ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-7-16

А.И. Заревич1, Ф.В. Макаренко1, А.С. Ягодкин1, К.В. Зольников1

Моделирование поведения мобильных роботов с использованием генетических алгоритмов
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Статья посвящена анализу поведения мобильного робота с использованием алгоритмов конечных автоматов с целью поиска пути до цели и обхода препятствий. После обоснования использования таких методов, делается разбор стандартного детерминированного конечного автомата. Далее к этому алгоритму применяется теория марковских процессов, в результате чего конечный автомат становится частью скрытой марковской модели. Это позволяет применить вероятностные методы к планированию поведения робота. Этот вероятностный характер поведения наиболее перспективен в сложных средах с непредсказуемой конфигурацией препятствий. Для сравнения эффективности детерминированного и вероятностного конечного автоматов мы применили генетический алгоритм. В численном эксперименте, который мы провели в среде Scilab, мы рассмотрели два основных типа сред, в которых может передвигаться мобильный робот – среда офисного типа и среда полигонального типа. Для каждого типа сред мы поочерёдно применяли каждый из указанных алгоритмов поведения. Для генетического алгоритма мы использовали сто особей, которые обучалась на протяжении 1000 поколений находить наиболее оптимальный путь в указанных средах. В результате было обнаружено, что алгоритм детерминированного конечного автомата наиболее перспективен для движения в среде офисного типа, а алгоритм вероятностного конечного автомата даёт наилучший результат в сложной полигональной среде.
  • Ключевые слова — Генетические алгоритмы, поведение роботов, конечные автоматы, марковские модели, Scilab.

  • [1] Robots that can adapt like animals / A. Cully, J. Clune, D. Tarapore, J.B. Mouret // Nature. – 2015. - V. 521 (7553). - Pp. 503–507. - DOI: 10.1038/nature14422.

    [2] Юдинцев, Б.С. Синтез нейросетевой системы планирования траекторий для группы мобильных роботов / Б.С. Юдинцев // Системы управления, связи и безопасности. – 2019. - № 4. – С. 163-186. – DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10406.

    [3] Path Planning for Mobile Robot Navigation in Unknown Indoor Environments Using Hybrid PSOFS Algorithm / M.N.A. Wahab, C.M. Lee, M.F. Akbar, F.H. Hassan // IEEE Access. - 2020. - Vol. 8. - Pp. 161805-161815. - DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3021605.

    [4] Arkin, R. Behavior-Based Robotics / R. Arkin. – MIT Press. Cambridge, 1998. – 491 p. - DOI:10.5860/choice.36-5109.

    [5] Даринцев, О.В. Синтез гибридных интеллектуальных алгоритмов планирования траектории / О.В. Даринцев, А.Б. Мигранов // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 12-4. – С. 676-681.

    [6] Floreano, D. Evolutionary robotics / D. Floreano, P. Husbands, S. Nolfi // Springer handbook of robotics. - Springer, 2008. – Pp. 1423-1451. - DOI:10.1007/3-540-64957-3.

    [7] Fogel, D.B. Nils barricelli-artificial life, coevolution, self-adaptation / D.B. Fogel // Computational Intelligence Magazine. – 2006. – Vol. 1. – Pp. 41-45. – DOI: 10.1109/MCI.2006.1597062.

    [8] Fraundorfer, F. Visual odometry / F. Fraundorfer, D. Scaramuzza // IEEE Robotics and Automation Magazine. – 2011. - Vol. 18, № 4. – Pp. 80-92. – DOI: 10.1109/MRA.2011.943233.

    [9] Accelerating large-scale inference with anisotropic vector quantization / R. Guo, P. Sun, E. Lindgren [et al.] // Proceedings of the 37th International Conference on Machine Learning. – 2020. - Vol. 119. – Pp. 3887-3896.

    [10] Savage, J. Semantic reasoning in service robots using expert systems / J. Savage, D. Rosenblueth, M. Matamoros [et al.] // Robotics and Autonomous Systems. – 2019. – Vol. 114. – Pp. 77-92. – DOI: 10.1016/j.robot.2019.01.007.

    [11] Marocco, D. Active vision and feature selection in evolutionary behavioral systems / D. Marocco, D. Floreano // From animals to animats : Proceedings of the Seventh International Conference on Simulation of Adaptive Behavior. – 2002. – Pp. 247- 255. – DOI: 10.7551/mitpress/3121.003.0042.

    [12] Mohanan, M.G. Probabilistic Approach to Robot Motion Planning in Dynamic Environments / M.G. Mohanan, A. Salgaonkar // SN Computer Science. – 2020. - Vol. 1. - C. 181. – DOI: 10.1007/s42979-020-00185-0.

    [13] Rabiner, L. An introduction to hidden Markov models / L. Rabiner, B. Juang // IEEE ASSP Magazine. – 1986. – Vol. 3. – Pp. 4-16. - DOI:10.1109/MASSP.1986.1165342.

    [14] Map representation using hidden markov models for mobile robot localization / J. Savage, O. Fuentes, L. Contreras, M. Negrete // 13th International Scientific-Technical Conference on Electromechanics and Robotics. – 2018. – C. 161. – DOI: 10.1051/MATECCONF/201816103011.

    [15] Negrete, M. A Motion-Planning System for a Domestic Service Robot / M. Negrete, J. Savage, L. Contreras // SPIIRAS Proceedings. – 2018. - Vol. 60(5). – Pp. 5-38. – DOI: 10.15622/sp.60.1.

    [16] Vidal, E. Probabilistic finite-state machines / E. Vidal, F. Thollard // IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. – 2005. - Vol. 27. – Pp. 1013-1025. - DOI:10.1109/TPAMI.2005.147.

    [17] Nelson, A. Fitness functions in evolutionary robotics: A survey and analysis / A. Nelson, G.J. Barlow, L. Doitsidis // Robotics and Autonomous Systems. – 2009. – Vol. 57. – Pp. 345-370. – DOI: 10.1016/j.robot.2008.09.009.

    [18] Yakoubi, M. A. The path planning of cleaner robot for coverage region using genetic algorithms / M.A. Yakoubi, M.T. Laskri // Journal of Innovation in Digital Ecosystems. – 2016. - Vol. 3. – Pp. 37-43. – DOI: 10.1016/j.jides.2016.05.004.

    [19] Benhlima, S. Genetic algorithm based approach for autonomous mobile robot path plannings / S. Benhlima, L. Chaymaa, A. Bekri // Procedia computer science. – 2018. – Vol. 127(3). – Pp. 180-189. – DOI: 10.1016/j.procs.2018.01.113.

    [20] Мунасыпов, Р.А. Методика синтеза стратегии движения автономного мобильного робота на основе эволюционных процессов / Р.А. Мунасыпов, С.С. Москвичев // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. – 2012. – Т. 16, № 3. – С. 56-62.

    [21] Метод планирования траектории движения точки в пространстве с препятствием на основе итеративной кусочно-линейной аппроксимации / В.О. Антонов, М.М. Гурчинский, В.И. Петренко, Ф.Б. Тебуева // Системы управления, связи и безопасности. - 2018. - № 1. -С. 168-182.

    [22] Алексеев, Е.Р. Scilab: Решение инженерных и математических задач / Е.Р. Алексеев, О.В. Чеснокова, Е.А. Рудченко. – М. : ALT Linux; БИНОМ. Лаборатория знаний. – 2008. – 269 с.

  • С. 7-16.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-16-24

В.К. Зольников1, Н.Г. Гамзатов1, В.И. Анциферова1, А.В. Полуэктов1, В.А. Фиронов1

Экспериментальные исследования радиационного воздействия на микросхемы FRAM
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Работа посвящена исследованию радиационного воздействия на микросхемы памяти FRAM. Рассматриваются эффекты от попадания в микросхемы тяжелых заряженных частиц, проанализированы результаты в статическом и динамическом режимах. В статистическом режиме чувствительность FRAM не показала каких-либо зависимостей от рисунка данных, но показала взаимосвязь с флюенсом. При динамическом режиме порядок доступа к ячейкам памяти не влияет на чувствительность памяти. Приведены зависимости тока потребления от дозы излучения и времени отжига после облучения. Показана карта эффектов, демонстрирующая область в виде двух полос, чувствительную к лазеру. Согласно ее относительной площади – это периферическая логика устройства. Проведенные исследования подтвердили полезность только нескольких карт эффектов. Это согласуется с результатами испытаний на воздействие тяжелых заряженных частиц.
  • Ключевые слова — Радиационное воздействие, микросхемы FRAM, электронная компонентная база, тяжелые заряженные частицы, ионизационное излучение..

  • [1] Total ionizing dose effects of 60Co γ-rays radiation on Hf xZr1−xO2 ferroelectric thin film capacitors / Q. Sun, J. Liao, Q. Peng [et al.] // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2020. – Vol. 31(3). – Pp. 2049-2056. – DOI: 10.1007/s10854-019-02724-9.

    [2] Метод и алгоритм поиска дефектов для радиационно-стойких микросхем / К.В. Зольников, В.А. Скляр, В.П. Крюков [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2014. – № 2. – С. 10-13.

    [3] Effects of total ionizing dose on single event effect sensitivity of FRAMs / Q. Ji, J. Liu, D. Li [et al.] // Microelectronics Reliability. – 2019. – Vol. 95. – Pp. 1-7. – DOI: 10.1016/j.microrel.2019.02.010.

    [4] Анализ проблем моделирования элементов КМОП БИС / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, А.В. Фомичев [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2018. – Т. 11, № 4. – С. 20-25. – DOI: 10.12737/article_5c79642bd56f27.90584496.

    [5] Total ionizing dose effect of ferroelectric random access memory under Co-60 gamma rays and electrons / L. Qin, H.-X. Guo, F.-Q. Zhang [et al.] // Wuli Xuebao/Acta Physica Sinica. – 2018. – Vol. 67(16). – C. 166101. – DOI: 10.7498/aps.67.20180829.

    [6] Slimani, M. Evaluation of total ionizing dose effects on commercial FRAMs / M. Slimani, J.-M. Armani, R. Gaillard // 2018 IEEE Nuclear and Space Radiation Effects Conference, NSREC 2018. – 2018. – C. 8584287. – DOI: 10.1109/NSREC.2018.8584287.

    [7] Overview of radiation effects on emerging non-volatile memory technologies / I.S. Fetahović, E.Ć. Dolićanin, D.R. Lazarević, B.B. Lončar // Nuclear Technology and Radiation Protection. – 2017. – T. 32(4). – Pp. 381-392. – DOI: 10.2298/NTRP1704381F.

    [8] SOI CMOS, SiGe BiCMOS, GaAs HBT and GaAs PHEMT Technologies Characterization for Radiation-Tolerant Microwave Applications / D.I. Sotskov, A.G. Kuznetsov, V.V. Elesin [et al.] // SIBCON 2021 – International Siberian Conference on Control and Communications. – 2021. – C. 9438923. – DOI: 10.1109/SIBCON50419.2021.9438923.

    [9] Методика оценки ресурса изделий при радиационном воздействии / К.В. Зольников, С.А. Евдокимова, А.С. Ягодкин [и др.] // Современные аспекты моделирования систем и процессов : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Воронеж, 2021. - С. 247-252. - DOI: 10.34220/MAMSP_247-252.

    [10] Новикова, Т.П. Управление процессом испытаний электронной компонентной базы и оценка средств его обеспечения / Т.П. Новикова, В.К. Зольников // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - № 11. - С. 235-238.

    [11] Результаты оценки надежности микросхемы 1921ВК028 / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Е.В. Грошева, А.И. Яньков // Моделирование систем и процессов. – 2019. – T. 12, № 4. – С. 37-41. – DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-37-41.

    [12] Результаты оценки надежности микросхемы 1921ВК035 / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, Е.В. Грошева, А.И. Яньков // Моделирование систем и процессов. – 2019. – T. 12, № 4. – С. 42-46. – DOI: 10.12737/2219-0767-2020-12-4-42-46.

    [13] Inter-device radiation-induced leakages in the bulk 180-nm CMOS technology / A.B. Boruzdina, Y.M. Gerasimov, N.G. Grigor’ev [et al.] // Russian Microelectronics. – 2019. – Vol. 48(4). – Pp. 268-272. – DOI: 10.1134/S1063739719030028.

    [14] MOSFETS SEB SEGR qualification results with SOA estimation / S.A. Iakovlev, V.S. Anashin, A.E. Koziukov [et al.] // 2017 17th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems, RADECS 2017. - Space to Ground and Below. - 2019. - С. 8696132. - DOI: 10.1109/RADECS.2017.8696132.

    [15] Dovgalenko, G. Adaptive wireless sensor for aerospace application / G. Dovgalenko, K. Altintepe // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. – 2018. – Vol. 10695. – C. 1069504. – DOI: 10.1117/12.2312526.

    [16] Методы обеспечения стойкости электронной компонентной базы в части обратимых одиночных событий / А.Е. Козюков, Г.А. Распопов, А.И. Яньков [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2021. – Т. 14, № 1. – С. 27-32. – DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-27-32.

    [17] Новикова, Т.П. Разработка алгоритма решения задач управления последовательностью испытаний электронной компонентной базы / Т.П. Новикова // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - № 8. - С. 85-87.

    [18] Богданов, Д.С. Радиационная стойкость радиоэлектронного устройства в условиях космического пространства / Д.С. Богданов, И.А. Богданова, А.Н. Волныкин // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. - 2019. - № 70. - С. 107-117. - DOI: 10.21667/1995-4565-2019-70-107-117.

    [19] Отработка методики бесконтактного нагрева кристаллов ЭКБ при испытаниях на стойкость к одиноким радиационным дефектам / Е.В. Митин, Е.Н. Некрасова, В.С. Анашин, А.Е. Козюков // Петербургский журнал электроники. - 2017. - № 2-3 (87-88). - С. 117-122.

  • С. 16-24.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-24-34

Н.Н. Литвинов1, М.В. Солодилов1, А.М. Плотников2, С.В. Стоянов2, А.П. Лапшин3, Р.Б. Рязанцев4

Моделирование поведения полевых транзисторов при воздействии радиации
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

    2АО «Росэлектроника»

    3АО «Научно-исследовательский институт приборов»

    4АО «ВЗПП-С»

  • В работе рассматриваются вопросы поведения полевых транзисторов при воздействии радиации. Представлены структура туннельных полевых транзисторов, принцип работы, различные эффекты от воздействия ионизационного излучения космического пространства, результаты экспериментальных исследований стойкости. Также рассмотрены полевые транзисторы на основе однослойных материалов, таких как графен и MoS2. Смоделировано поведение полевых транзисторов на основе графена. В работе представлены вольтамперные характеристики до и после облучения, при положительном и отрицательном напряжении на затворе транзистора и др., анализ которых показал, что появились существенные изменения в электрических характеристиках транзисторов и морфологии поверхности однослойного материала. Появление дефектов связано с разогревом материала в центре трека частицы. Аналогично проведено моделирование поведения транзисторов на основе нанотрубок, при воздействии радиации на которые появляются одиночные события.
  • Ключевые слова — Радиационное излучение, электронная компонентная база, полевые транзисторы, ионизационное излучение, космическое пространство.

  • [1] CMOS detectors: Lessons learned during the STC stereo channel preflight calibration / E. Simioni, A. De Sio, V. Da Deppo [et al.] // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. – 2017. – Vol. 10562. – C. 10562M. – DOI: 10.1117/12.2296147.

    [2] Формирование ЭКБ для космического применения / П.П. Куцько, П.Л. Пармон, В.К. Зольников, С.А. Евдокимова // Моделирование информационных систем : сборник материалов Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2021. - С. 469-474. - DOI: 10.34220/MIS 469-474.

    [3] Ловшенко, И.Ю. Экстракция параметров компактных моделей элементной базы интегральных микросхем специального назначения / И.Ю. Ловшенко, В.Р. Стемпицкий, В.Т. Шандарович // Инфокоммуникационные и радиоэлектронные технологии. - 2019. - Т. 2, № 4. - С. 456-465.

    [4] Методы схемотехнического моделирования КМОП СБИС с учетом радиации / К.В. Зольников, В.А. Скляр, В.И. Анциферова, С.А. Евдокимова // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2014. – № 2. – С. 5-9.

    [5] Total ionizing dose hardness analysis of transistors in commercial 180 nm CMOS technology / M. Kumar, J.S. Ubhi, S. Basra [et al.] // Microelectronics Journal. – 2021. – Vol. 115. – C. 105182. – DOI: 10.1016/j.mejo.2021.105182.

    [6] Методы обнаружения и исправления ошибок в нерегулярных структурах при воздействии тяжелых заряженных частицах / А.Н. Зольникова, С.А. Евдокимова, О.В. Оксюта [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2021. – Т. 14, № 4. – С. 51-58. – DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-4-51-58.

    [7] Characterization of single event cell upsets in a radiation hardened SRAM in a 40 nm bulk CMOS technology / G. Yang, J. Yu, J. Zhang [et al.] // Electronics (Switzerland). – 2020. – Vol. 9(6). – C. 927. – DOI: 10.3390/electronics9060927.

    [8] Методика оценки ресурса изделий при радиационном воздействии / К.В. Зольников, С.А. Евдокимова, А.С. Ягодкин [и др.] // Современные аспекты моделирования систем и процессов : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. - Воронеж, 2021. - С. 247-252. - DOI: 10.34220/MAMSP_247-252.

    [9] Громов, Д.В. Долговременные эффекты восстановления характеристик полевых транзисторов с затвором Шоттки при воздействии импульсного ионизирующего излучения / Д.В. Громов, В.В. Елесин // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. - 2020. - № 1-1. - С. 376-377.

    [10] Total dose measurement circuit design based on a voltage reference topology / K.J. Shetler, W.T. Holman, J.S. Kauppila [et al.] // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2017. – Vol. 64(1). – Pp. 559-566. – DOI: 10.1109/TNS.2016.2630702.

    [11] Phenomenological approach to simulation of proton indirect-ionization induced upset cross sections in commercial memory circuits / A.M. Galimov, O.S. Pivko, A.V. Alexandrov [et al.] // 2018 18th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems, RADECS 2018. - 2020. - С. 9328730. - DOI: 10.1109/RADECS45761.2018.9328730.

    [12] Особенности проектирования луноходов с учётом радиационного воздействия космического пространства и бортовых радиоизотопных источников тепла / Е.В. Власенков, И.В. Зефиров, Н.М. Хамидуллина, Т.Ш. Комбаев // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. - 2019. - № 3 (45). - С. 12-19. - DOI: 10.26162/LS.2019.45.3.002.

    [13] Single Event Upset tests for a CMOS 0.35μ front-end and readout electronics for high-flux particle detectors / F. Fausti, G. Mazza, S. Attili [et al.] // 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, NSS/MIC 2017 - Conference Proceedings. – 2018. – C. 8532909. – DOI: 10.1109/NSSMIC.2017.8532909.

    [14] Лагаев, Д.А. Конструктивно-технологические особенности КМОП КНИ транзисторов с повышенной стойкостью к накопленной дозе ионизирующего излучения / Д.А. Лагаев, Н.А. Шелепин // Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника. - 2020. - № 1 (177). - С. 5-13. - DOI: 10.7868/S2410993220010017.

    [15] Булгаков, Н.Н. Методические особенности испытаний электронных модулей, содержащих мощные МОП-транзисторы, на стойкость к необратимым эффектам одиночных событий / Н.Н. Булгаков, В.Ф. Зинченко, И.Е. Сидоренко // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2021. - № 1. - С. 12-16.

    [16] Design of wireless dual-energy dual-source versatile pediatric imaging system based on CMOS flat-panel detectors / Y. Qi, Z. Zhou, Y. Wang [et al.] // 2016 IEEE Nuclear Science Symposium, Medical Imaging Conference and Room-Temperature Semiconductor Detector Workshop, NSS/MIC/RTSD 2016. – 2017. – C. 8069528. – DOI: 10.1109/NSSMIC.2016.8069528.

    [17] Моделирование характеристик субмикронных структур «кремний на изоляторе» с учетом радиационных эффектов / К.А. Насеткин, М.С. Муравьев, Г.М. Алимирзоев [и др.] // Научно-технический вестник Поволжья. - 2019. - № 7. - С. 127-130.

    [18] Проектирование компараторов напряжений на базе элементов радиационно-стойкого низкотемпературного BIJFET базового матричного кристалла МН2ХА030 / О.В. Дворников, Н.Н. Прокопенко, В.А. Чеховский [и др.] // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). - 2018. - № 4. - С. 10-16. – DOI: 10.31114/2078-7707-2018-4-10-16.

    [19] Контроль качества функционирования бортовой аппаратуры космического аппарата при воздействии излучения двигательной установки / А.Н. Дементьев, А.В. Банников, К.В. Арсеньев [и др.] // Труды МАИ. -2021. - № 118. - DOI: 10.34759/trd-2021-118-20.

    [20] Прямое экспериментальное сравнение характеристик двух микропроцессоров для оценки эффективности методов борьбы с одиночными событиями / М.С. Горбунов, А.А. Антонов, П.А. Монахов [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2019. - № 2. - С. 5-13.

  • С. 24-34.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-35-44

А.И. Новиков1, С.В. Писарева1, Ч. Сун1, Т.П. Новикова1

Исследование и разработка модели оценки оптимального расположения пешеходных переходов на базе конфликтной модели
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова,Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • С ростом количества автотранспортных средств увеличивается количество конфликтных ситуаций между пешеходами и автомобилями – увеличивается количество ДТП. Изучение поведения пешехода и связь поведения с расположением пешеходных переходов позволит найти оптимальное решение для пешеходного перехода. В основе предложенной модели оценки оптимального расположения пешеходных переходов на базе конфликтной модели «пешеход - транспортное средство» лежат три показателя: вероятность конфликта между человеком и транспортным средством, тяжесть аварии и ожидаемое количество конфликтов. Модель разработана с целью определения оптимального расположения пешеходных переходов и изучения конфликта между пешеходами и автотранспортными средствами на нерегулируемых пешеходных переходах. Для учета в предложенной модели поведения пешехода было проведено моделирование с помощью программного обеспечения SPSS. В основу моделирования поведения пешехода лег регрессионный анализ, была получена модель «плохого решения» для нерегулируемого пешеходного перехода. Для проверки достоверности модели и точности прогноза были проведены тест Хосмера-Лемешоу на пригодность и омнибусное испытание модельных коэффициентов. Общая точность прогнозирования модели составила 97,6%, показатель точности при «плохом поведении» составляет 95,7%, а показатель точности без «плохого поведения» составляет 99,4%.
  • Ключевые слова — Пешеходный переход, автотранспорт, пешеходы, моделирование, конфликтная модель.

  • [1] В Китае отчитались о количестве автомобилей и водителей в стране : Информационное агентство Красная Весна. - URL: https://rossaprimavera.ru/news/c5a0a0f5 (дата обращения: 18.04.2022).

    [2] Сведения о показателях состояния безопасности дорожного движения. - URL: http://стат.гибдд.рф/ (дата обращения: 18.04.2022).

    [3] Стратегия безопасности дорожного движения в Российской Федерации на 2018 - 2024 годы : Российская газета. – URL: https://rg.ru/documents/2018/01/24/strategiya-site-dok.html (дата обращения: 18.04.2022).

    [4] ГОСТ Р 52289-2019 Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств : Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов. - URL: https://docs.cntd.ru/document/1200170422 (дата обращения: 18.04.2022).

    [5] Новикова, Т.П. Концепции оценки дорожного движения в Китае / Т.П. Новикова, Ч. Сун, А.И. Новиков, В.А. Зеликов // Актуальные вопросы и перспективы развития современной науки : материалы Национальной научно-практической конференции. - Воронеж, 2022. - С. 18-23. - DOI: 10.34220/CIPDMS2022_18-23.

    [6] Новикова, Т.П. Обзор методов обнаружения пешеходов, основанных на глубоком обучении / Т.П. Новикова, Ч. Сун, А.И. Новиков // Актуальные вопросы и перспективы развития современной науки : материалы Национальной научно-практической конференции. - Воронеж, 2022. - С. 24-29. - DOI: 10.34220/CIPDMS2022_24-29.

    [7] The Ministry of Public Security of China, National motor vehicle fleet reaches 395 million in 2021 New energy vehicles up 59.25% year-on-year. – URL: https://www.mps.gov.cn/n2254314/n6409334/c8322353/content.html (дата обращения: 18.04.2022).

    [8] National Bureau of Statistics, Traffic Accidents: China. – URL: https://data.stats.gov.cn/ (дата обращения: 18.04.2022).

    [9] Sun, D.; Fang, J.J.; Gao, X.Y.; Gao, Z.Y.; Lv, J. Study on Comprehensive Benefit Evaluation Method of Pedestrian Crossing Considering Traffic Violation / D. Sun, J.J. Fang, X.Y. Gao, [et al.] // Proceedings of the CICTP 2015 - Efficient, Safe, and Green Multimodal Transportation - Proceedings of the 15th COTA International Conference of Transportation Professionals; American Society of Civil Engineers. – 2015. - Pp. 2776–2784. - DOI: 10.1061/9780784479292.255.

    [10] Macro-level literature analysis on pedestrian safety: Bibliometric overview, conceptual frames, and trends / A. Mirhashemi, S. Amirifar, A. Tavakoli Kashani, X. Zou // Accident Analysis and Prevention. – 2022. – Vol. 174. – C. 106720. - DOI: 10.1016/j.aap.2022.106720.

    [11] Pedestrian distraction: Mobile phone use and its associations with other risky crossing behaviours and conflict situations / L.T. Truong, N.H. Thai, T.V. Le, A.K. Debnath // Safety Science. – 2022. – Vol. 153. – C. 105816. - DOI: 10.1016/j.ssci.2022.105816.

    [12] Can automated driving prevent crashes with distracted Pedestrians? An exploration of motion planning at unsignalized Mid-block crosswalks / H. Zhu, T. Han, W.K.M. Alhajyaseen, [et al.] // Accident, Analysis and Prevention. – 2022. – Vol. 173. – C. 106711. - DOI: 10.1016/j.aap.2022.106711.

    [13] A method in modeling interactive pedestrian crossing and driver yielding decisions during their interactions at intersections / T. Fu, X. Yu, B. Xiong [et al.] // Transportation Research Part F Traffic Psychology and Behaviour. – 2022. – Vol. 88. – Pp. 37–53. – DOI: 10.1016/j.trf.2022.05.005.

    [14] Raoniar, R. Pedestrian red-light violation at signalised intersection crosswalks: Influence of social and non-social factors / R. Raoniar, A.K. Maurya // Safety Science. – 2022. – Vol. 147. – C. 105583. – DOI: 10.1016/j.ssci.2021.105583.

    [15] Kim, J.U. Uncertainty-Guided Cross-Modal Learning for Robust Multispectral Pedestrian Detection / J.U. Kim, S. Park, Y.M. Ro // IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. – 2022. – Vol. 32. – Pp. 1510-1523. – DOI: 10.1109/TCSVT.2021.3076466.

    [16] Новиков, А.И. Наноэлектроника: очередной этап развития электронной техники / А.И. Новиков, Т.П. Новикова, М.Д. Евтеев // ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ: ПУТИ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ : сборник материалов 3-й Международной научно-практической конференции. - Курск, 2013. - С. 140-142.

    [17] К вопросу развития системы энергообразования двигателей внутреннего сгорания / А.И. Новиков, С.В. Дорохин, Т.П. Новикова, А.Г. Каширских // Альтернативные источники энергии на автомобильном транспорте: проблемы и перспективы рационального использования : сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2014. - С. 272-274.

    [18] Новиков, А.И. Применение нанотехнологий в автомобильном транспорте: учебное пособие / А.И. Новиков. - Воронеж, 2016. – 156 с.

    [19] Аникеев, Е.А. Общегородские и магистральные системы управления дорожным движением / Е.А. Аникеев // Моделирование систем и процессов. – 2018. – Т. 11, № 4. – С. 4-11. - DOI: 10.12737/article_5c79642b735693.94065713.

    [20] Rasch, A. Modeling Drivers’ Strategy When Overtaking Cyclists in the Presence of Oncoming Traffic / A. Rasch, M. Dozza // IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems. – 2022. – Vol. 23. – Pp. 2180–2189. – DOI: 10.1109/TITS.2020.3034679.

  • С. 35-44.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-44-54

С.А. Сазонова1

Разработка программных продуктов с использованием символьных и строковых переменных в объектно-ориентированной среде
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Рассматриваются особенности разработки программных продуктов с использованием символьных и строковых переменных в объектно-ориентированной среде С++ Builder. Подробно рассмотрен синтаксис в различных примерах при использовании в программных продуктах на языке C++Builder символьных и строковых переменных. Примеры использования символьных и строковых переменных в объектно-ориентированной среде программирования C++ Builder, разработанных автором, представлены в виде алгоритмов, программного кода и программных интерфейсов. В работе подробно изложены примеры разработки программ с использованием символов и строковых переменных. Обоснован выбор метода, необходимого для решения задач, с учетом имеющихся исходных данных, а также с учетом прогноза ожидаемых результатов и особенностей их получения и дальнейшей обработки. Рассмотрена внешняя спецификация и основные особенности решения поставленных задач. Приведенные примеры алгоритмов и программ в задачах с символами и строковыми переменными в среде C++ Builder являются основой для разработки программного обеспечения для решения инженерно-технических задач. Предложенные подходы могут быть использованы на практике так как изложенные в работе алгоритмы послужат при решении поставленных инженерно-технических задач в качестве комплексного примера.
  • Ключевые слова — Программирование, язык программирования, С++ Builder, символьных и строковых переменных, алгоритмы, листинги программ, интерфейсы программ.

  • [1] Культин, Н.Б. Самоучитель C++ Builder / Н.Б. Культин. - 2004. - 320 с.

    [2] Архангельский, А.Я. Программирование в C++ / А.Я. Архангельский. - 2010. - 1230 с.

    [3] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052012. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [4] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [5] Measures based on the results of control of dustiness of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060029. - DOI: 10.1063/5.0072037.

    [6] Dust control of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, E. Vysotskaya [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060028. - DOI: 10.1063/5.0072036.

    [7] Dust cleaning of working areas in the production of granulated foam glass ceramics / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Pro-ceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060030. - DOI: 10.1063/5.0072038.

    [8] Measures to improve the performance of concrete of rein-forced concrete supports of technological overpasses / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, N.V. Akamsina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. V International Scientific Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. - 2021. - P. 052036. - DOI: 10.1088/1755-1315/839/5/052036.

    [9] Sazonova, S.A. Simulation of a transport standby for ensuring safe heat supply systems operation / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International science and technology conference "FarEastCon-2019". - 2020. - P. 052004. - DOI: 10.1088/1757-899X/753/5/052004.

    [10] Development and application of a portable lightweight sound suppression panel to reduce noise at permanent and temporary workplaces in the manufacturing and repair workshops / V.F. Asminin, E.V. Druzhinina, S.A. Sazonova, D.S. Osmolovsky // Akustika. - 2019. - V. 34. - Pp. 18-21.

    [11] Evdokimova, S.A. Segmentation of store customers to increase sales using ABC-XYZ-analysis and clustering methods / S.A. Evdokimova // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. - С. 012117. - DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012117.

    [12] Behaviour of concrete with a disperse reinforcement under dynamic loads / S.D. Nikolenko, E.A. Sushko, S.A. Sazonova [et al.] // Magazine of Civil Engineering. - 2017. - № 7 (75). - Pp. 3-14. - DOI: 10.18720/MCE.75.1.

    [13] Flexural strength of fiber reinforced concrete structures / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22075. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022075.

    [14] Weld defects and automation of methods for their detection / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22078. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022078.

    [15] Sazonova, S. Control of the formation of defects in brickwork of buildings / S. Sazonova, S. Nikolenko, S. Dorokhin, D. Sysoev // AIP Conference Proceedings. - 2022. - V. 2467- P. 020023. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [16] Martignano, M. Static Analysis for Ada, C/C++ and Python: Different Languages, Different Needs / M. Martignano // Ada User Journal. – 2021. – Vol. 41(2). – Pp. 199-202. – DOI: 10.1145/3530801.3530807.

    [17] Delgado-Pérez, P. Customizable and scalable automated assessment of C/C++ programming assignments / P. Delgado-Pérez, I. Medina-Bulo // Computer Applications in Engineering Education. – 2020. – Vol. 28(6). – Pp. 1449-1466. – DOI: 10.1002/cae.22317.

    [18] NOBRAINER: A Tool for Example-Based Transformation of C/C++ Code / V.V. Savchenko, K.S. Sorokin, I.E. Bronshtein [et al.] // Programming and Computer Software. – 2020. – Vol. 46(5). – Pp. 362-372. – DOI: 10.1134/S0361768820040052.

    [19] Krasnov, M.M. Functional Programming Library for C++ / M.M. Krasnov // Programming and Computer Software. – 2020. – Vol. 46(5). – Pp. 330-340. – DOI: 10.1134/S0361768820050047.

    [20] Sun, J.C.-Y. A smart eye-tracking feedback scaffolding approach to improving students’ learning self-efficacy and performance in a C programming course / J.C.-Y. Sun, K.Y.-C. Hsu // Computers in Human Behavior. – 2019. – Vol. 95. – Pp. 66-72. – DOI: 10.1016/j.chb.2019.01.036.

    [21] Garber, D. Efficient online linear optimization with approximation algorithms / D. Garber // Mathematics of Operations Research. – 2021. – Vol. 46(1). – Pp. 204-220. – DOI: 10.1287/MOOR.2020.1053.

    [22] Verified simulation for robotics / A. Cavalcanti, A. Sampaio, A. Miyazawa [et al.] // Science of Computer Programming. – 2019. – Vol. 174. – Pp. 1-37. – DOI: 10.1016/j.scico.2019.01.004.

    [23] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference "Earth science" (ISTC EarthScience-2022). - 2022. - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [24] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference "Earth science" (ISTC EarthScience-2022). - 2022. - P. 052012. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052012.

    [25] Novikov, A.I. Grading of scots pine seeds by the seed coat color: how to optimize the engineering parameters of the mobile optoelectronic device / A.I. Novikov, V.K. Zolnikov, T.P. Novikova // Inventions. - 2021. - V. 6, № 1. - P. 7. - DOI: 10.3390/inventions6010007.

    [26] Methods of assessing the effectiveness of reforestation based on the theory of fuzzy sets / A. Kuzminov, L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Forestry Forum "Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions". - 2020. - P. 012007. - DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012007.

    [27] Sakharova, L. Methodology for assessing the sustainability of agricultural production, taking into account its economic efficiency / L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2019). - 2019. - P. 012019. - DOI: 10.1088/1755-1315/392/1/012019.

    [28] Belokurov, V.P. Modeling passenger transportation processes using vehicles of various forms of ownership / V.P. Belokurov, S.V. Belokurov, V.K. Zolnikov // Transportation Research Procedia. - 2018. - P. 44-49. - DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.041.

    [29] Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 012045. - DOI: 10.1088/1742-6596/973/1/012045.

    [30] Methods of multi-criteria optimization in problems of simulation of trucking industry / S.V. Belokurov, V.P. Belokurov, V.K. Zolnikov, O.N. Cherkasov // Transportation Research Procedia. 12th International Conference "Organization and Traffic Safety Management in Large Cities", SPbOTSIC 2016. - 2017. - Pp. 47-52. - DOI: 10.1016/j.trpro.2017.01.010.

  • С. 44-54.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-55-62

С.А. Сазонова1, А.И. Барсуков1, А.А. Осипов1

Математическая модель для расчета ресурсов при ликвидации возможных пожаров на объекте массового пребывания людей
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Рассматривается место проведения спасательных мероприятий, а так же схема обмена сообщений со службами в случае возникновения пожара. Изложены особенности подготовки к локализации пожаров подразделениями пожарной охраны. Рассмотрена организация ликвидации пожара персоналом до прибытия пожарных подразделений. В качестве объекта защиты рассмотрен объект массового пребывания людей на примере киноконцертного зала «Октябрь» в г. Липецк. Выполнен расчет необходимого количества сил и средств для ликвидации пожара на кровле объекта защиты. Разработаны схемы развертывания сил и средств для тушения кровли и развертывания по ликвидации пожара на кровле объекта. Выполнено обоснование применения основных систем пожарной безопасности для объекта массового пребывания людей. Выполнено совершенствование и обоснование мероприятий по тушению пожара с применением водяных систем пожаротушения. Разработана принципиальная схема внутреннего противопожарного водообеспечения объекта защиты. Выполнено обоснование и применение фотолюминесцентных эвакуационных систем. Предлагается предложить установить основные элементы систем пожаротушения, что позволит обеспечить время реагирования основных сил и средств на ликвидацию ЧС, а также скоординировать основные мероприятия по эвакуации пострадавшего населения с данного объекта.
  • Ключевые слова — Математическая модель, пожарная безопасность, объект массового пребывания людей, спасательные мероприятия, расчет сил и средств, развертывание по ликвидации пожара, системы пожаротушения.

  • [1] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052012. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [2] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [3] Measures based on the results of control of dustiness of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060029. - DOI: 10.1063/5.0072037.

    [4] Dust control of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, E. Vysotskaya [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060028. - DOI: 10.1063/5.0072036.

    [5] Dust cleaning of working areas in the production of granulated foam glass ceramics / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Pro-ceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060030. - DOI: 10.1063/5.0072038.

    [6] Measures to improve the performance of concrete of rein-forced concrete supports of technological overpasses / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, N.V. Akamsina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. V International Scientific Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. - 2021. - P. 052036. - DOI: 10.1088/1755-1315/839/5/052036.

    [7] Sazonova, S.A. Simulation of a transport standby for ensuring safe heat supply systems operation / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International science and technology conference "FarEastCon-2019". - 2020. - P. 052004. - DOI: 10.1088/1757-899X/753/5/052004.

    [8] Development and application of a portable lightweight sound suppression panel to reduce noise at permanent and temporary workplaces in the manufacturing and repair workshops / V.F. Asminin, E.V. Druzhinina, S.A. Sazonova, D.S. Osmolovsky // Akustika. - 2019. - V. 34. - Pp. 18-21.

    [9] Evdokimova, S.A. Segmentation of store customers to increase sales using ABC-XYZ-analysis and clustering methods / S.A. Evdokimova // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. - С. 012117. - DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012117.

    [10] Behaviour of concrete with a disperse reinforcement under dynamic loads / S.D. Nikolenko, E.A. Sushko, S.A. Sazonova [et al.] // Magazine of Civil Engineering. - 2017. - № 7 (75). - Pp. 3-14. - DOI: 10.18720/MCE.75.1.

    [11] Flexural strength of fiber reinforced concrete structures / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22075. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022075.

    [12] Weld defects and automation of methods for their detection / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22078. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022078.

    [13] Sazonova, S. Control of the formation of defects in brickwork of buildings / S. Sazonova, S. Nikolenko, S. Dorokhin, D. Sysoev // AIP Conference Proceedings. - 2022. - V. 2467- P. 020023. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [14] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference "Earth science" (ISTC EarthScience-2022). - 2022. - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [15] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference "Earth science" (ISTC EarthScience-2022). - 2022. - P. 052012. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052012.

    [16] Novikov, A.I. Grading of scots pine seeds by the seed coat color: how to optimize the engineering parameters of the mobile optoelectronic device / A.I. Novikov, V.K. Zolnikov, T.P. Novikova // Inventions. - 2021. - V. 6, № 1. - P. 7. - DOI: 10.3390/inventions6010007.

    [17] Methods of assessing the effectiveness of reforestation based on the theory of fuzzy sets / A. Kuzminov, L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Forestry Forum "Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions". - 2020. - P. 012007. - DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012007.

    [18] Sakharova, L. Methodology for assessing the sustainability of agricultural production, taking into account its economic efficiency / L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2019). - 2019. - P. 012019. - DOI: 10.1088/1755-1315/392/1/012019.

    [19] Belokurov, V.P. Modeling passenger transportation processes using vehicles of various forms of ownership / V.P. Belokurov, S.V. Belokurov, V.K. Zolnikov // Transportation Research Procedia. - 2018. - P. 44-49. - DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.041.

    [20] Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 012045. - DOI: 10.1088/1742-6596/973/1/012045.

    [21] Methods of multi-criteria optimization in problems of simulation of trucking industry / S.V. Belokurov, V.P. Belokurov, V.K. Zolnikov, O.N. Cherkasov // Transportation Research Procedia. 12th International Conference "Organization and Traffic Safety Management in Large Cities", SPbOTSIC 2016. - 2017. - Pp. 47-52. - DOI: 10.1016/j.trpro.2017.01.010.

    [22] Программное обеспечение систем управления "умным" жилым домом / С.И. Поляков, В.И. Акимов, А.В. Полуказаков [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2021. - Т. 14, № 1. - С. 58-67. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-58-67.

  • С. 55-62.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-63-77

С.А. Сазонова1, Г.И. Сметанкина1, А.А. Осипов1

Конечно-элементное моделирование состояния металлических конструкций каркасного здания
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Для рассматриваемых групп конструкций - металлических ферм, балок, колонн, лестничных площадок и маршей многоэтажного каркасного здания выполнено сплошное визуальное и детальное инструментальное обследование. Для несущих конструкций выполнены поверочные расчеты их несущей способности. На основании сопоставления выявленных при обследовании дефектов и результатов поверочных расчетов выполнена оценка технического состояния для отдельных конструкций, для каждой группы конструктивных элементов, а также для здания в целом. Для конструкций, имеющих дефекты и повреждения приведены рекомендации по их восстановлению и ремонту. Были зафиксированы дополнительные повреждения и дефекты, появление которых связано на исследуемом объекте в связи с вынужденным перерывом в производстве строительных работ. Результаты обследований и расчетов показали, что можно считать техническое состояние лестничных площадок и маршей в целом работоспособным. Результаты поверочного расчета показали, что техническое состояние металлических колонн в целом можно признать работоспособным. Результаты поверочного расчета на компьютере конструкций металлических ферм представлены в виде мозаики и эпюр внутренних усилий. При выполнении поверочных расчетов применен метод конечных элементов.
  • Ключевые слова — Металлические конструкции, каркасное здание, техническое обследование, численные методы, моделирование, расчеты по программе на компьютере, конечно-элементная модель.

  • [1] ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния : издание официальное : дата введения 2014.01.01. - М. : Стандартинформ, 2011. – 59 с.

    [2] СП 13-102-2003 Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений : издание официальное : дата введения 23.08.21. - М. : Госстрой России, 2004. – 31 с.

    [3] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052012. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [4] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [5] Measures based on the results of control of dustiness of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060029. - DOI: 10.1063/5.0072037.

    [6] Dust control of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, E. Vysotskaya [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060028. - DOI: 10.1063/5.0072036.

    [7] Dust cleaning of working areas in the production of granulated foam glass ceramics / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // AIP Conference Pro-ceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060030. - DOI: 10.1063/5.0072038.

    [8] Measures to improve the performance of concrete of rein-forced concrete supports of technological overpasses / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, N.V. Akamsina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. V International Scientific Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. - 2021. - P. 052036. - DOI: 10.1088/1755-1315/839/5/052036.

    [9] Sazonova, S.A. Simulation of a transport standby for ensuring safe heat supply systems operation / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. International science and technology conference "FarEastCon-2019". - 2020. - P. 052004. - DOI: 10.1088/1757-899X/753/5/052004.

    [10] Development and application of a portable lightweight sound suppression panel to reduce noise at permanent and temporary workplaces in the manufacturing and repair workshops / V.F. Asminin, E.V. Druzhinina, S.A. Sazonova, D.S. Osmolovsky // Akustika. - 2019. - V. 34. - Pp. 18-21.

    [11] Evdokimova, S.A. Segmentation of store customers to increase sales using ABC-XYZ-analysis and clustering methods / S.A. Evdokimova // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. - С. 012117. - DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012117.

    [12] Behaviour of concrete with a disperse reinforcement under dynamic loads / S.D. Nikolenko, E.A. Sushko, S.A. Sazonova [et al.] // Magazine of Civil Engineering. - 2017. - № 7 (75). - Pp. 3-14. - DOI: 10.18720/MCE.75.1.

    [13] Flexural strength of fiber reinforced concrete structures / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22075. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022075.

    [14] Weld defects and automation of methods for their detection / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22078. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022078.

    [15] Sazonova, S. Control of the formation of defects in brickwork of buildings / S. Sazonova, S. Nikolenko, S. Dorokhin, D. Sysoev // AIP Conference Proceedings. - 2022. - V. 2467- P. 020023. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [16] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference "Earth science" (ISTC EarthScience-2022). - 2022. - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [17] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International science and technology conference "Earth science" (ISTC EarthScience-2022). - 2022. - P. 052012. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052012.

    [18] Novikov, A.I. Grading of scots pine seeds by the seed coat color: how to optimize the engineering parameters of the mobile optoelectronic device / A.I. Novikov, V.K. Zolnikov, T.P. Novikova // Inventions. - 2021. - V. 6, № 1. - P. 7. - DOI: 10.3390/inventions6010007.

    [19] Methods of assessing the effectiveness of reforestation based on the theory of fuzzy sets / A. Kuzminov, L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Forestry Forum "Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions". - 2020. - P. 012007. - DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012007.

    [20] Sakharova, L. Methodology for assessing the sustainability of agricultural production, taking into account its economic efficiency / L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2019). - 2019. - P. 012019. - DOI: 10.1088/1755-1315/392/1/012019.

    [21] Belokurov, V.P. Modeling passenger transportation processes using vehicles of various forms of ownership / V.P. Belokurov, S.V. Belokurov, V.K. Zolnikov // Transportation Research Procedia. - 2018. - P. 44-49. - DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.041.

    [22] Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 012045. - DOI: 10.1088/1742-6596/973/1/012045.

    [23] Methods of multi-criteria optimization in problems of simulation of trucking industry / S.V. Belokurov, V.P. Belokurov, V.K. Zolnikov, O.N. Cherkasov // Transportation Research Procedia. 12th International Conference "Organization and Traffic Safety Management in Large Cities", SPbOTSIC 2016. - 2017. - Pp. 47-52. - DOI: 10.1016/j.trpro.2017.01.010.

    [24] Программное обеспечение систем управления "умным" жилым домом / С.И. Поляков, В.И. Акимов, А.В. Полуказаков [и др.] // Моделирование систем и процессов. - 2021. - Т. 14, № 1. - С. 58-67. - DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-1-58-67.

  • С. 63-77.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-77-83

А.В. Скрыпников1, О.Г. Стукало1, В.В. Денисенко1, Д.Н. Бакаев1, А.А. Минакова1, А.О. Бутенко1

Моделирование рисков реализации проектов развития предприятий мясоперерабатывающей промышленности
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий (ВГУИТ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • В статье рассмотрена матрица оценки рисков, по мнению авторов, она является базисом для моделирования рисков реализации проектного управления развитием предприятий мясоперерабатывающей промышленности. Данная матрица разработана в соответствии со структурными представлениями о проектном управлении развитием отраслевых организаций как о системе, предложено ее использование совместно с кривой Гартнера, на основе разделения полученные группы по степени рискованности их инновационных проектов. В соответствии с методологией, предлагаемой Гартнер, чтобы принять правильное решение о том, когда внедрять тот или иной проект, сформированы основные вопросы, которые необходимо уравновесить компании при разработке кривой цикла зрелости технологий. Рассмотрено проектное управление с точки зрения формирование единой информационной среды. Построена модель реализации нескольких проектов компании мясоперерабатывающей промышленности с помощью программного продукта @RISK. Описаны достоинства и недостатки детерминированного и стохастического анализа риска на основе моделирования Монте-Карло. С учетом того, что каждый проект имеет 5% вероятность неудачи в любом месяце показан сводный график ежемесячных затрат. В результате запуска моделирования представлен обще затраты по проекту.
  • Ключевые слова — Процессный подход, проектное управление, прокрастинация, диджитализация, моделирование.

  • [1] Панченко В.Е. Сетизация инновационной среды в условиях цифровой трансформации : специальность 08.00.05 : дисс. … канд. экон. наук / Панченко Виктория Евгеньевна. – Воронеж, 2020. – 189 с.

    [2] Зинченко, А.Г. Gartner Hype Cycle как инструмент повышения производительности / А.Г. Зинченко, Е.Л. Незнахина // Управление производительностью: опыт и проблемы нижегородских предприятий : сборник научных трудов. – Нижний Новгород, 2020. – С. 80-83.

    [3] Артеменко, М.В. Кривые Гартнера-ретропредикативные иллюстранты трансформаций востребований социальных практик к цифровым технологиям // Медико-экологические информационные технологии-2020 : сборник научных статей. – Курск, 2020. – С. 287-300.

    [4] Диаграмма Ганта для управления проектами: плюсы и минусы. - URL: https://blog.ganttpro.com/ru/gantt-chart-onlineproject-planning-pros-cons-ru/ (дата обращения: 13.03.2022).

    [5] Wrike: Versatile & Robust Project Management Software : PRINCE2 — ведущая методология управления проектами. – URL: https://www.wrike.com/ru/blog/prince2-vedushhaya-metodologiyaupravleniya-proektami/ (дата обращения: 13.03.2022).

    [6] Probabilistic Gantt and Critical Index (@RISK for Project). – URL: https://www.palisade.com/models/?language=english&dimension=topics&subfilter=project-management (дата обращения: 13.03.2022).

    [7] Диаграмма Ганта. - URL: https://spravochnick.ru/menedzhment/prognozirovanie_i_planirovanie/diagramma_ga nta/ (дата обращения: 13.03.2022).

    [8] Ханьков, В.Ю. Современные школы управления проектами, компаниями, их роль в поиске методов организации труда / В.Ю. Ханьков // Менеджмент качества. - 2016. - №2 (34). - С. 144-151.

    [9] Мирсаидов, А.Б. Инновационный потенциал региональных промышленных систем / А.Б. Мирсаидов // Науковедение. – 2016. - Т. 8, №2. – С. 60. - DOI: 10.15862/95EVN216.

    [10] Туриченко, Л.П. Роль инвестиционных проектов в развитии предприятия / Л.П. Туриченко, Г.М. Агджоян // Матрица научного познания. - 2020. - №12-1. - С. 219-226.

    [11] Калиниченко, М.П. Устойчивое развитие предприятия: оценка, проект, функциональная стратегия маркетинг менеджмента / М.П. Калиниченко // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Экономика. - 2019. - №1. - С. 40-52. - DOI: 10.24143/2073-5537-2019-1-40-52.

    [12] Симакова, Е.В. Управление рисками на промышленном предприятии / Е.В. Симакова // Молодой ученый. - 2019. - № 2. - С. 272-274.

    [13] Jorion Philippe Value at Risk, The New Benshmark for Managing Financial Risk (2nd Ed.). Lavoisier.fr. - URL: http://www.lavoisier.fr/livre/notice.asp?id=OOLWR2AAAO3OWX (дата обращения: 23.03.2022).

    [14] Branagh, Sinead and Ratcliffe, John: Dublin city foresight. Technological University Dublin 2002. - URL: https://clck.ru/N27o5 (дата обращения 12.04.2022).

    [15] Gary S. Lynch. Risk Management and Economic Change. A Catalyst for Reevaluating Business Preparedness, Mitigation and Response. Dl.booktolearn.com. - URL: http://dl.booktolearn.com/ebooks2/management/9780470424964_single_point_of_failure_403b.pdf (дата обращения: 23.03.2022).

    [16] Boshkov, T. Creating successful management through risk exposure detection and access to finance of the company / T. Boshkov // Quality - Access to Success. - 2017. - Vol. 18, I. 156. - Pp. 116-118.

  • С. 77-83.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-83-93

А.В. Стариков1, А.А. Старикова2, А.А. Грибанов1

Алгоритмизация технологических режимов автоматизированной системы комбинированного орошения в теплицах с использованием электрохимически активированной воды
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    2ООО “ЭЛ-ЭКС”, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • В тепличном хозяйстве орошение является одним из основных технологических процессов, который в существенной мере обеспечивает качественные и объемные показатели производимой продукции. При этом широкое распространение получила технология комбинированного орошения, сочетающая в себе малообъемные способы капельного и аэрозольного орошения. Рассмотрена система комбинированного орошения, в состав которой включена установка для электрохимической активации (ЭХА) воды. Расширенные возможности этой системы обусловлены реактивной способностью метастабильных продуктов ЭХА воды  католита и анолита. В растениеводстве католит и анолит используются как стимулятор роста и антисептик соответственно. Автоматизация системы комбинированного орошения, помимо ресурсосбережения, также направлена на предотвращение нарушений технологических режимов, обусловленных субъективным (“человеческим”) фактором. В статье рассмотрены алгоритмы управления режимами капельного и аэрозольного орошения обычной водой, капельного и аэрозольного орошения католитом, аэрозольного орошения анолитом. В начале выполнения алгоритма выполняется контрольное тестирование, предназначенное для выявления возможных неисправностей в системе орошения (например, разрыв капельных трубок или засоление капельниц). В случае обнаруженной неисправности выдается диагностическое сообщение, сопровождаемое звуковым сигналом. Более сложные технологические режимы орошения, связанные с использованием католита и анолита, включают в себя также контроль работоспособности установки для ЭХА воды. Контроль технологических параметров орошения (влажность почвы, влажность воздуха, уровень pH почвы) осуществляется путем опроса соответствующих датчиков и сравнения полученных значений с заданными. При достижении заданных значений по сигналу микроконтроллера происходит отключение соответствующих технологических звеньев (электронасосов, электромагнитных клапанов). Представленные алгоритмы предназначены для разработки программного обеспечения микроконтроллерного блока управления системой комбинированного орошения.
  • Ключевые слова — Теплицы, комбинированная система орошения, автоматизация, электрохимически активированная вода, католит, анолит, технологический режим, алгоритмизация.

  • [1] Григоров, М.С. Способы, техника полива и режимы орошения сельскохозяйственных культур в открытом грунте и теплицах / М.С. Григоров // Научное обеспечение национального проекта «Развитие АПК»: материалы научно-практической конференции. - Волгоград: Волгоградский государственный аграрный университет. - 2008. - С. 51-53.

    [2] Система комбинированного орошения и эффективность производства овощной продукции / Н.Н. Дубенок, А.В. Майер, В.М. Гуренко, С.В. Бородычев // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2019. - № 2(54). - С. 253-265. - DOI: 10.32786/2071-9485-2019-02-31.

    [3] Прилуцкий, В.И. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия / В.И. Прилуцкий, В.М. Бахир. – М. : ВНИИМТ, 1995. – 228 с.

    [4] Белицкая, М.Н. Электроактивированная вода: возможности использования в растениеводстве / М.Н. Белицкая, Е.Э. Нефедьева // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. - Т. 17, №24. - С. 124-128.

    [5] Создание эффективных экологически безопасных технологий и технических средств орошения нового поколения / С.Я. Семененко, М.Н. Лытов, Е.И. Чушкина, А.Н. Чушкин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование.  2018. - №2 (50). - С. 64-71.

    [6] Aspects of Electrochemically Activated Water Solutions Practical Use / V. Ptashnyk, I. Bordun, V. Pohrebennyk [et al.] // Journal of Ecological Engineering. – 2020. – Vol. 21, I. 7. - Pp. 222-231. – DOI: 10.12911/22998993/125588.

    [7] Стариков, А.В. Стимулирование роста тепличных растений путем подпитки электрохимически активированной водой с использованием специальной системы туманообразования / А.В. Стариков, А.В. Колесников, В.В. Найденко // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2017. - Т. 3, № 1 (27). - С. 345-350.

    [8] Стариков, А.В. Разработка усовершенствованной автоматизированной установки для электрохимической активации воды / А.В. Стариков, В.В. Найденко // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. №5 (41). - С. 74-79.

    [9] Стариков, А.В. Возможности использования и особенности построения автоматизированной системы полива электрохимически активированной водой в тепличных комплексах / А.В. Стариков, А.В. Колесников // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. - 2018. - №5 (41). - С. 21-25.

    [10] Стариков, А.В. Система комбинированного орошения в тепличных комплексах с использованием электрохимически активированной воды / А.В. Стариков, А.А. Старикова // Механизация и автоматизация технологических процессов в сельскохозяйственном производстве : сборник материалов национальной научно-практической конференции. – Воронеж, 2020. - С. 492-498.

    [11] Ресурсосберегающие энергоэффективные экологически безопасные технологии и технические средства орошения : справочник. - М.: ФГБНУ “Росинформагротех”, 2015. - 264 с.

    [12] Hatem, E. An Automated Irrigation System for Greenhouses / E. Hatem // American Journal of Electrical and Electronic Engineering. – 2017. - Vol. 5(2). - Pp. 48-57. – DOI: 10.12691/ajeee-5-2-3.

    [13] Мелихова, Е.В. Моделирование и оптимизация комбинированного орошения на основе цифровых информационных технологий : специальность 06.01.02 – Мелиорация, рекультивация и охрана земель : автореф. дис. …д-ра техн. наук / Елена Валентиновна Мелихова. - Волгоград, 2019. - 40 с.

    [14] Kirkpatrick, R. Mechanism of action of Electro-Chemically Activated Water / R. Kirkpatrick. - LAP LAMBERT Academic Publishing, 2019. – 264 p.

    [15] Вотченников, И. Автоматизация тепличного комплекса / И. Вотченников // Control Engineering Россия. – 2020. - №2(86). - С. 74-76.

    [16] Силуянов, И. Автоматизация тепличных комплексов / И. Силуянов // Control Engineering Россия. – 2021. - №3(93). - С. 9630.

    [17] Алюков, В. Автоматизированная система контроля технологических параметров тепличного комбината / В. Алюков, В. Куртов, Н. Куртов // СТА: Современные технологии автоматизации. – 2007. - № 4. – С. 52.

    [18] Автоматизация управления капельным поливом тепличных культур / И.З. Аширов, В.А. Шахов, С.В. Горячев [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2017. - №4 (66). - С. 133-135.

    [19] Лях, Т.В. Автоматизированная верификация алгоритмов управления сложными технологическими объектами на программных имитаторах / Т.В. Лях, В.Е. Зюбин, Н.О. Гаранина // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Информационные технологии. - 2018. – Т. 16, №8. - С. 85-94. – DOI: DOI: 10.25205/1818-7900-2018-16-4-85-94.

    [20] Усмонов, У.Т. Принцип построения алгоритмов управления технологическими объектами / У.Т. Усмонов, С.У. Фарходов, Ю.Ш. Авазов // Современные материалы, техника и технологии. – 2017. - №4(12). - С. 47-51.

  • С. 83-93.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-93-102

П.А. Чубунов1, А.П. Лапшин2, М.В. Солодилов3, Р.Б. Рязанцев 4, Н.Г. Гамзатов3, С.А. Евдокимова3

Компьютерное моделирование радиационного воздействия на энергонезависимую память с высоким быстродействием
  • 1АО «Научно-исследовательский институт космического приборостроения»

    2АО «Научно-исследовательский институт приборов»

    3ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

    4АО «ВЗПП-С»

  • Статья посвящена исследованию радиационного воздействия на энергонезависимую память. В основе энергонезависимой памяти с высоким быстродействием лежит сегнетоэлектрический эффект. В работе описан принцип работы памяти FRAM, рассмотрены характеристики различных вариантов реализации FRAM. Особое внимание уделено описанию экспериментальных исследований стойкости FRAM от воздействия ионизационного излучения космического пространства. Рассматривались PZT-FRAM трех производителей Krysalis Corporation, National Semiconductor Corporation и Sandia National Labratories. В работе проиллюстрированы зависимости заряда переключения при воздействиях рентгеновского излучения, изменение заряда при облучении и отжиге при низких температурах, графики петель Гистерезиса и др. Были изучено влияние нейтронов на PZT FRAM путем измерения полного заряда переключения, наблюдаемого при измерении петли Гистерезиса; остаточного заряда; эффекта при повторном цикле чтения/записи. В эксперименте участвовали три образца с разными PZT-пленками толщиной 240, 250 и 400 нм.
  • Ключевые слова — Радиационное воздействие, энергонезависимая память, сегнетоэлектрический эффект, стойкость, КМОП-технология, петля Гистерезиса.

  • [1] Research on single event effect test of a RRAM memory and space flight demonstration / H. Lyu, H. Zhang, B. Mei [et al.] // Microelectronics Reliability. – 2021. – Vol. 126. – C. 114347. – DOI: 10.1016/j.microrel.2021.114347.

    [2] Dependable non-volatile memory / A. Martens, R. Scholz, P. Lindow [et al.] // SYSTOR 2018 - Proceedings of the 11th ACM International Systems and Storage Conference. – 2018. – P. 1-12. – DOI: 10.1145/3211890.3211898.

    [3] Gonzalez-Velo, Y. Review of radiation effects on ReRAM devices and technology / Y. Gonzalez-Velo, H.J. Barnaby, M.N. Kozicki // Semiconductor Science and Technology. – 2017. – Vol. 32 (8). – C. 083002. – DOI: 10.1088/1361-6641/aa6124.

    [4] Метод и алгоритм поиска дефектов для радиационно-стойких микросхем / К.В. Зольников, В.А. Скляр, В.П. Крюков [и др.] // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2014. – № 2. – С. 10-13.

    [5] Комбаев, Т.Ш. Проектирование радиационной защиты комплекса научной аппаратуры космического аппарата дистанционного зондирования Земли / Т.Ш. Комбаев, М.Е. Артемов, И.В. Зефиров // Инженерный журнал: наука и инновации. - 2019. - № 5 (89). - С. 6. - DOI: 10.18698/2308-6033-2019-5-1878.

    [6] Challenges and approaches to radiation hardness control of electronic components to in-space high-energy particles exposure / V. Anashin, P. Chubunov, A. Koziukov [et al.] // Proceedings - 2018 20th International Symposium on High-Current Electronics, ISHCE 2018. - 2018. - С. 31-34. - DOI: 10.1109/ISHCE.2018.8521206.

    [7] Разработка средств автоматизации проектирования специализированных микросхем для управляющих вычислительных комплексов двойного назначения : монография / В.Н. Ачкасов, В.М. Антимиров, В.Е. Межов, В.К. Зольников. - Воронеж, 2005. – 240 с.

    [8] Design and characterization of a CMOS two-stage miller amplifier for ionizing radiation dosimetry / G. Salaya, M. Garcia-Inza, S. Carbonetto, A. Faigon //2017 Argentine Conference of Micro-Nanoelectronics, Technology and Applications, CAMTA 2017. – 2017. – C. 8058137. – DOI: 10.1109/CAMTA.2017.8058137.

    [9] High-Voltage LDMOS transistors on an SOI structure for electronics that operate in extreme conditions / S.I. Babkin, S.I. Volkov, A.A. Glushko [et al.] // Russian Microelectronics. – 2020. – Vol. 49(4). – Pp. 285 – 2941. – DOI: 10.1134/S1063739720030026.

    [10] Role of tungsten dopants in indium oxide thin-film transistor on radiation hardness technology / D.-B. Ruan, P.-T. Liu, K.-J. Gan [et al.] // Applied Physics Letters. – 2020. – Vol. 116(18). – C. 182104. – DOI: 10.1063/1.5142557.

    [11] Radiation effects and reliability characteristics of Ge pMOSFETs / D.-B. Ruan, K.-S. Chang-Liao, Z.-Q. Hong // Microelectronic Engineering. – 2019. – Vol. 21615. – C. 111034. – DOI: 10.1016/j.mee.2019.111034.

    [12] Новикова, Т.П. Разработка алгоритма решения задач управления последовательностью испытаний электронной компонентной базы / Т.П. Новикова // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - № 8. - С. 85-87.

    [13] Effect of gamma irradiation on leakage current in CMOS readout chips for the ATLAS upgrade silicon strip tracker at the HL-LHC / S. Stucci, G. Rosin, A. Tricoli [et al.] // 2017 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, NSS/MIC 2017 - Conference Proceedings. – 2018. – C. 8532840. – DOI: 10.1109/NSSMIC.2017.8532840.

    [14] Таперо, К.И. Проблемные вопросы оценки стойкости электронной компонентной базы к воздействию поглощенной дозы ионизирующего излучения космического пространства / К.И. Таперо // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. - 2021. - № 4. - С. 5-14.

    [15] Локальная радиационная защита электронной компонентной базы космических аппаратов / А. Якушевич, Ю. Богатырев, С. Грабчиков [и др.] // Электроника: Наука, технология, бизнес. - 2021. - № 1 (202). - С. 166-172. - DOI: 10.22184/1992-4178.2021.202.1.166.172.

    [16] Backside illuminated CMOS-TDI line scan sensor for space applications / O. Cohen, O. Ofer, G. Abramovich [et al.] // Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering. – 2018. – Vol. 10641. – C.106410R. – DOI: 10.1117/12.2304511.

    [17] An integrated RAD-hard test-vehicle for embedded emerging memories / N. Lupo, C. Calligaro, C. Wenger, F. Maloberti // 2016 IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems, ICECS 2016. – 2017. – C. 7841118. – DOI: 10.1109/ICECS.2016.7841118.

    [18] Результаты радиационных испытаний высокоточного звёздного датчика нового поколения и его комплектующих / Р.В. Бессонов, А.А. Кобелева, С.А. Прохорова [и др.] // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. - 2021. - Т. 18, № 6. - С. 127-137. - DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-6-127-137.

    [19] Simulation of annealing and the ELDRS in p-MNOS RADFETS / E.V. Mrozovskaya, P.A. Zimin, P.A. Chubunov [et al.] // High Temperature Material Processes. - 2019. - Т. 23, № 4. - С. 313-318. - DOI: 10.1615/HighTempMatProc.2019031964.

    [20] Зольников, К.В. Проблемы моделирования воздействия космического излучения на элементную базу / К.В. Зольников, В.А. Скляр, С.А. Евдокимова // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру. – 2014. – № 2. – С. 17-20.

  • С. 93-102.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-102-109

П.А. Чубунов1, М.В. Солодилов2, Р.Б. Рязанцев3, Н.Н. Литвинов2, Н.Г. Гамзатов2, Т.В. Скворцова2, О.В. Оксюта2

Компьютерное моделирование воздействия радиации на энергонезависимую память OxRAM
  • 1АО «Научно-исследовательский институт космического приборостроения»

    2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова

    3АО «ВЗПП-С»

  • В работе рассматриваются вопросы обеспечения стойкости энергонезависимой памяти при радиационном воздействии. Были проведены экспериментальные исследования стойкости мемристоров. Механизм переключения на мемристорах ТаОх схож, но не идентичен с мемристором TiO2. Рентгеновские данные показали, что состояние «выкл» наиболее подвержено радиационному повреждению, поэтому до γ-облучения все устройства были сброшены в состояние «выкл». После завершения последовательности облучения был выполнен цикл установки/сброса. Для примера построены графики чтения I-V кривых, показывающие небольшое изменение наклона. Изменения установки/сброс находится в диапазоне наблюдаемых электрических колебаний в устройстве между циклами, поэтому его нельзя однозначно отнести к γ-облучению. При облучении в статическом режиме с ЛПЭ 70 МэВ∙см2/мг одиночные эффекты не наблюдались, а в динамическом режиме были.
  • Ключевые слова — Электронная компонентная база, энергонезависимая память OxRAM, радиационное воздействие, космическое пространство, ионизационное излучение.

  • [1] Improving TID radiation robustness of a CMOS OxRAM-Based neuron circuit by using enclosed layout transistors / P.I. Vaz, P. Girard, A. Virazel, H. Aziza // IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems. – 2021. – Vol. 29(6). – C. 9394780. – DOI: 10.1109/TVLSI.2021.3067446.

    [2] Формирование ЭКБ для космического применения / П.П. Куцько, П.Л. Пармон, В.К. Зольников, С.А. Евдокимова // Моделирование информационных систем : сборник материалов Международной научно-практической конференции. - Воронеж, 2021. - С. 469-474. - DOI: 10.34220/MIS 469-474.

    [3] A CMOS OxRAM-based neuron circuit hardened with enclosed layout transistors for aerospace applications / P.I. Vaz, P. Girard, A. Virazel, H. Aziza // Proceedings - 2020 26th IEEE International Symposium on On-Line Testing and Robust System Design, IOLTS 2020. – 2020. – C. 9159709. – DOI: 10.1109/IOLTS50870.2020.9159709.

    [4] Temperature dependence of single-event transient pulse widths for 7-nm bulk FinFET technology / J. Cao, L. Xu, S.-J. Wen [et al.] // IEEE International Reliability Physics Symposium Proceedings. – 2020. – C. 91292542020. – DOI: 10.1109/IRPS45951.2020.9129254.

    [5] Волощенко, П.Ю. Анализ передачи амплитуды напряжения сигнала в кросс-бар структуре энергонезависимой памяти на основе мемристоров / П.Ю. Волощенко, Ю.П. Волощенко, В.А. Смирнов // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2019. - № 6 (208). - С. 112-121. -DOI: 10.23683/2311-3103-2019-6-112-121.

    [6] Calibration and electric characterization of p-mnos RADFETS at different dose rates and temperatures / P.A. Zimin, E.V. Mrozovskaya, P.A. Chubunov [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. - 2019. - Т. 940. - С. 307-312. - DOI: 10.1016/j.nima.2019.05.099.

    [7] Ле, Б.Ч. Технология построения регистратора параметров цифровой системы управления на основе сегнетоэлектрической энергонезависимой памяти / Б.Ч. Ле, Ю.А. Холопов // ТРУДЫ МФТИ. Труды Московского физико-технического института (национального исследовательского университета). - 2017. - Т. 9, № 2 (34). - С. 136-142.

    [8] Разработка радиационно стойкой энергонезависимой ячейки памяти SONOS на базе технологии 180 нм / Д.В. Червонный, Р.А. Арилин, Н.Н. Матвеев [и др.] // Наноиндустрия. - 2020. - Т. 13, № S5-1 (102). - С. 228-229. - DOI: 10.22184/1993-8578.2020.13.5s.228.229.

    [9] Исследование особенностей интеграции элементов энергонезависимой памяти fram c кмоп технологией / О.М. Орлов, Д.Д. Воронов, Р.А. Измайлов, Г.Я. Красников // Микроэлектроника. - 2017. - Т. 46, № 5. - С. 380-385. - DOI: 10.7868/S0544126917050088.

    [10] Близно, М.В. Исследование закономерностей развития энергонезависимой памяти / М.В. Близно // Проблемы искусственного интеллекта. - 2019. - № 2 (13). - С. 39-48.

    [11] Фортинский, Ю.К. Создание подсистемы верификации сложных цифровых микросхем с учетом радиационного воздействия / Ю.К. Фортинский, В.К. Зольников, М.В. Конарев. - Воронеж, 2011. – 208 с.

    [12] Сегнетоэлектрическая память: современное производство и исследования / Д.А. Абдуллаев, Р.А. Милованов, Р.Л. Волков [и др.] // Российский технологический журнал. - 2020. - Т. 8, № 5 (37). - С. 44-67. -DOI: 10.32362/2500-316X-2020-8-5-44-67.

    [13] ELDRS in P-MOS and P-MNOS based RAD-FETS with thick gate insulators: experiment and simulation / P.A. Zimin, V.S. Anashin, P.A. Chubunov [et al.] / 2018 18th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems, RADECS 2018. - 2020. - С. 9328654. - DOI: 10.1109/RADECS45761.2018.9328654.

    [14] Inter-device radiation-induced leakages in the bulk 180-nm CMOS technology / A.B. Boruzdina, Y.M. Gerasimov, N.G. Grigor’ev [et al.] // Russian Microelectronics. – 2019. – Vol. 48(4). – Pp. 268-272. – DOI: 10.1134/S1063739719030028.

    [15] Total ionizing dose effects on CMOS devices in a 110 nm technology / E. Riceputi, L. Gaioni, M. Manghisoni [et al.] // PRIME 2017 - 13th Conference on PhD Research in Microelectronics and Electronics, Proceedings. – 2017. – C. 797415213. – DOI: 10.1109/PRIME.2017.7974152.

    [16] Новикова, Т.П. Управление процессом испытаний электронной компонентной базы и оценка средств его обеспечения / Т.П. Новикова, В.К. Зольников // Научно-технический вестник Поволжья. - 2018. - № 11. - С. 235-238.

    [17] Результаты испытаний аналого-цифрового преобразователя и процессора на стойкость к воздействию ТЗЧ, ВЭП и нейтронов / Р.Р. Хайдаров, Т.С. Наполова, С.В. Колпачков [и др.] // Радиационная стойкость электронных систем «Стойкость-2021» : сборник тезисов докладов 24-й Всероссийской научно-технической конференции. - Лыткарино, 2021. - С. 93-94.

    [18] Мрозовская, Е.В. Проявление эффекта низкой интенсивности в МНОП-структуре / Е.В. Мрозовская, П.А. Чубунов, Г.И. Зебрев // Наноиндустрия. - 2021. - Т. 14, № S7 (107). - С. 924-925. - DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.7s.924.925.

    [19] Основные конструктивно-технологические особенности MRAM / Д.В. Васильев, В.В. Амеличев, Д.В. Костюк [и др.] // Нано- и микросистемная техника. - 2020. -Т. 22, № 7. - С. 353-361. - DOI: 10.17587/nmst.22.353-361.

    [20] Технология мемристоров / А.Н. Палагушкин, Ф.А. Юдкин, С.А. Прокопенко, А.П. Сергеев // Электронная техника. Серия 3: Микроэлектроника. - 2018. - № 2 (170). - С. 20-26.

  • С. 102-109.

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-110-128

В.А. Беспалов1, Д.А. Товарнов1, Н.А. Дюжев1, М.А. Махиборода1, Е.Э. Гусев1, К.В. Зольников2

Обзор методов измерения механической прочности тонких плёнок
  • 1НИУ МИЭТ, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    2ООО «Интеллектуальные микросистемы»

  • В данной обзорной статье рассматриваются методы измерения основных механических свойств тонких пленок: испытание на растяжение, индентирование, оценка запаса механической прочности по кривизне системы пластина - тонкая плёнка, контроль выдуванием за счёт подачи избыточного давления, исследование с использованием деформированного и резонансного кантилевера. В процессе критического анализа отечественных и зарубежных литературных источников выявлены преимущества и недостатки методов, объяснена мотивация авторов для проведения подобных исследований. В дополнении к существующим широко используемым методам приведена оригинальная и относительно новая методика — использование электрического тока в качестве контролируемого средства приложения термомеханических напряжений к электрическим проводникам для характеристики их усталостного поведения. Также указаны подходы для повышения механической прочности тонких плёнок.
  • Ключевые слова — Механические свойства, прочность, предел текучести, механические напряжения, модуль Юнга, размер зерна, усталость материала, тонкие плёнки, дефекты, деформация, МЭМС.

  • [1] Technique for Analyzing Volumetric Defects Using Digital Elevation Model of a Surface / A.A. Dedkova, I.V. Florinsky, E.E. Gusev [et. al.] // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2021. – Vol. 57(11). – Pp. 1000–1007. – DOI: 10.31857/S01303082211100.

    [2] Fonseca, D.J. On MEMS Reliability and Failure Mechanisms / D.J. Fonseca, M. Sequera // International Journal of Quality, Statistics and Reliability. – 2011. – P. 1–7. - DOI: 10.1155/2011/820243.

    [3] Microelectromechanical System Sensor Market by Type and Application: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2019-2026, Allied Market Research. – URL: Microelectromechanical System Market by Type, and Application: Global Opportunity Analysis and Industry Forecast, 2019-2026 (researchandmarkets.com) (дата обращения: 07.07.2022).

    [4] Microelectromechanical Systems for Nanomechanical Testing: Electrostatic Actuation and Capacitive Sensing for High-Strain-Rate Testing / C. Li, D. Zhang, G. Cheng, Y. Zhu // Experimental Mechanics. – 2020. – Vol. 60. – P. 329–343. – DOI: 10.1007/s11340-019-00565-5.

    [5] Khan, N. Design and development of a MEMS butterfly resonator using synchronizing beam and out of plane actuation / N. Khan, M.J. Ahamed // Microsystem Technologies. – 2020. – Vol. 26. – Pp. 1643-1652. – DOI: 10.1007/s00542-019-04705-8.

    [6] Thermal Management Using MEMS Bimorph Cantilever Beams / R.A. Coutu Jr, R.S. LaFleur, J.P.K. Walton [et al.] // Experimental Mechanics. – 2016. – Vol. 56. –Pp. 1293–1303. – DOI: 10.1007/s11340-016-0170-1.

    [7] Size Effects of Hardness and Strain Rate Sensitivity in Amorphous Silicon Measured by Nanoindentation / D.M. Jarząbek, M. Milczarek, S. Nosewicz [et al.] // Metall Mater Trans A. – 2020. – Vol. 51. – Pp. 1625–1633. – DOI: 10.1007/s11661-020-05648-w.

    [8] Rosenmayer, C.T. Mechanical Testing of Thin Films / C.T. Rosenmayer, F.R. Brotzen, R.J. Gale // MRS Online Proceedings Library. – 1988. – Vol. 130. – Pp. 77–86. – DOI: 10.1557/PROC-130-77.

    [9] Brotzen, F.R. Mechanical testing of thin films / F.R. Brotzen, S. Moore // International Materials Reviews. – 1994. – Vol. 39. Pp. 24-45. – DOI: 10.1179/095066094790150973.

    [10] Tensile Properties of FreeStanding Aluminum Thin Films / D.T. Read, Y.W. Cheng, R.R. Keller, J.D. McColskey // Scripta Materialia.- 2001. – Vol. 45 (5). – Pp. 583–589.

    [11] A New Method for Tensile Testing of Thin Films / J.A. Ruud, D. Josell, F. Spaepen, A.L. Greer // Journal of Materials Research. – 1993. – Vol. 8(1). – Pp. 112–117. - DOI: 10.1017/S0884291400120412.

    [12] Espinosa, H.D. Plasticity Size Effects in Free-Standing Submicron Polycrystalline FCC Films Subjected to Pure Tension / H.D. Espinosa, B.C. Prorok, B. Peng // Journal of the Mechanics and Physics of Solids. – 2004. – Vol. 52(3). – Pp. 667–689. - DOI: 10.1016/J.JMPS.2003.07.001.

    [13] Haque, M.A. Deformation Mechanisms in Free-Standing Nanoscale Thin Films: A Quantitative in situ Transmission Electron Microscope Study / M.A. Haque, M.T.A. Saif // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. – 2004. – Vol. 101(17). – Pp. 6335–6340. – DOI: 10.1073/PNAS.0400066101.

    [14] Ruoff, A.L. The Fracture and Yield Strengths of Diamond, Silicon and Germanium / Ruoff, A.L. // High-Pressure Science and Technology. Springer, Boston, MA, 1979. – Pp. 1557–1580. – DOI: 10.1007/978-1-4684-7470-1_194.

    [15] Vanlandingham, M.R. Review of Instrumented Indentation / M.R. Vanlandingham // Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology. – 2003. – Vol. 108(4). – Pp. 249–265. – DOI: 10.6028/jres.108.024.

    [16] Marchesini, O. Vickers Indentation Curves of Magnesium-Oxide (MgO) / O. Marchesini, G. Meille // Journal of Tribology-Transactions of the ASME. – 1984. – Vol. 106(1). – Pp. 43–48. – DOI: 10.1115/1.3260865.

    [17] Doerner, M.F. A Method for Interpreting the Data from Depth-Sensing Indentation Measurements / M.F. Doerner, W.D. Nix // Journal of Materials Research. – 1986. – Vol. 1(4). – Pp. 601–616. – DOI: 10.1557/JMR.1986.0601.

    [18] Oliver, W.C. An Improved Technique for Determining Hardness and Elastic-Modulus Using Load and Displacement Sensing Indentation Experiments / W.C. Oliver, G.M. Pharr // Journal of Materials Research. – 1992. – Vol. 7(6). – Pp. 1564–1583. – DOI: 10.1557/JMR.1992.1564.

    [19] King, R.B. Sliding Contact Stresses in A Two-Dimensional Layered Elastic Half-Space / R.B. King, T.C. Osullivan // International Journal of Solids and Structures. – 1987. – Vol. 23(5). – Pp. 581–597. – DOI: 10.1016/0020-7683(87)90019-9.

    [20] Tsui, T.Y. Influences of Stress on the Measurement of Mechanical Properties Using Nanoindentation: Part 1. Experimental Studies in an Aluminum Alloy / T.Y. Tsui, W.C. Oliver, G.M. Pharr // Journal of Materials Research. – 1996. – Vol. 11(3). – Pp. 752–759. - DOI: 10.1557/JMR.1996.0091.

    [21] Bolshakov, A. Influences of Stress on the Measurement of Mechanical Properties Using Nanoindentation: Part 2. Finite Element Simulations / A. Bolshakov, W.C. Oliver, G.M. Pharr // Journal of Materials Research. – 1996. – Vol. 11(3). – Pp. 760–768. – DOI: 10.1557/JMR.1996.0092.

    [22] Hainsworth, S.V. Analysis of nanoindentation load-displacement loading curves / S.V. Hainsworth, H.W. Chandler, T.F. Page // Journal of Materials Research. – 1996. – Vol. 11(8). – Pp. 1987–1995. - DOI: 10.1557/JMR.1996.0250.

    [23] Berriche, R. Vickers Hardness from Plastic Energy / R. Berriche // Scripta Metallurgica et Materialia. – 1995. – Vol. 32(4). – Pp. 617–620. – DOI: 10.1016/0956-716X(95)90847-D.

    [24] Li, X. D.; Bhushan, B. A Review of Nanoindentation Continuous Stiffness Measurement Technique and Its Applications / X.D. Li, B. Bhushan // Materials Characterization. – 2002. – Vol. 48(1). – Pp. 11–36. – DOI: 10.1016/S1044-5803(02)00192-4.

    [25] Хохлова, Ю. Индентирование от макро- до нано- и примеры исследований свойств материалов с особой структурой / Ю. Хохлова, М. Хохлов // Paton Electric Welding Institute of NAS of Ukraine. – 2016. - № 12. – DOI: 10.13140/RG.2.2.22072.96008.

    [26] Игнатович, С.Р. Определение микромеханических характеристик поверхности материалов с использованием наноиндентометра «Микрон-гамма» / С.Р. Игнатович, И.М. Закиев, В.И. Закиев // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. – 2008. – Т. 42. - С. 86-89.

    [27] ГОСТ Р 8.748-2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 1. Метод испытаний : дата введения 2011.12.13. – Москва : Стандартинформ, 2013. – 28 с.

    [28] Oliver, W.C. Mesurement of hardness and elastic modulus by instrumented indentation: Advances in understanding and refinements to methodology / W.C. Oliver, G.M. Pharr // Journal of Materials Research. – 2004. – Vol. 19, № 1. – DOI: 10.1557/jmr.2004.19.1.3.

    [29] Size Effects of Hardness and Strain Rate Sensitivity in Amorphous Silicon Measured by Nanoindentation / D.M. Jarzabek, M. Milczarek, S. Nosewicz [et al.] // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2020. – Vol. 51. – Pp. 1625–1633. – DOI: 10.1007/s11661-020-05648-w.

    [30] Freund, L.B. Thin Film Materials: Stress, Defect Formation and Surface Evolution / L.B. Freund, S. Suresh // Cambridge University Press: Cambridge, 2003. – 820 p.

    [31] Ohring, M. Materials Science of Thin Films, Deposition and Structure / M. Ohring // Academic Press: San Diego, CA, 2002. – 808 p.

    [32] Nix, W.D. Mechanical-Properties of Thin-Films / W.D. Nix // Metallurgical Transactions A. – 1989. – Vol. 20(11). – Pp. 2217–2245. – DOI: 10.1007/BF02666659.

    [33] Jankowski, A.F. Effects of Deflection on Bulge Test Measurements of Enhanced Modulus in Multilayered Films / A.F. Jankowski, T. Tsakalakos // Thin Solid Films. – 1996. – Vol. 291. – Pp. 243–247. – DOI: 10.1016/S0040-6090(96)09031-1.

    [34] Small, M.K. Analysis of the Accuracy of the Bulge Test in Determining the Mechanical-Properties of Thin-Films / M.K. Small, W.D. Nix // Journal of Materials Research. – 1992. – Vol. 7 (6). – Pp. 1553–1563. - DOI: 10.1557/JMR.1992.1553.

    [35] Liechti, K. M. Large-Scale Yielding in Blister Specimens / K.M. Liechti, A. Shirani // International Journal of Fracture. – 1994. – Vol. 67 (1). – Pp. 21–36. - DOI: 10.1007/BF00032362.

    [36] Pressure and friction dependent mechanical strength – cracks and plastic flow / D.A. Wiegand, B. Redingius, K. Ellis, C. Leppard // International Journal of Solids and Structures. – 2011. – Vol. 48, I. 11–12. – Pp. 1617-1629. – DOI: 10.1016/j.ijsolstr.2011.01.025.

    [37] Gusev, E. Investigating Mechanical Strength of Multilayer Membranes for MEMS Converters of Physical Quantities / Gusev, E., Dedkova, A. Djuzhev // Nanoindustry Russia. – 2018. – № 1. – Pp. 538-541. – DOI: 10.22184/1993-8578.2018.82.538.541.

    [38] Jinling, Y. Fracture Properties of LPCVD Silicon Nitride and Thermally Grown Silicon Oxide Thin Films from the Load-Deflection of Long Si3N4 and SiO2/Si3N4 Diaphragms / Y. Jinling, G. João, P. Oliver // Journal of Microelectromechanical Systems. – 2008. – Vol. 17, I. 5. – Pp. 1120-1134. – DOI: 10.1109/JMEMS.2008.928706.

    [39] Venkatraman, R. Separation of film thickness and grain boundary strengthening effects in Al thin films on Si / R. Venkatraman, J.C. Bravman, // Journal of Materials Research. – 1992. - Vol. 7, I. 8. - Pp. 2040-2048. - DOI: 10.1557/JMR.1992.2040.

    [40] Experimental Determination of Mechanical Properties of the Anode Cell of an X-Ray Lithograph / N. Djuzhev, E. Gusev, A. Dedkova [et. al.] // Technical Physics. – 2020. – Vol. 65(11). – Pp. 1755-1759. – DOI: 10.1134/S1063784220110055.

    [41] Petersen, K.E. Youngs Modulus Measurements of Thin-Films Using Micromechanics / K.E. Petersen, C.R. Guarnieri // Journal of Applied Physics. – 1979. – Vol. 50 (11). – Pp. 6761–6766. – DOI: 10.1063/1.325870.

    [42] Osterberg, P. M. M-TEST: A Test Chip for MEMS Material Property Measurement Using Electrostatically Actuated Test Structures / P.M. Osterberg, S.D. Senturia // Journal of Microelectromechanical Systems. – 1997. – Vol. 6 (2). – Pp. 107–118. - DOI: 10.1109/84.585788.

    [43] Mechanical Deflection of Cantilever Microbeams – A New Technique for Testing the Mechanical-Properties of Thin-Films / T.P. Weihs, S. Hong, J.C. Bravman, W.D. Nix // Journal of Materials Research. – 1988. – Vol. 3 (5). – Pp. 931–942. – DOI: 10.1557/JMR.1988.0931.

    [44] Mönig, R. Thermal Fatigue Testing of Thin Metal Films / R. Mönig, R.R. Keller, C.A. Volkert, // Review of Scientific Instruments. – 2004. – Vol. 75 (11). – Pp. 4997–5004. – DOI: 10.1063/1.1809260.

    [45] Microstructure Evolution During Alternating-Current-Induced Fatigue / R.R. Keller, R.H. Geiss, Y.-W. Cheng, D.T. Read // Proceedings of the International Mechanical Engineering Conference and Exposition 2004. - American Society of Mechanical Engineers, 2004. - Pp. 107–112.

    [46] Geiss, R.H. TEM Study of Dislocation Loops in Deformed Aluminium Films / R.H. Geiss, D.T. Read, R.R. Keller // Microscopy and Microanalysis. – 2005. – Vol. 11 (S02). – Pp. 1870–1871. – DOI: 10.1017/S1431927605508626.

    [47] Strain-Induced Grain Growth During Rapid Thermal Cycling of Aluminum Interconnects / R.R. Keller, R.H. Geiss, N. Barbosa [et al.] // Metallurgical and Materials Transactions A. – 2007. – Vol. 38 (13). – Pp. 2263– 2272. – DOI: 10.1007/s11661-006-9017-1.

    [48] The Effect of Ion Beam Etching on Mechanical Strength Multilayer Aluminum Membranes / E.E. Gusev, A.V. Borisova, A.A. Dedkova, A.A. Salnikov, V.Y. Kireev // 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). – 2019. – Pp. 1990-1994. – DOI: 10.1109/eiconrus.2019.8657243.

    [49] Власов, А.И. Анализ влияния формы мембраны на механическую прочность и стабильность параметров МЭМС-сенсоров давления / А.И. Власов, Т.А. Цивинская, В.А. Шахнов // Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС). - 2016. - № 4. - С. 65-70.

    [50] Microscopis strength of silicon partiles in an aluminium-silicon alloy / M.G. Mueller, M. Fornabaio, G. Zagar, A. Mortensen // Acta Materialia. – 2016. – Vol. 105(15). – Pp. 165-175. – DOI: 10.1016/j.actamat.2015.12.006.

    [51] Clemens, B.M. Structure and Strength of Multilayers / B.M.Clemens, H. Kung, S.A. Barnett // MRS Bulletin. – 1999. – Vol. 24. – Pp. 20–26. – DOI: 10.1557/S0883769400051502.

    [52] Morris, M.A. The effect of geometrically necessary dislocations on grain refinement during severe plastic deformation and subsequent annealing of Al–7% Si / M.A. Morris, I. Gutierrez-Urrutia, D.G. Morris, // Materials Science and Engineering A. – 2008. – Vol. 493. – Pp. 141–147. – DOI: 10.1016/j.msea.2007.07.096.

  • С. 110-128.

DOI: 10.12737/2219-0767-2022-15-3-128-136

М.Э. Харченко1, В.А. Дорохов1, М.И. Колесников1

Оценка влияния структурных особенностей кристалла на стойкость ДМОП транзисторов к ионизирующему излучению
  • 1АО «ВЗПП-С»

  • Работа посвящена исследованию влияния структурных особенностей кристалла на стойкость DMOS транзисторов при воздействии ионизирующего излучения. Проведено сравнение результатов приборно-технологического моделирования серийно выпускаемых p-канальных DMOS транзисторов, рассчитанных на максимальное допустимое напряжение сток-исток 60В и 100В. Моделирование проводилось в среде TCAD, были учтены все основные физические принципы исследуемой структуры с помощью соответствующих математических моделей. Полученные значения электропараметров модели показали полное соответствие нормативным значениям. Определены критические места конструкции кристалла, влияющие на работоспособность транзисторов при воздействии ионизирующего излучения космического пространства. Оценено влияние напряженности электрического поля в теле кристалла на стойкость к ионизирующему излучению. Показано, что фактические значения напряженности электрического поля в области p-n-перехода не превышают значения критической напряженности, имея запас более чем в 1,22 раза.
  • Ключевые слова — Полевые транзисторы, МОП, ДМОП, MOS, DMOS, критическая напряженность электрического поля, стойкость, ионизирующее излучение, САПР TCAD.

  • [1] Патент № 201024089/28 Российская Федерация, Полупроводниковый прибор : № 2437183 : заявл. 11.06.2010 ; опубл. 20.12.2011 / Б.М. Бубукин, А.Н. Кастрюлев, Б.Г. Рязанцев ; заявитель и патентообладатель ОАО «ВЗПП-сборка». – 7 с.

    [2] Shockley, W. Statistics of the Recombination of Holes and Electrons / W. Shockley, W.T. Read // Physical Review. – 1952. – Vol. 87. – Pp. 835-842. – DOI: 10.1103/PHYSREV.87.835.

    [3] Hall, R.N. Electron Hole Recombination in Germanium / R.N. Hall // Physical Review. – 1952. – Vol. 87. – C. 387. – DOI: 10.1103/PHYSREV.87.387.

    [4] Roulston, D.J. Modeling and Measurement of Minority-Carrier Lifetime versus Doping in Diffused Layers of n ±p Silicon Diodes / D.J. Roulston, N.D. Arora, S.G. Chamberlain // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1982. –Vol. 29. – Pp. 284-291. – DOI: 10.1109/T-ED.1982.20697.

    [5] Law, M.E. Self-Consistent Model of Minority-Carrier Lifetime, Diffusion Length, and Mobility / M.E. Law, E. Solley, D. Burk // IEEE Electron Device Letters. – 1991. – Vol. 12, № 8. – Pp. 401-403. – DOI: 10.1109/55.119145.

    [6] Fossum, J.G. A Physical Model for the Dependence of Carrier Lifetime on Doping Density in Nondegenerate Silicon / J.G. Fossum, D.S. Lee // Solid State Electronics. – 1982. – Vol. 25 (8). – Pp. 741-747. - DOI: 10.1016/0038-1101(82)90203-9.

    [7] Barnes, J.J. Finite-element Simulation of GaAs MESFET’s with Lateral Doping Profiles and Sub-micron Gates / J.J. Barnes, R.J. Lomax, G.I. Haddad // IEEE Transactions on Electron Devices. – 1976. - Vol. 23 (9). – Pp. 1042-1048. – DOI: 10.1109/T-ED.1976.18533.

    [8] Yu, Z. SEDAN III-A Generalized Electronic Material Device Analysis Program / Z. Yu, R.W. Dutton // Stanford Electronics Laboratory Technical Report. - Stanford University, 1985. – 105 p.

    [9] Joyce, W.B. Analytic Approximation for the Fermi Energy of an ideal Fermi Gas / W.B. Joyce, R.W. Dixon // Applied Physics Letters. – 1977. – Vol. 31 (5). – Pp. 354-356. – DOI: 10.1063/1.89697.

    [10] Baliga, B.J. Advanced high voltage power device concepts / B.J. Baliga. – Springer Science, 2011. – 568 p. – DOI: 10.1007/978-1-4614-0269-5.

    [11] Никишин, В.И. Проектирование и технология производства мощных СВЧ транзисторов / В.И. Никишин. – М. : «Радио и связь», 1989. – 144 с.

    [12] Atlas User’s Manual, Device simulation software / Silvaco, Inc. - Santa Clara, 2018. - 1691 р.

    [13] Silvaco TCAD tools: Victory Process User’s Manual, Process simulation software. – Santa Clara, 2018. - 1186 р.

    [14] TCAD-based performance analysis of nanoscale vacuum field-emission transistors at advanced technology nodes / I. Evsikov, G. Demin, N. Djuzhev, M. Makhiboroda // Proceedings of SPIE. - 2019. - № 3. – P. 104. - DOI: 104.10.1117/12.2522483.

    [15] Зи, С. Физика полупроводниковых приборов / С. Зи. - М.: «Мир», 1984. - 455 с.

  • С. 128-136.