты на оплату коммунальных платежей	204000
Итого C2	3332000

Рассчитаем сумму капитальных вложений программы. Капитальные вложения состоят из затрат на оплату труда разработчика, накладных затрат и затрат на инструментальные средства.

Основная заработная плата разработчика рассчитывается по формуле:

Зосн = Tоб * 3ср.д (4.1.4)

Зосн - основная заработная плата;

Tоб - общая трудоемкость проекта, дни;

Зср.д - заработная плата разработчиков в день.

Оплата труда разработчика составляет 120,000 тг.

Оплата в день 120000 / 22 = 5454 тг./день

Время разработки проекта составляет 20 дней. Значит Зосн = 20 * 5454 = 109080 тг.

Накладные расходы составляют 20% от основной заработной платы разработчиков. Накладные расходы = 109080 * 20% = 21816 тг. (Накладные расходы = 27270 * 25% = 6817,5.)

Затраты на инструментальные средства 10000 тг.

Капитальные вложения (КВ) = 109080 + 21816 + 10000 = 140896 тг.

Теперь, на основании рассчитанных показателей можно рассчитать годовой экономический эффект, а затем и годовую экономическую эффективность, и срок окупаемости.

Годовой экономический эффект:

Эг = С1 - С2

Эг = 3737000 - 3332000 = 405000 тг.

Годовая экономическая эффективность:

Е = Эг/КВ

Е = 405000/140896 = 2,87

Срок окупаемости:

Ток = 1/Е

Ток = 1/2,87 = 0,35 года.

Рассчитаем общую трудоемкость разработки по формуле:

T = nраб * t (4.1.5)

T - трудоемкость разработки, норм/час;

n - число разработчиков;

t - время в часах.

Разработчик работает по 5 часов 16 дней.

T = 1 * 16 * 5 = 80 норм/час.

Рассчитаем трудозатраты на составление отчетов до внедрения проекта и после. На составление отчетов вручную специалист затрачивал около 40 мин (0,6 чел/ч), а после внедрения проекта затрачиваемое время сократилось до 10 мин (0,16 чел/ч).

T = T0 - T1

T = 0,6 - 0,16 = 0,44 чел/ч.

Относительный индекс производительности труда вычисляется по формуле:

Jпт = T1/T0 (4.1.6)

Jпт - относительный индекс производительности труда;

T1 - затрачиваемое время после внедрения проекта;

T0 - затрачиваемое время до внедрения проекта.

Jпт = 0,16/0,6 = 0,26.

Для составления отчета при использовании автоматизированной системы, по сравнению с ручной обработкой данных, требуется только 26% рабочего времени. Следовательно, экономия времени на составление отчетов - 74%.

Данный проект имеет положительную экономическую эффективность и окупает затраты на производство автоматизированной информационной системы.

За счет уменьшения трудоемкости, появляется возможность получить годовой экономический эффект - 405000 тг. Срок окупаемости капитальных затрат составляет 0,35 года. Экономия времени на составление отчетов с использованием данного проекта составляет 74%.

4. Охрана труда и промышленная экология

4.1 Характеристика производственного объекта

Тема моей дипломной работы «Генетические алгоритмы как способ оптимизаций».

Широкое использование компьютеров позволило увеличить производительность труда, но также поднят ряд проблем, в том числе проблемы защиты работников от вредных факторов, связанных с использованием компьютерных технологий.

Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ионизирующего излучений, шума и вибрации, статического электричества и др.

Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ПК. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.

В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

Для анализа условий труда был выбран Международный Университет Информационных Технологий. Здание университета состоит из 10 этажей, с общей площадью 8578 м2. Для рассмотрения выбран №610 кабинет. Общая площадь компьютерного кабинета составляет 30 м2, высота 2,5 м. оборудована двумя окнами. Перечень оснащенности аудитории техническим оборудованием: 20 рабочих мест, 20 персональных компьютеров (20 системных блоков, 20 мониторов, 20 клавиатур и 20 мышек), 1 камера и 1 кондиционер.

Условия рабочего помещения, внутренний микроклимат внутри рабочего помещения соответствуют Трудовому кодексу РК [1].

4.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Опасные и вредные производственные факторы по природе возникновения делятся на следующие группы:

- физические;

- химические;

- психофизиологические;

- биологические.

В помещении лаборатории на программиста могут негативно действовать следующие физические факторы:

- повышенная и пониженная температура воздуха;

- чрезмерная запыленность и загазованность воздуха;

- повышенная и пониженная влажность воздуха;

- недостаточная освещенность рабочего места;

- превышающий допустимые нормы шум;

- повышенный уровень ионизирующего излучения;

- повышенный уровень электромагнитных полей;

- повышенный уровень статического электричества;

- опасность поражения электрическим током;

- блеклость экрана дисплея.

К химически опасным факторам, постоянно действующим на программиста относятся следующие: возникновение, в результате ионизации воздуха при работе компьютера, активных частиц.

Биологические вредные производственные факторы в данном помещении отсутствуют.

К психологически вредным факторам, воздействующим на оператора в течение его рабочей смены можно отнести следующие:

- нервно-эмоциональные перегрузки;

- умственное напряжение;

- перенапряжение зрительного анализатора.

Далее более подробно рассмотрены опасные и вредные факторы, воздействующие на программиста, возникшие в связи с разработкой данной системы.

4.2.1 Основные условия микроклимата в производственном помещении

Микроклимат производственных помещений -- это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха.

Для создания и автоматического поддержания в лаборатории независимо от наружных условий оптимальных значений температуры, влажности, чистоты и скорости движения воздуха, в холодное время года используется водяное отопление, в теплое время года применяется кондиционирование воздуха. Кондиционер представляет собой вентиляционную установку, которая с помощью приборов автоматического регулирования поддерживает в помещении заданные параметры воздушной среды.

4.2.2. Шум и вибрация

В помещениях с низким уровнем общего шума, каким является лаборатория где работает программист, источниками шумовых помех могут стать вентиляционные установки, кондиционеры или периферийное оборудование для ЭВМ (плоттеры, принтеры и др.). Длительное воздействие этих шумов отрицательно сказываются на эмоциональном состоянии персонала.

Согласно ГОСТ 12.1.003-76 ССБТ эквивалентный уровень звука не должен превышать 50 дБА. Для того, чтобы добиться этого уровня шума рекомендуется применять звукопоглощающее покрытие стен.

В качестве мер по снижению шума можно предложить следующее:

- облицовка потолка и стен звукопоглощающим материалом (снижает шум на 6 - 8 дб);

- экранирование рабочего места (постановкой перегородок, диафрагм);

- установка в компьютерных помещениях оборудования, производящего минимальный шум;

- рациональная планировка помещения.

Поэтому я предлагаю для уменьшения шума в лаборатории использовать вместо матричного принтера, который производит много шума, более тихий -- лазерный принтер.

Защиту от шума следует выполнять в соответствии с ГОСТ 12.1.003-76, а звукоизоляция ограждающих конструкций должна отвечать требованиям главы СНиП 11-12-77 “Защита от шума. Нормы проектирования”.

Все потенциально опасные и вредные производственные факторы учтены и нейтрализованы, согласно cанитарным правилам «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности» [4].

4.2.3 Освещение

Работа, выполняемая с использованием вычислительной техники, имеют следующие недостатки:

- вероятность появления прямой блесткости;

- ухудшенная контрастность между изображением и фоном;

- отражение экрана.

В связи с тем, что естественное освещение слабое, на рабочем месте должно применяться также искусственное освещение. Далее будет произведен расчет искусственного освещения.

Размещение светильников определяется следующими размерами: Н = 3 м -- высота помещения, hc = 0,25 м -- расстояние светильников от перекрытия, hп = H - hc = 3 - 0,25 = 2,75 м -- высота светильников над полом, hp = высота расчетной поверхности = 0,7 м (для помещений, связанных с работой ПЭВМ), h = hп - hp = 2,75 - 0,7 = 2,05 -- расчетная высота.

Светильника типа ЛДР (2х40 Вт). Длина 1,24 м, ширина 0,27 м, высота 0,10 м.

L -- расстояние между соседними светильниками (рядами люминесцентных светильников), Lа (по длине помещения) = 1,76 м, Lв (по ширине помещения) = 3 м.

l -- расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены, l = 0,3 - 0,5L, lа = 0,5La, lв = 0,3Lв, la = 0,88 м., lв = 0,73 м.

Светильники с люминесцентными лампами в помещениях для работы рекомендуют устанавливать рядами.

Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затемняющих предметов. Потребный поток ламп в каждом светильнике:

Ф = Е * r * S * z / N * h,

где Е -- заданная минимальная освещенность = 300 лк., т. к. разряд зрительных работ = 3, r -- коэффициент запаса = 1,3 (для помещений, связанных с работой ПЭВМ), S -- освещаемая площадь = 30 м², z -- характеризует неравномерное освещение, z = Еср / Еmin -- зависит от отношения l = L/h , l a = La/h = 0,6, l в = Lв/h = 1,5. Т. к. l превышают допустимых значений, то z = 1,1 (для люминесцентных ламп).

N -- число светильников, намечаемое до расчета. Первоначально намечается число рядов n, которое подставляется вместо N. Тогда Ф -- поток ламп одного ряда.

N = Ф/Ф1,

где Ф1 -- поток ламп в каждом светильнике.

h -- коэффициент использования. Для его нахождения выбирают индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения r пот. (потолка) = 70 %, r ст. (стены) = 50 %, r р. (пола) = 30 %. Ф = 300 * 1,3 * 25 * 1,1 / 2 * 0,3 = 21450 лм.

Я предлагаю установить два светильника в ряд. Светильники вмещаются в ряд, так как длина ряда около 4 м. Применяем светильники с лампами 2х40 Вт с общим потоком 5700 лм. Схема расположения светильников представлена на рисунке 4.2.2.1

Рис. 4.2.3.1 - Схема расположения светильников

4.2.4 Электромагнитное и ионизирующее излучения

Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует и исследования в этом направлении продолжаются [4].

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в табл.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10…100мВт/м².

Таблица. Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96)

Наименование параметра	Допустимые значения
Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора	10В/м
Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора	0,3А/м
Напряженность электростатического поля не должна превышать: для взрослых пользователей для детей дошкольных учреждений и учащихся средних специальных и высших учебных заведений	20кВ/м 15кВ/м

Для снижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применять мониторы с пониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

4.3 Мероприятия по технике безопасности во время работы

Правильный выбор рабочего места - дисплей (монитор) является источником электромагнитного излучения. Рекомендуется устанавливать защитный экран для снижения воздействия электромагнитного излучения от задней части другого дисплея. Недопустимо устраивать рабочие места близко одно от другого. Размещать компьютер необходимо вдали от отопительных приборов и исключать попадания на него прямых солнечных лучей. Недопустимо работать напротив боковой или задней части другого дисплея, если расстояние до него - менее 2 м.

Расположение оргтехники:

- системный блок - помещается на надежную поверхность (крепкий стол, массивная подставка/тумба) - так, чтобы исключать даже случайное его сотрясение;

-дисплей необходимо устанавливать на такой высоте, чтобы центр экрана был на 15-20 см ниже уровня глаз. Расстояние от глаз до экрана - не менее 50 см;

-клавиатура располагается на расстоянии 15-30 см от края столешницы или на специальной выдвижной доске.

Не рекомендуется установка компьютера (и клавиатуры) на поверхность, которая создает блики и легко «собирает» статическое электричество (оргстекло, полированная и покрытая лаком доска).

Необходимо следить, чтобы бумаги, какие-либо предметы не закрывали вентиляционные отверстия работающих аппаратов.

Рабочая мебель:

-кресло - ширина и глубина сиденья не менее 40см.; спинка: высота опорной поверхности 30±2 см; ширина не менее 38 см.; подлокотники: длина не менее 25 см; ширина 5-7 см., высота над сиденьем 23+3 см.;

-стол - размеры рабочей поверхности (столешницы): длина - 80-120 см; ширина - 80-100 см.; высота (расстояние от пола до рабочей поверхности) 68-85 см; оптимальная высота 72,5 см.;

-подставки - для рук: опорная планка для запястья («подзапястник») - плоская или изогнутая пластина из мягкого материала; помещается перед клавиатурой. Для ног: ширина не менее 30 см; длина (глубина) не менее 40 см.

Помещение:

-площадь одного рабочего места с компьютером - не менее 6 м2;

-освещение должно быть естественным и искусственным. Рекомендуется работать в помещении, где окна выходят на север или северо-восток. Местное освещение не должно создавать блики на поверхности экрана дисплея. Недопустим яркий нерассеянный верхний свет (с потолка). Сдерживать поток избыточного света от окон следует с помощью жалюзи (или тканевых штор);

-чистота обязательна при работе за компьютером. Влажную уборку помещения следует проводить ежедневно. Недопустима запыленность воздуха, пола, рабочей поверхности стола и техники. Помещение должно быть оборудовано системами вентиляции, кондиционирования и отопления. Запрещается работа на компьютере в подвальных помещениях.

Рабочая поза

Правильная рабочая поза позволяет избегать перенапряжения мышц, способствует лучшему кровотоку и дыханию. Следует сидеть прямо (не сутулясь) и опираться спиной о спинку кресла. Прогибать спину в поясничном отделе нужно не назад, а, наоборот, немного вперед.

Недопустимо работать, развалившись в кресле. Такая поза вызывает быстрое утомление, снижение работоспособности.

Чтобы не травмировать позвоночник, важно:

-избегать резких движений;

-поднимаясь/садясь, держать голову и торс прямо.

Необходимо найти такое положение головы, при котором меньше напрягаются мышцы шеи. Рекомендуемый угол наклона головы - до 20°. В этом случае значительно снижается нагрузка на шейные позвонки и на глаза.

Положение рук и ног

Во время работы за компьютером необходимо расслабить руки, держать предплечья параллельно полу, на подлокотниках кресла, кисти рук - на уровне локтей или немного ниже, запястья - на опорной планке. Тогда пальцы получают наибольшую свободу передвижения.

Не следует высоко поднимать запястья и выгибать кисти - это может стать причиной боли в руках и онемения пальцев. Можно надевать легкие перчатки без пальцев, Если стынут руки.

Колени должны располагаться на уровне бедер или немного ниже. При таком положении ног не возникает напряжение мышц.

Нельзя скрещивать ноги, класть ногу на ногу - это нарушает циркуляцию крови из-за сдавливания сосудов. Лучше держать обе стопы на подставке или на полу. Необходимо сохранять прямой угол (90°) в области локтевых, тазобедренных, коленных и голеностопных суставов.

Дыхание и расслабление мышц

Во время работы за компьютером необходимо:

-дышать ритмично, свободно, глубоко, чтобы обеспечить кислородом все части тела;

-держать в расслабленном состоянии плечи и руки - в руках не будет напряжения, если плечи опущены;

-чаще моргать и смотреть вдаль. Моргание способствует не только увлажнению и очищению поверхности глаз, но и расслаблению ли-цевых, лобных мышц (без сдвигания бровей). Малая подвижность и длительное напряжение глазных мышц могут стать причиной нарушения аккомодации.

При ощущении усталости какой-либо части тела необходимо сделать глубокий вдох и сильно напрячь уставшую часть тела, после чего задержать дыхание на 3-5 секунды и на выдохе расслабиться; можно повторить.

При ощущении усталости глаз нужно в течение 2-3 мин окинуть взглядом комнату, устремлять взгляд на разные предметы, смотреть вдаль (в окно).

Если резко возникло общее утомление, появилось дрожание изображения на экране дисплея (покачивание, подергивание, рябь), следует сообщить об этом руководителю.

4.4 Мероприятия по технике безопасности в аварийных ситуациях

Обеспечение пожарной безопасности организации должно осуществляться в соответствии с Законом Республики Казахстан «О пожарной безопасности», «Правилами пожарной безопасности в Республике Казахстан», СНиП, ГОСТ и другими нормативными правовыми актами Республики Казахстан, а также приказами и распоряжениями Работодателя [закон гражданской зашиты РК]



4.4.1 Требования пожарной безопасности к помещениям

На территории помещения не допускается устраивать свалки горючих отходов, мусора, тары и т.д. Все отходы следует собирать на специально выделенных площадках в контейнеры или ящики, а затем вывозить.

Все объекты должны быть обеспечены исправными первичными средствами пожаротушения, средствами связи для вызова противопожарной службы согласно действующим нормам.

Количество эвакуационных выходов, их размеры, условия освещения, а также протяженность должны соответствовать противопожарным нормам строительного проектирования.

Двери эвакуационных выходов должны свободно открываться в сторону выхода из помещений.

Около оборудования, имеющего повышенную пожарную опасность, следует вывешивать стандартные знаки безопасности.

Применение в процессах производства материалов и веществ с неисследованными показателями их пожара-взрывоопасности или не имеющих сертификатов, а также их хранение совместно с другими материалами и веществами не допускается.

Противопожарные системы и установки (противодымная защита, средства пожарной автоматики, системы противопожарного водоснабжения, противопожарные двери, клапаны, другие защитные устройства в противопожарных стенах и перекрытиях) помещений, зданий и сооружений необходимо содержать в исправном рабочем состоянии.

Устройства для само закрывания дверей необходимо содержать в исправном состоянии. Не допускается устанавливать какие-либо приспособления, препятствующие свободному закрыванию противопожарных или против дымных дверей (устройств).

Не допускается проводить работы на оборудовании, установках и станках с неисправностями, которые могут привести к пожару, а также при отключенных контрольно-измерительных приборах и технологической автоматике, обеспечивающих контроль заданных режимов температуры, давления и других, регламентированных условиями безопасности параметров.

Нарушения огнезащитных покрытий (штукатурки, специальных красок, лаков, обмазок, включая потерю и ухудшение огнезащитных свойств) строительных конструкций, горючих отделочных и теплоизоляционных материалов, металлических опор оборудования, необходимо немедленно устранять.

Обработанные (пропитанные) в соответствии с требованиями нормативных документов деревянные конструкции и ткани по истечении сроков действия обработки (пропитки) и в случае потери огнезащитных свойств составов следует обрабатывать (пропитывать) повторно.

Состояние огнезащитной обработки (пропитки) должно проверяться в сроки, указанные в технической документации или не реже одного раза в год.

В местах пересечения противопожарных стен, перекрытий и ограждающих конструкций различными инженерными и технологическими коммуникациями образовавшиеся отверстия и зазоры следует заделать строительным раствором или другими негорючими материалами, обеспечивающими требуемый предел огнестойкости и дым газонепроницаемость.

При аренде помещений арендаторами выполняются противопожарные требования норм для данного типа зданий.

При перепланировке помещений, изменении их функционального назначения или установке нового технологического оборудования применяются действующие нормативные документы в соответствии с новым назначением этих зданий или помещений.



4.5 Расчеты, подтверждающие или обеспечивающие безопасные условия труда

Шум -- это совокупность звуков, неблагоприятно воздействующих на организм человека и мешающих его работе и отдыху.

Источниками звука являются упругие колебания материальных частиц и тел, передаваемых жидкой, твердой и газообразной средой.

Скорость звука в воздухе при нормальной температуре составляет приблизительно 340 м/с,

в воде -1 430 м/с, в алмазе -- 18 000 м/с.

Звук с частотой от 16 Гц до 20 кГц называется слышимый, с частотой менее 16 Гц -- инфразвук и более 20 кГц -- ультразвук.

Область пространства, в котором распространяются звуковые волны, называется звуковым полем, которое характеризуется интенсивностью звука, скоростью его распространения и звуковым давлением.

Интенсивность звука -- это количество звуковой энергии, передаваемой звуковой волной за 1 с через площадку 1 м 2, перпендикулярную направлению распространения звука, Вт/м2.

Шум, возникающий при работе производственного оборудования и превышающий нормативные значения, воздействует на центральную и вегетативную нервную систему человека, органы слуха.

Шум воспринимается весьма субъективно. При этом имеет значение конкретная ситуация, состояние здоровья, настроение, окружающая обстановка.

Основное физиологическое воздействие шума заключается в том, что повреждается внутреннее ухо, возможны изменения электрической проводимости кожи, биоэлектрической активности головного мозга, сердца и скорости дыхания, общей двигательной активности, а также изменения размера некоторых желез эндокринной системы, кровяного давления, сужение кровеносных сосудов, расширение зрачков глаз. Работающий в условиях длительного шумового воздействия испытывает раздражительность, головную боль, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, нарушение сна. В шумном фоне ухудшается общение людей, в результате чего иногда возникает чувство одиночества и неудовлетворенности, что может привести к несчастным случаям.

Длительное воздействие шума, уровень которого превышает допустимые значения, может привести к заболеванию человека шумовой болезнью -- нейросенсорная тугоухость. На основании всего выше сказанного шум следует считать причиной потери слуха, некоторых нервных заболеваний, снижения продуктивности в работе и некоторых случаях потери жизни.

Таблица 4.5.1

Уровни звукового давления, дБ	Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц	Уровни звука, эквивалентные уровни звука, дБА
86	31.5
71	63
61	125	50
54	500
49	1000
45	2000
40	4000
38	8000	50

Одним из неблагоприятных факторов производственной среды в ПК является высокий уровень шума, создаваемый печатными устройствами, оборудованием для кондиционирования воздуха, вентиляторами систем охлаждения в самих ПК.

Для решения вопросов о необходимости и целесообразности снижения шума необходимо знать уровни шума на рабочем месте оператора.

Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:

где L_i - уровень звукового давления i-го источника шума;

n - количество источников шума.

Полученные результаты расчета сравнивается с допустимым значением уровня шума для данного рабочего места. Если результаты расчета выше допустимого значения уровня шума, то необходимы специальные меры по снижению шума. К ним относятся: облицовка стен и потолка зала звукопоглощающими материалами, снижение шума в источнике, правильная планировка оборудования и рациональная организация рабочего места оператора.

Уровни звукового давления источников шума, действующих на оператора на его рабочем месте представлены в табл.

Таблица 4.5.2 Уровни звукового давления различных источников

Источник шума	Уровень шума, дБ
Жесткий диск	40
Вентилятор	45
Монитор	17
Клавиатура	10
Принтер	45
Сканер	42

Обычно рабочее место оператора оснащено следующим оборудованием: винчестер в системном блоке, вентилятор(ы) систем охлаждения ПК, монитор, клавиатура, принтер и сканер.

Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу, получим:

L_?=10·lg(10⁴+10^4,5+10^1,7+10¹+10^4,5+10^4,2)=49,5 дБ

Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для рабочего места оператора, равный 65 дБ (ГОСТ 12.1.003-83)[2]. И если учесть, что вряд ли такие периферийные устройства как сканер и принтер будут использоваться одновременно, то эта цифра будет еще ниже. Кроме того, при работе принтера непосредственное присутствие оператора необязательно, т.к. принтер снабжен механизмом автоподачи листов.



Заключение

В ходе проделанной работы были получены следующие результаты:

- генетические алгоритмы являются эффективным средством оптимизации, но не самым быстрым;

- они очень чувствительны к параметрам, а следовательно, сложны в реализации, так как для решения одной задачи нужно перебрать несколько комбинаций параметров, возможно так и не найдя наиболее подходящей;

- генетические алгоритмы отлично поддаются распараллеливанию, для этого существует ряд моделей, например, островная модель;

- при распараллеливании генетических алгоритмов их время выполнения снижается, но только лишь на константу. Серьезный прирост дает использование двух, трех, четырех взаимодействующих подпопуляций, однако, с ростом числа подпопуляций эффективность добавление каждой последующей снижается.

На основании проведенного анализа можно сделать выводы о том, что в настоящее время генетические алгоритмы являются мощным вычислительным средством в разнообразных оптимизационных задачах. Но, несмотря на все свои достоинства, генетические алгоритмы имеют множество модификаций и сильно зависят от параметров.

Зачастую небольшое изменение одного из них может привести к неожиданному улучшению или ухудшению результата. Следует помнить, что применение генетических алгоритмов полезно лишь в тех случаях, когда для данной задачи нет подходящего специального алгоритма решения.

При использовании генетических алгоритмов рекомендуется, если есть техническая возможность, использовать их параллельную модель, поскольку это даст сокращение времени выполнения.



Список использованных источников и литературы

1. Батищев Д. И., Неймарк Е. А., Старостин Н. В. Применение генетических алгоритмов к решению задач дискретной оптимизации / Д. И. Батищев, Е. А. Неймарк, Н. В. Старостин. - Н. Новгород: 2007. - 85 с.

2. Вороновский Г. К., и др. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети и проблемы виртуальной реальности / Г. К. Вороновский. - Х.: Основа, 1997. - 112 с.

3. Генетические алгоритмы [Электронный ресурс] // Генетические алгоритмы и не только. - Электрон. дан. - [б.м.], 2003-2007. - URL: http://qai.narod.ru/GA/ (Дата обращения: 01.06.2010).

4. Генетические алгоритмы: почему они работают? Когда их применять? [Электронный ресурс] // Комптьютерра Online. - Электрон. дан. - [б.м.], 1997 - 2010. - URL: http://www.computerra.ru/offline/1999/289/2523/ (Дата обращения: 01.06.2010).

5. Мягкие вычисления [Электронный ресурс] // Википедия свободная энциклопедия. - Электрон. дан. - [б.м.], 2001-2010.- URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Мягкие_вычисления (Дата обращения: 01.06.2010).

6. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы / Д. Рутковская.

7. Рутковский; пер. с польск. И. Д. Рудинского. - М: Горячая линия, 2006.

8. Панченко Т. В. Генетические алгоритмы: учебно-методическое пособие /Т.В. Панченко. - Астрахань: Изд. дом «Астраханский университет», 2007.

9. De Jong, K.A. Introduction to the second special issue on genetic algorithms. / K.A. De Jong. - Machine Learning, 5(4). - p. 351-353.

10. Parallel Computing Toolbox User's Guide. - MathWorks Inc., 2010. - 665 p.

11. Трудовой кодекс Республики Казахстан. Астана, Акорда, 15 мая 2007 года № 251-III ЗРК (с изменениями и дополнениями по состоянию на 17.01.2014).

12. Санитарные правила «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности», утвержденные Правительством Республики Казахстан от 3 февраля 2012 года № 202.

13. Закон Республики Казахстан «О пожарной безопасности» от 22 ноября 1996 года № 48-I(с изменениями и дополнениями по состоянию на 13.01.2014 г.)

14. Санитарные правила «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям работы с источниками физических факторов (компьютеры и видеотерминалы), оказывающие воздействие на человека», утвержденные приказом Министра здравоохранения Республики Казахстан от 1 декабря 2011 года № 1430.

15. Санитарные правила «Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации и персональных компьютеров, видеотерминалов и условиям работы с ними», утвержденные приказом Министра здравоохранения Республики Казахстан от 25 апреля 2011 года № 217.



Приложение 1. Кодирование Грея

Код Грея - непозиционный код с одним набором символов (0 и 1) для каждого разряда. Таким образом, в отличие от римской системы счисления число в коде Грея не является суммой цифр. Чтобы показать соответствие последовательности чисел коду Грея можно воспользоваться таблицей (табл. 11), но есть и наглядное правило построения этой последовательности.

Младший разряд в последовательности чисел в коде Грея принимает значения 0 или 1, затем следующий старший разряд становится единичным и младший разряд принимает свои значения уже в обратном порядке (1, 0). Этим объясняется название кода - отраженный. Соответственно, два младших разряда принимают значения 00, 01, 11, 10, а затем, при единичном следующем разряде, те же значения в расположены в обратном порядке.

Таблица. Числа в коде Грея и в двоичном коде

Число	Двоичный код	Код Грея
0	000	000
1	001	001
2	010	011
3	011	010
4	100	110
5	101	111
6	110	101
7	111	100

Алгоритм перевода чисел в коде Грея в позиционный код прост: каждый разряд в позиционном коде равен сумме по модулю 2 этого и всех более старших разрядов в коде Грея. Старшие разряды, соответственно, совпадают. Перевод из позиционного кода в код Грея так же прост: каждый разряд в коде Грея равен сумме по модулю 2 этого и следующего старшего разряда в позиционном коде.

Размещено на Allbest.ru

...