ХАБАРШЫСЫ ВЕСТНИК - Вестник НИА РК

(1)

Қазақстан Республикасы

Ұлттық инженерлiк академиясының

ХАБАРШЫСЫ

ВЕСТНИК

Национальной инженерной академии Республики Казахстан

№ 4 (86)

Алматы

2022

(2)

МЕЖДУНАРОДНЫЙ

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

ВЕСТНИК НАЦИОНАЛЬНОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ АКАДЕМИИ РК

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР aкадемик Б. Т. ЖУМАГУЛОВ РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Н. М. Темирбеков – академик, заместитель главного редактора; Е. И. Имангалиев – ответственный секретарь; академик Ж. М. Адилов, академик А. Ч. Джомартов, академик Р. А. Алшанов, академик М. Ж. Битимбаев, академик А. В. Болотов, академик А. И. Васильев (Украина), академик Б. В. Гусев (Россия), академик Г. Ж. Жолтаев, аакадемик В. Ч. Вуйцик (Польша), академик К. К. Кадыржанов, академик К. С. Кулажанов, академик А. А. Кулибаев, академик М. М. Мырзахметов, ака- демик Х. Милошевич (Сербия), академик Г. А. Медиева, академик А. М. Паша- ев (Азербайджан), академик А. К. Тулешов, академик Б. Б. Телтаев, академик Ю. И. Шокин (Россия).

INTERNATIONAL

SCIENTIFICALLY-TECHNICAL JOURNAL HERALD TO NATIONAL ENGINEERING ACADEMY

OF THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN

B. T. ZHUMAGULOV Editor-in-Chief, academician

THE EDITORIAL BOARD:

N. M. Temirbekov – academician, Deputy Editor; Y. I. Imangaliyev – Managing Editor;

Zh. M. Adilov, academician; A. Ch. Dzhomartov, academician; R. A. Alshanov, academician; M. Zh. Bitimbayev, academician; A. V. Bolotov, academician; A. I. Vasilyev, academician (Ukraine); B. V. Gusev, academician (Russia); G. Zh. Zholtayev, academician; Wójcik Waldemar academician (Poland); K. K. Kadyrzhanov, academician;

K. S. Kulazhanov, academician; A. A. Kulibayev, academician; M. M. Myrzakhmetov, academician; H. Miloshevich, academician (Serbiya); G. A. Mediyeva, academician;

A. M. Pashayev, academician (Azerbaijan); A. K. Tuleshov, academician; B. B. Teltayev, academician; Yu. I. Shokin, academician (Russia).

(3)

УЧРЕДИТЕЛЬ:

Республиканское общественное объединение

«Национальная инженерная академия Республики Казахстан».

Издается с 1997 года.

Выходит 4 раза в год.

Свидетельство о регистрации издания № 287 от 14.11.1996 г.,

выдано Национальным агентством по делам печати и массовой информации Республики Казахстан.

Свидетельство о перерегистрации № 4636-Ж от 22.01.2004 г., выдано Министерством информации Республики Казахстан.

Журнал включен Комитетом науки Министерства образования и науки Республики Казахстан в перечень изданий для публикации основных результатов научно-технических работ соис- кателей ученых степеней доктора философии PhD и доктора по профилю и ученых званий доцента и профессора.

Журнал включен в международную англоязычную базу реферативных данных по техниче- ским наукам INSPEC.

Подписку на журнал можно оформить в отделениях связи АО «Казпочта», ТОО Агентстве «Евразия пресс» и ТОО Агентстве «Еврика пресс».

Подписной индекс:

для физических лиц – 75188, для юридических лиц – 25188.

Подписка продолжается в течение года.

Адрес редакции: 050010, г. Алматы, ул. Богенбай батыра, 80, к. 415.

Тел. 8-7272-915290, факс: 8-7272-915190,

e-mail: [email protected], [email protected], www.neark.kz

© Национальная инженерная академия Республики Казахстан, 2022

ISSN 2709–4693

(4)

FOUNDER:

Republic public association

“National Engineering Academy of the Republic of Kazakhstan”.

Published since 1997 year.

Issued 4 times a year.

Certificate about registration the edition N 287, November, 14, 1996, was given by National agency on affaires of press and mass information of the Republic of Kazakhstan.

Certificate about re-registration N 4636-Zh, January, 22, 2004, was given by Ministry of information of the Republic of Kazakhstan.

The Committee of Science of Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan has included the Journal into the list of issues for publication of the main results of scientific-technical investigations of applicants for scientific degrees ( Doctor philosophy PhD, Doctor on specialization) and academic ranks (Professor and Associate professor).

The Journal was included into international English-language abstracts database on technical sciences

“INSPEC”.

Subscription to journal may be drawn up at post offices of OJSC “Kazpochta”, in PLL Agency “Evraziya press” and PLL Agency “Evrika press” .

Subscription index:

for natural persons – 75188, for juristic persons – 25188.

Subscription continues during a year.

Address of editorial offices: 050010, Almaty city, Bogenbay Batyr str., 80, off. 415.

Tel. 8-7272-915290, fax: 8-7272-915190,

e-mail: [email protected], [email protected], www.neark.kz

© National Engineering Academy of the Republic of Kazakhstan, 2022 ISSN 2709–4693

(5)

ҚР ҰЛТТЫҚ ИНЖЕНЕРЛіК АКАДЕМИЯСЫНЫң 2022 ЖЫЛғЫ ЖҰМЫС ҚОРЫТЫНДЫСЫ ЖәНЕ КЕЛЕШЕКТЕГі НЕГізГі МіНДЕТТЕРі 25 қарашада Алматы қаласында көрнекті қазақстандық ғалым-математик, ҚР Парламенті Сенатының депутаты, ҚР ҰИА президенті, академик Жұмағұлов Бақытжан Тұрсынұлының төрағалығымен Қазақстан Республикасы Ұлттық инженерлік академиясының (ҚР ҰИА) жалпы жиналысының сессиясы өтті.

ҚР Ұлттық Инженерлік академиясы 2022 жылдың қорытындысын шығарып, Қазақстанның инженерлік қоғамдастығы назар аударатын негізгі міндеттерді айқындады.

Отырыс барысында қатысушылар Мемлекет Басшысы Қасым-Жомарт Тоқаевтың отандық ғылымды дамыту және оның өндіріспен байланысын нығайту аса маңызды болып табылатыны туралы нұсқауларын басшылыққа ала отырып, белгіленген міндеттерді іске асыруда ғылыми-инженерлік қоғамдастықтың рөлін арттыруға ерек- ше назар аударды.

–Техникалық ғылымдардың, инженерлік істің даму деңгейі – адами капитал сапасының және жалпы экономиканың бәсекеге қабілеттілігінің басты көрсеткіш- терінің бірі. Бүгінгі таңда елдің тұрақты дамуы мен экономикалық қауіпсіздігі инженерлік қоғамдастыққа байланысты деп айту артық айтқандық емес, – деп атап өтті академик Б.Т. Жұмағұлов.

Кеңеске қатысушылар ғылым нәтижелерін іс жүзінде іске асырудың түбегейлі жаңа деңгейіне көшудің, оны өндіріспен, бизнеспен пәрменді интеграциялаудың, нарықтың перспективалық технологиялық талаптарын қанағаттандырудың аса өткір міндеттерін талқылады. Атап айтқанда, өндірістің ғылыми-техникалық мәселелерін шешу үшін консорциумдарды дамыту, ғарыштық зерттеулерді ел экономикасында тиімді пайдалану, ауыл шаруашылығындағы инновациялық технологияларды ком- мерцияландыру тәжірибесі терең талданды. Атом саласының ғылыми-техникалық әлеуетін дамыту, Қазақстанның автожол саласының проблемаларын шешу жолдары туралы ұсыныстар тыңдалды.

Сайлау өтті. Тәуелсіз Қазақстанның үздік инженері (2018), академик Амандық Ба- талов бірінші вице-президент болып сайланды.

ҚР ҰИА Батыс Қазақстан филиалының төрағасы, академик Ақсерік Әйтімов вице-президент болып сайланды.

Еліміздің жетекші инженерлерінің жиналысы Қазақстандағы аграрлық сектордың көшбасшысы – Қазақ Ұлттық аграрлық зерттеу университетінің базасында өткізілді.

Университеттің басты мақсаты – ғылым мен өндірісті интеграциялау, іргелі және қолданбалы ғылыми зерттеулер мен ғылыми-техникалық жобаларға қатысу арқылы жоғары білікті кадрларды даярлау болып табылады.

Жалпы жиналыс көрсеткендей, еліміздің жетекші ғалымдары мен инженерлері 20 қарашада ҚР Президентін сайлауында сенімді жеңіске жеткен Қасым-Жомарт Тоқаевтың жаңа Қазақстанды құру бағытын бірауыздан қолдайды және ғылымның ел экономикасын дамытуға қосатын үлесін күшейту үшін бар күшін салады.

ҚР ҰИА баспасөз орталығы

(6)

Вестник Национальной инженерной академии Республики Казахстан. 2022. № 4 (86) 6

(7)

ИТОГИ РАБОТЫ НАЦИОНАЛЬНОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ АКАДЕМИИ РК зА 2022 ГОД И КЛЮЧЕВЫЕ зАДАЧИ НА ПЕРСПЕКТИВУ

25 ноября в Алматы состоялась Сессия общего собрания Национальной инженер- ной академии Республики Казахстан (НИА РК) под председательством видного казах- станского ученого-математика, депутата Сената Парламента РК, президента НИА РК академика Жумагулова Бакытжана Турсыновича.

Национальная инженерная академия РК подвела итоги 2022 года и определила ключевые задачи, на решение которых будут направлены усилия инженерного со- общества Казахстана.

В ходе заседания участники, руководствуясь указаниями Главы государства Касым-Жомарта Токаева о том, что крайне важным представляется развитие отече- ственной науки и укрепление ее взаимодействия с производством, особое внимание уделили возрастанию роли научно-инженерного сообщества в реализации обозначен- ных задач.

– Уровень развития технических наук, инженерного дела – один из главных по- казателей качества человеческого капитала и конкурентоспособности экономики в целом. Не будет преувеличением сказать, что сегодня от инженерного сообщества во многом зависит устойчивое развитие и экономическая безопасность страны, – отме- тил академик Б.Т. Жумагулов.

Участники совещания обсудили особо острые на сегодня задачи перехода на принципиально новый уровень практической реализации результатов науки, ее дей- ственной интеграции с производством, бизнесом, удовлетворения перспективных технологических требований рынка. В частности, глубоко проанализирован опыт развития консорциумов для выполнения научно-технических задач производства, во- просы эффективного использования в экономике страны результатов исследования космоса, коммерциализации инновационных технологий в сельском хозяйстве. Были заслушаны предложения о развитии научно-технического потенциала атомной отрас- ли, о путях решения проблем автодорожной отрасли Казахстана.

Состоялись выборы. Первым вице-президентом избран лучший инженер незави- симого Казахстана (2018), академик Амандык Баталов.

Вице-президентом избран председатель Западно-Казахстаного филиала НИА РК, академик Аксерик Айтимов.

Собрание ведущих инженеров страны проведено на базе Казахского националь- ного аграрного исследовательского университета – лидера аграрного сектора в Ка- захстане. Главной целью университета является интеграция науки и производства, подготовка высококвалифицированных кадров через участие в фундаментальных, прикладных научных исследованиях и научно-технических проектах.

Как показало Общее собрание, ведущие ученые и инженеры страны единодушно поддерживают курс построения Нового Казахстана, реализуемый Касым-Жомартом Токаевым, одержавшим уверенную победу на выборах Президента РК 20 ноября, и будут прилагать все силы для усиления вклада науки в развитие экономики страны.

Пресс-центр НИА РК

(8)

(9)

УДК 681.5(075)

https://doi.org/10.47533/2020.1606-146X.195

Л. Э. АгИбАевА¹*,С. Т. бАйПАКбАевА², Қ. Н. ҚАдыРжАН³, д. б. ШАЛТыКовА², А. г. МуН⁴, А. ж. АЛИКуЛов^1,2

1Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан,

2Национальная инженерная академия Республики Казахстан, Алматы, Казахстан,

3Алматинский университет энергетики и связи им. Г. Даукеева, Алматы, Казахстан,

4 Назарбаев Университет, Астана, Казахстан

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОННОГО ПАРФЮМА/ЭЛЕКТРОННОЙ АРОМАТЕРАПИИ

Предложена система электронного парфюма, обеспечивающая контролируемое отделение аромакомпонентов от носителя. Показано, что такая система допускает сопряжение с юве- лирными изделиями, отвечающими стилю моды 2020-х годов. В частности, система электрон- ного парфюма может быть встроена в ожерелье из полудрагоценных камней, выполненного в указанном стиле. Предложена конкретная электронная схема, обеспечивающая управление рас- сматриваемой системой. Ее отличительной особенностью является управление через смартфон пользователя. Показано, что существуют предпосылки для импортозамещения традиционной парфюмерной продукции такими системами, а также что они могут быть использованы как основа для систем ароматерапии. Обсуждаются существующие возможности для получения но- сителя аромакомпонентов для систем предложенного типа.

Ключевые слова: ароматерапия, бытовая техника, парфюмерия, теория инноваций, смарт- фон, полимерные гели, джоулево тепло.

Введение. Одним из перспективных направлений цифровизации бытовой техни- ки является модернизация парфюмерной продукции. Данный рынок более чем раз- вит, но подавляющее большинство товаров, представленных на нем, пока не имеет радиоэлектронной составляющей.

Вместе с тем переход к электронному управлению отделением аромакомпоненты представляет вполне определенный интерес как с точки зрения обеспечения импор- тозамещения на рынке парфюмерных изделий [1], так и с точки зрения коррекции психоэмоционального состояния населения методами ароматерапии, что в современ- ных условиях становится все более актуальным [2,3]. Более того, внедрение систем

* E-mail корреспондирующего автора: [email protected]

ИНфоРмАцИоНН0-КоммуНИКАцИоННЫЕ ТЕХНологИИ

(10)

электронной парфюмерии представляет существенный интерес с точки зрения целе- направленного использования инструментов современной теории инноваций [4].

Подчеркиваем также, что потребительская привлекательность (с точки зрения вы- бора конкретного аромата) определяется далеко не только органолептическим вос- приятием. Существенную роль здесь также играют психологические факторы, свя- занные с модой на те или иные изделия. Учитывая, что экологический дискурс давно является неотъемлемой составляющей массового сознания, изделия, обеспечивающе- го психофизиологическую коррекцию, и использующего сугубо природные материа- лы, на которые ориентируется электронная парфюмерия, действительно могут быть внедрены в массовое использование.

Покажем, что электронный парфюм может быть реализован сравнительно про- стыми средствами.

Результаты и их обсуждение. Рассмотрим общую схему устройства электронной парфюмерии (рисунок 1). Данная схема содержит следующие компоненты.

– Картридж (11), который обеспечивает генерацию ароматических паров.

– Биполярный электронный ключ (6), обеспечивающий протекание электрическо- го тока переменной полярности через картридж.

– Микроконтроллер (7), обеспечивающий функционирование ключа (6) в управ- ляемом режиме.

– Bluetooth-модуль (8), обеспечивающий связь устройства со смартфоном пользо- вателя (10), на который установлены управляющий программы;

– Источник питания (9).

При реализации простейшей модификации устройства, которая не требует моду- ляции переменного тока сигналами сложной формы микроконтроллер может быть исключён из схемы за счет того, что его функции передаются Bluetooth-модулю.

Рисунок 1 – Функциональная схема системы электронного парфюма на основе твердотельной или гелеобразной матрицы

(11)

Агибаева Л. Э. и др. Система электронного парфюма/электронной ароматерапии 11

Основным элементом конструкции является картридж (11), который состоит из следующих компонент.

– Композит (1), представляющий собой твердую или гелеобразную матрицу, на- полненную веществом, способным генерировать ароматические пары под воздей- ствием нагрева или электрического тока, контактные площадки (2), обеспечивающие подвод электрического тока к композиту, наружный корпус картриджа (3), защитную воздухопроницаемую сетку (4), ниппель для отвода образующейся при протекании электрического тока через композит газовой фазы (5).

Рассматриваемое устройство работает следующим образом.

Через композит (1), к которому подведены контактные площадки (2) пропускают электрический ток переменной полярности. Это делается для того, чтобы исключить паразитные электролизные процессы, которые могут изменить состав газовой фазы.

При этом в целях миниатюризации системы, ориентированной на использование в качестве источника питания (9) миниатюрной батарейки, используется биполярный ключ (6), что исключает необходимость включения в схему трансформаторов.

Протекание переменного тока через композит приводит к его нагреву джоулевым теплом. Интенсивность теплоотделения регулируется через скважность импульсного тока переменной полярности, протекающего через картридж, величина омического сопротивления которого задается через содержание в жидкой фазе электролита – по- варенной соли, служащей также консервантом сырья.

Частота следования импульсов тока, а также их длительность задается программ- но при помощи микроконтроллера (7) и Bluetooth-модуля (8). Управление осущест- вляется программой, установленной на смартфон пользователя (10).

Образующаяся газовая фаза отводится через ниппель (5), который, в том числе, блокирует воздействие атмосферного воздуха на композит при выключенном устрой- стве.

Для исключения контакта композита с областью отделения газовой фазы, в кото- рой располагается ниппель (5) используется воздухопроницаемая сетка, выполнен- ная, например, из плотной материи (текстиль и т.д.).

В результате, газовая фаза, образующаяся при нагреве композита (1) в регулируе- мом режиме, отводится из устройства, причем такой отвод имеет место только при включении устройства.

Рассмотрим варианты реализации композиционного материала. Современный уровень исследований в области физической химии сорбентов, в том числе полимер- ных гидрогелей (сшитых полимерных сеток), позволяет реализовать широкий спектр различных композиционных материалов, обеспечивающих работу электронного пар- фюма. Существенно, что полимерные гидрогели относятся к классу «intelligent mate- rials», в частности, они проявляют высокую чувствительность к вариациям темпера- туры и кислотности среды [5], к воздействию электрического тока и магнитных полей [6] и т.д. Установлено, что гели способны образовывать комплексы с самыми различ- ными соединениями [7], причем исследования в этом направлении ведутся уже не- сколько десятилетий [8]. Существенно, что в настоящее время отработаны методики, позволяющие осуществлять контролируемое отделение веществ от матриц на основе гидрогелей. Такие методики в настоящее время используются для контролируемого

(12)

введения лекарственных препаратов в организм [9-11], но это не исключает и других направлений для их применения.

Наиболее простой вариант – наполнение любого из твердотельных сорбентов (на- пример, сорбентов на основе бентонита) ароматическими маслами промышленного производства в сочетании с веществами, способствующими образованию комплекса.

Сходный способ может быть реализован с использованием полимерных гидрогелей, более того, использование гидрогелей, в принципе, позволяет существенно упростить получение композита, исключив стадию промышленной очистки эфирных масел. Это определяется тем, что при сорбции полиэлектролитным гелем солей из раствора име- ет место эффект перераспределения концентраций [12,13] и, более того, такие про- цессы могут быть сделаны селективными [14].

Перспективным является также метод получения композит, осуществляемый пу- тем проведения полимеризации непосредственно в жидкой среде, образованной пу- тем засолки растительного сырья, содержащего ароматические компоненты. Обра- зование геля может быть осуществлено как методами, приводящими к образованию геля с химическими узлами сшивки (радикальная полимеризация и т.д.), так и мето- дами, обеспечивающими формирование геля с физическими узлами сшивки (гели на основе желатина, крахмала, поливинилового спирта и т.д.).

Преобразование сырья, содержащего аромакомпоненту, в композит на основе геля необходимо в целях исключения протекания жидкости при нештатных ситуациях, на- пример, при образовании дефектов корпуса или самого картриджа, а также для обе- спечения возможности использовать ниппель для упрощения отвода газовой фазы, содержащей ароматические вещества, в частности, эфирные масла.

Рассмотрим вариант реализации электронного парфюма. Как подчёркивалось выше, изделия, обеспечивающие массовое применение методов ароматерапии для коррекции психофизиологического состояния населения, должны обладать повышен- ной потребительской привлекательностью.

Следовательно, имеет смысл совместить из с изделиями другого назначения, на- пример, с ювелирными украшениями.

Схема системы, реализующей такой подход, показана на рисунке 2.

Рисунок 2 – Размещение узлов системы электронного парфюма внутри ювелирного изделия (браслета или ожерелья, отвечающего тенденциям моды 2020-х годов)

(13)

Агибаева Л. Э. и др. Система электронного парфюма/электронной ароматерапии 13

Основой системы является браслет (или ожерелье), по конструкции отвечающий моде 2020-х годов: крупные полудрагоценные камни (1), каждый из которых крепится на отдельный обод (2), выполненный из драгоценного или полудрагоценного метал- ла. В результате под камнями (1) возникает свободное пространство, в котором могут быть размещены все компоненты системы (5), включая радиоэлектронные.

Подчеркиваем, что характер современной моды на бижутерию и ювелирные из- делия облегчает их сопряжение с системами электронной парфюмерии, так как эле- менты украшений могут достигать размеров до 4 см и более. В качестве иллюстрации на рисунках 3-4 показаны фотографии одного из таких украшений.

Рисунок 3 показывает внешний вид изделия, в том числе с точки зрения его эсте- тической привлекательности. На рисунке 4 показана увеличенная фотография, де- монстрирующая характер ювелирного монтажа для указанной выше цели.

В рассматриваемом случае объем свободного пространства под камнями имеет порядок 2х2х0,4 см, что вполне достаточно даже для размещения типовых радиоэлек- тронных модулей, батарейки питания и миниатюрного картриджа.

Рисунок 3 – Фотографии исходного ювелирного изделия (браслет из полудрагоценных камней), вид сбоку

Рисунок 4 – Фотографии ювелирного монтажа отдельного камня, демонстрирующая возможность сопряжения системы электронного парфюма с ювелирными изделиями,

отвечающими тенденциям моды 2020-х годов

Более того, в данном случае существует возможность разместить отдельные ком- поненты устройства под различными камнями, связывая их проводами (4), пропу- щенными через элементы ювелирного крепления (3), например, цепочки. Это еще больше увеличивает объем пространства, которое может быть отведено на размеще- ние элементов электронного парфюма.

Принципиальная схема системы электронной парфюмерии предложенного типа показана на рисунке 5.

(14)

Рисунок 5 – Радиоэлектронная схема системы электронной парфюмерии Данная схема работает следующим образом.

Для установки режима нагрева пользователь соединяется с устройством че- рез Bluetooth. Далее Bluetooth-модуль (U4), соединенный с микроконтроллером по UART, передает данные на микроконтроллер ATTINY85-20SU (U1). Микроконтрол- лер по полученным данным управляет Н-мостом, который состоит из биполярных транзисторов (Q1, Q2, Q3, Q4), резисторов (R1, R2, R3, R4) и диодов (D1, D2, D3, D4). Управление производится подачей сигнала высокого или низкого уровня на базы биполярных транзисторов (Q1, Q2, Q3, Q4). Направление тока на нагревательном эле- менте соответствует уровням сигнала база-эмиттер транзисторов (Q1, Q2, Q3, Q4).

Биполярные транзисторы работают в режиме ключа. Для защиты от выхода из строя транзисторов на базу подключены резисторы, которые ограничивают ток база- эмиттер. Диоды служат защитой от обратного тока.

Блок-схема программы, обеспечивающей управления системой электронной пар- фюмерии, показана на рисунке 6. Данная схема работает следующим образом.

(15)

15 Агибаева Л. Э. и др. Система электронного парфюма/электронной ароматерапии

Рисунок 6 – Блок-схема программы, обеспечивающей управления системой электронной парфюмерии

При подключении к питанию устройство ожидает внешнее подключение к cмартфону пользователя через канал Bluetooth. После сопряжения устройства со смартфоном переходит в режим ожидания команды от пользователя. При поступле- нии команды микроконтроллер сравнивает полученные данные с возможными режи- мами работы, заранее записанных на микроконтроллер. Далее микроконтроллер за- пускает алгоритм работы устройства, выбранный пользователем. При выборе режима работы 1 микроконтроллер генерирует ШИМ сигнал скважностью 25%, при режиме 2 50%, в режиме 3 75% и в режиме 4 100%.

Для дополнительного повышения потребительской привлекательности элек- тронная схема может также комплектоваться системой подсветки, причем с регули- руемым цветом свечения. Фотография опытного изделия такого типа представлена на рисунке 7.

(16)

а) б)

Рисунок 7 – Фотографии опытного образца с дополнительной подсветкой (на запястье пользо- вателя) при двух различных режимах формирования цветности

заключение. Таким образом, система ароматерапии действительно может быть реализована сравнительно простыми средствами.

Это достигается за счет передачи значительной части управляющих функций про- грамме, установленной на смартфон пользователя, такой подход ранее был апроби- рован на изделиях другого назначения [15,16]. При этом обеспечивается также су- щественное снижение габаритов радиоэлектронного блока, что позволяет встроить систему электронной парфюмерии в ювелирные украшения. Это, в свою очередь, обеспечивает необходимый уровень потребительской привлекательности систем предлагаемого типа.

Настоящая работа выполнена при поддержке гранта № AP08052806 Комитета на- уки Министерства науки и высшего образования РК.

ЛИТЕРАТУРА

1 Витулева Е.С., Габриелян О.А., Григорьев П.Е., Мун Г.А., Сулейменов И.Э. Формирова- ние исследовательских программ как задача прикладной философии // Практическая филосо- фия: состояние и перспективы: сборник материалов научной конференции, Симферополь, 27- 28 мая 2021 года. – Симферополь: Общество с ограниченной ответственностью «Издательство Типография «Ариал», 2021. – С. 140-156.

2 Iglesias-Sanchez P.P., Witt G.F.V., Cabrera F.E., Jambrino-Maldonado C. The Contagion of Sentiments during the COVID-19 Pandemic Crisis: The Case of Isolation in Spain // International journal of environmental research and public health. – 2020. – Vol. 17(16). – P. 5918. DOI: 10.3390/

ijerph17165918.

3 Сулейменов И., Габриелян О., Пак И., Панченко С., Мун Г. Инновационные сценарии в постиндустриальном обществе. – Алматы–Симферополь: Print Express, 2016. – 218 c.

4 Suleimenov I., Kadyrzhan K., Kabdushev S., Bakirov A., Kopishev E. New Equipment for Aromatherapy and Related Mobile App: A Tool to Support Small Peasant Farms in Kazakhstan in Crisis // In: Robotics, Machinery and Engineering Technology for Precision Agriculture. – Singa- pore: Springer, 2022. – P. 347-355. DOI: 10.1007/978-981-16-3844-2_32.

(17)

17 Агибаева Л. Э. и др. Система электронного парфюма/электронной ароматерапии

5 Dergunov S.A., Mun G.A., Dergunov M.A., Suleimenov I.E., Pinkhassik E. Tunable thermosensitivity in multistimuli-responsive terpolymers // Reactive and Functional Polymers. – 2011. – Vol. 71(12). – P. 1129-1136. DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2011.09.005.

6 Suleimenov I.E., Sigitov V.B., Kudaibergenov S.E., Didukh A.G., Fryasinova T.S., Bek- turov E.A. Influence of combined magnetic and electric fields on the behaviour of polyelectrolyte hydrogel // Polymer international. – 2001. – Vol. 50(2). – P. 194-196. DOI: 10.1002/1097- 0126(200102)50:2<194::AID-PI596>3.0.CO;2-Z.

7 Bhattacharya S., Samanta S.K. Soft-nanocomposites of nanoparticles and nanocarbons with supramolecular and polymer gels and their applications // Chemical reviews. – 2016. – Vol. 116(19).

– P. 11967-12028. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00221.

8 Budtova T.V., Suleimenov I.E., Frenkel S. Ya. Interpolymer complex formation of some nonionogenic polymers with linear and crosslinked polyacrylic acid // Journal of Polymer Science Part A:

Polymer Chemistry. – 1994. – Vol. 32(2). – P. 281-284. DOI: 10.1002/pola.1994.080320208.

9 Cook M.T., Brown M.B. Polymeric gels for intravaginal drug delivery // Journal of Controlled Release. – 2018. – Vol. 270. – P. 145-157. DOI: 10.1016/j.jconrel.2017.12.004.

10 Сулейманов И.Э., Будтова Т.В., Искаков Р.М., Батирбекова Е.О., Жубанов Б.А., Бекту- ров Е.А. Полимерные гидрогели в фармацевтике. – Алматы: СПб, 2004. – 210 с.

11 Zhang T., Tian T., Zhou R., Li S., Ma W., Zhang Y., Liu N., Shi S., Li Q., Xie X., Ge Y., Liu M., Zhang Q., Lin S., Cai X., Lin Y. Design, fabrication and applications of tetrahedral DNA nanostructure-based multifunctional complexes in drug delivery and biomedical treatment // Nature protocols. – 2020. – Vol. 15(8). – P. 2728-2757. DOI: 10.1038/s41596-020-0355-z.

12 Suleimenov I.E., Mun G.A., Pak I.T., Kabdushev Sh.B., Kenessova Z.A., Kopishev E.E. Re- distribution of the concentrations in polyelectrolyte hydrogels contacts as the basis of new desalination technologies // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. – 2017. – Vol. 3(423). – P. 198–205.

13 Budtova T., Suleimenov I. Physical principles of using polyelectrolyte hydrogels for purifying and enrichment technologie // Journal of applied polymer science. – 1995. – Vol. 57(13). – P.

1653-1658. DOI: 10.1002/app.1995.070571312.

14 Dragan E.S., Lazar M.M., Dinu M.V., Doroftei F. Macroporous composite IPN hydrogels based on poly (acrylamide) and chitosan with tuned swelling and sorption of cationic dyes // Chemi- cal engineering journal. – 2012. – Vol. 204. – P. 198-209. DOI: 10.1016/j.cej.2012.07.126.

15 Suleimenov I.E., Kabdushev Sh.B., Kadyrzhan K., Shaltikova D.B., Moldakhan I. New Technologies for Measuring Viscosity // Proceedings of the 2020 6th International Conference on Computer and Technology Applications. – New York, NY, USA, 2020. – P. 129–133. DOI:

10.1145/3397125.3397156.

16 Suleimenov I.E., Mun G.A., Kabdushev S.B., Alikulov A., Shaltykova D.B., Moldakhan I. The design of viscometer with smartphone controlling // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. – 2022. – Vol. 27(1). – P. 366-374. DOI: 10.11591/ijeecs.v27.i1.pp366-374.

RefeRences

1 Vituleva E.S., Gabrielyan O.A., Grigor'ev P.E., Mun G.A., Sulejmenov I.E. Formirovanie issledovatel'skih programm kak zadacha prikladnoj filosofii // Prakticheskaya filosofiya: sostoyanie i perspektivy: sbornik materialov nauchnoj konferencii, Simferopol', 27-28 maya 2021 goda. – Simferopol': Obshchestvo s ogranichennoj otvetstvennost'yu «Izdatel'stvo Tipografiya «Arial», 2021. – S. 140-156.

2 Iglesias-Sanchez P.P., Witt G.F.V., Cabrera F.E., Jambrino-Maldonado C. The Contagion of Sentiments during the COVID-19 Pandemic Crisis: The Case of Isolation in Spain // International

(18)

journal of environmental research and public health. – 2020. – Vol. 17(16). – P. 5918. DOI: 10.3390/

ijerph17165918.

3 Suleĭmenov I., Gabrielyan O., Pak I., Panchenko S., Mun G. Innovacionnye scenarii v postindustrial'nom obshchestve. – Almaty–Simferopol': Print Express, 2016. – 218 c.

4 Suleimenov I., Kadyrzhan K., Kabdushev S., Bakirov A., Kopishev E. New Equipment for Aromatherapy and Related Mobile App: A Tool to Support Small Peasant Farms in Kazakhstan in Crisis // In: Robotics, Machinery and Engineering Technology for Precision Agriculture. – Singapore:

Springer, 2022. – P. 347-355. DOI: 10.1007/978-981-16-3844-2_32.

5 Dergunov S.A., Mun G.A., Dergunov M.A., Suleimenov I.E., Pinkhassik E. Tunable thermosensitivity in multistimuli-responsive terpolymers // Reactive and Functional Polymers. – 2011. – Vol. 71(12). – P. 1129-1136. DOI: 10.1016/j.reactfunctpolym.2011.09.005.

6 Suleimenov I.E., Sigitov V.B., Kudaibergenov S.E., Didukh A.G., Fryasinova T.S., Bekturov E.A. Influence of combined magnetic and electric fields on the behaviour of polyelectrolyte hydrogel // Polymer international. – 2001. – Vol. 50(2). – P. 194-196. DOI: 10.1002/1097- 0126(200102)50:2<194::AID-PI596>3.0.CO;2-Z.

7 Bhattacharya S., Samanta S.K. Soft-nanocomposites of nanoparticles and nanocarbons with supramolecular and polymer gels and their applications // Chemical reviews. – 2016. – Vol. 116(19).

– P. 11967-12028. DOI: 10.1021/acs.chemrev.6b00221.

8 Budtova T.V., Suleimenov I.E., Frenkel S. Ya. Interpolymer complex formation of some nonionogenic polymers with linear and crosslinked polyacrylic acid // Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. – 1994. – Vol. 32(2). – P. 281-284. DOI: 10.1002/pola.1994.080320208.

9 Cook M.T., Brown M.B. Polymeric gels for intravaginal drug delivery // Journal of Controlled Release. – 2018. – Vol. 270. – P. 145-157. DOI: 10.1016/j.jconrel.2017.12.004.

10 Sulejmanov I.E., Budtova T.V., Iskakov R.M., Batirbekova E.O., ZHubanov B.A., Bekturov E.A. Polimernye gidrogeli v farmacevtike. – Almaty: SPb, 2004. – 210 s.

11 Zhang T., Tian T., Zhou R., Li S., Ma W., Zhang Y., Liu N., Shi S., Li Q., Xie X., Ge Y., Liu M., Zhang Q., Lin S., Cai X., Lin Y. Design, fabrication and applications of tetrahedral DNA nanostructure-based multifunctional complexes in drug delivery and biomedical treatment // Nature protocols. – 2020. – Vol. 15(8). – P. 2728-2757. DOI: 10.1038/s41596-020-0355-z.

12 Suleimenov I.E., Mun G.A., Pak I.T., Kabdushev Sh.B., Kenessova Z.A., Kopishev E.E.

Redistribution of the concentrations in polyelectrolyte hydrogels contacts as the basis of new desalination technologies // News of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Series of Geology and Technical Sciences. – 2017. – Vol. 3(423). – P. 198–205.

13 Budtova T., Suleimenov I. Physical principles of using polyelectrolyte hydrogels for purifying and enrichment technologie // Journal of applied polymer science. – 1995. – Vol. 57(13). – P. 1653- 1658. DOI: 10.1002/app.1995.070571312.

14 Dragan E.S., Lazar M.M., Dinu M.V., Doroftei F. Macroporous composite IPN hydrogels based on poly (acrylamide) and chitosan with tuned swelling and sorption of cationic dyes // Chemical engineering journal. – 2012. – Vol. 204. – P. 198-209. DOI: 10.1016/j.cej.2012.07.126.

15 Suleimenov I.E., Kabdushev Sh.B., Kadyrzhan K., Shaltikova D.B., Moldakhan I. New Technologies for Measuring Viscosity // Proceedings of the 2020 6th International Conference on Computer and Technology Applications. – New York, NY, USA, 2020. – P. 129–133. DOI:

10.1145/3397125.3397156.

16 Suleimenov I.E., Mun G.A., Kabdushev S.B., Alikulov A., Shaltykova D.B., Moldakhan I. The design of viscometer with smartphone controlling // Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science. – 2022. – Vol. 27(1). – P. 366-374. DOI: 10.11591/ijeecs.v27.

i1.pp366-374.

(19)

Агибаева Л. Э. и др. Система электронного парфюма/электронной ароматерапии 19 Л. Э. АгИбАевА², С. Т. бАйПАКбАевА³, Қ. Н. ҚАдыРжАН³,

д. б. ШАЛТыКовА², А. г. МуН⁴, А. ж. АЛИКуЛов^1,2

1Казахский национальный университет им. аль-Фараби, Алматы, Казахстан,

2Национальная инженерная академия Республики Казахстан, Алматы, Казахстан,

3Алматинский университет энергетики и связи им. Г. Даукеева, Алматы, Казахстан,

4 Назарбаев Университет, Астана, Казахстан ЭЛЕКТРОНДЫҚ ПАРФЮМЕРИЯ/ЭЛЕКТРОНДЫ

АРОМАТЕРАПИЯ ЖҮЙЕСі

Хош иісті компоненттерді тасымалдаушыдан бақыланатын бөлуді қамтамасыз ететін электрондық парфюмерия жүйесі ұсынылған. Мұндай жүйе 2020-шы жылдардағы сән стиліне сәйкес келетін зергерлік бұйымдармен жұптасуға мүмкіндік беретіні көрсетілген. Атап айтқанда, электронды парфюмерия жүйесін осы стильде жасалған жартылай асыл тастардан жасалған алқаға салуға болады. Қарастырылып отырған жүйені басқаруды қамтамасыз ететін нақты электрондық схема ұсынылған. Оның айрықша ерекшелігі – пайдаланушының смартфоны арқылы басқару. Мұндай жүйелермен дәстүрлі парфюмерлік өнімдерді импортты алмастырудың алғышарттары бар, сонымен қатар оларды ароматерапия жүйелерінің негізі ретінде пайдалануға болатындығы көрсетілген. Ұсынылған типтегі жүйелер үшін хош иісті компоненттерді тасы- малдаушыны алудың қолданыстағы мүмкіндіктері талқыланады.

Түйін сөздер: ароматерапия, тұрмыстық техника, парфюмерия, инновация теориясы, смартфон, полимерлі гельдер, Джоуль жылы.

L. E. AgibAyEvA¹, S. T. bAipAkbAyEvA², k. N. kAdyrzhAN³, d. b. ShALTykovA², A. g. MuN⁴,

A. zh. ALikuLov^1,2

1al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan,

2National Engineering Academy of the Republic of Kazakhstan, Almaty, Kazakhstan,

3Almaty University of Energy and Communications named after G. Daukeeva, Almaty, Kazakhstan,

4Nazarbayevl University, Asnana, Kazakhstan,

ELECTRONIC PERFUME/ELECTRONIC AROMATHERAPY SYSTEM An electronic perfume system is proposed that provides controlled separation of the aroma component from the carrier. It is shown that such a system allows pairing with jewelry that meets the fashion style of the 2020s. In particular, the electronic perfume system can be embedded in a semi-precious stone necklace made in the specified style. A specific electronic circuit is proposed that provides control of the system under consideration. Its distinctive feature is control via the user's smartphone. It is shown that there are prerequisites for import substitution of traditional perfumery products with such systems, and that they can be used as the basis for aromatherapy systems. The existing possibilities for obtaining a carrier of the aroma component for systems of the proposed type are discussed.

key words: aromatherapy, household appliances, perfumery, innovation theory, smartphone, polymer gels, Joule heat.

(20)

УДК 004.9

https://doi.org/10.47533/2020.1606-146X.191

г. у. беКТеМыСовА*, ж. б. ИбРАевА

Международный университет информационных технологий, г. Алматы, Казахстан

ИССЛЕДОВАНИЕ ВРЕМЕННОГО РЯДА НА СТАЦИОНАРНОСТЬ Реальный сетевой трафик интенсивности пакетов MPEG имеет неравномерную скорость поступления пакетов на обслуживающие сетевые устройства. С развитием концепции Интерне- та вещей (Internet of Things, IoT) актуальность задач управления сетью растёт с каждым днём.

Исследование позволяет получить содержательные ответы на интересующие исследователя во- просы. Применение различных тестов (критериев) при исследовании ряда является актуальной потому, что они позволяют выявить их структуру.

C увеличением разнообразия сетевых приложений, новых протоколов передачи данных в по- ведении трафика стали проявляться свойства и особенности, которые связаны с его нестацио- нарностью. В этой статье рассматривается временной ряд с реальными данными, снятые на магистрали города Алматы.

Для исследования временного ряда на стационарность применены критерии Колмогорова – Смирнова, Шапиро-Уилка, Дарбина, Дэвида-Хартли-Пирсона, Андерсона-Дарлинга, данные QQ plot, Variance Ratio test for Random Walk в среде численно-математического моделирования Matlab.

Получены оценки исследования ряда по распределениям Пирсона и Пуассона. Также определены числовые характеристики формы распределений: асимметрия и эксцесс (куртозис).

В статье осуществлены упрощенные проверки измеренного временного ряда.

Ключевые слова: временной ряд, сетевой трафик, анализ данных, критерии проверки стацио- нарности, закон нормального распределения.

Введение. Функционирующая гетерогенная сеть в г. Алматы сочетает в себе как проводные, так и беспроводные технологии, а на протяжении последних лет продол- жает свое развитие в соответствии с концепцией IoT. Различные виды коммуникаци- онных услуг и различные конфигурации сетей порождают существенно различаю- щиеся виды трафика.

Все больше поведение сетевого трафика описывается теорией детерминирован- ного хаоса. Следовательно, реальный трафик современной сети имеет сложную (не- однородную) структуру, имеет неравномерную интенсивность поступления пакетов на обслуживающие сетевые устройства. Многочисленные исследования реально из- меренных данных подтверждают, что они являются нестационарными, и их структу- ра многокомпонентная.

Сегодня существует более тысячи статистических тестов или критериев, которые применяются для определения отношения исследуемого процесса к тому или иному классу.

Долгое время считалось, что поведение пакетов в сети адекватно описывается экспоненциальными распределениями, например, Пуассоновским (интервал времени между пакетами, длина пачки пакетов и др.) [1]. Такое допущение является верным для сетей небольшого размера и позволяло использовать классические методы теории

* E-mail корреспондирующего автора: [email protected]

(21)

21 массового обслуживания. При этом расчет описывал среднюю задержку, среднюю длину очередей и другие параметры. Но с ростом размера сетей и появлением новых протоколов передачи данных появились характеристики в трафике, указывающие на нестационарность. В связи с этим, вопросы анализа и моделирования нестационар- ных временных рядов является актуальной задачей исследования во всех сферах жиз- недеятельности.

Методы и материалы. В данной работе проведен анализ измеренного одномер- ного ряда (интенсивность пакетов протокола MPEG). Измеренный ряд показывает совокупность переданных по магистральной сети пакетов за каждую секунду. Коли- чество точек – 18000. График измеренных данных показан на рисунке 1, по вертикали отображены количество пакетов, поступивших за 5 часов, по горизонтали – время (в секундах).

Рисунок 1 – Временной ряд

Визуальная оценка графика полученных данных временного ряда показывает, что он имеет неравномерную интенсивность, разброс уровня данных и др.

Осуществим проверку исходного временного ряда на соответствие нормальному закону распределения с помощью QQ plot теста. Смысл этой проверки сводится к тому, чтобы сравнить идеальное нормальное распределение с фактическим распреде- лением исследуемого ряда (рисунок 2).

Бектемысова Г. У., Ибраева Ж. Б. Исследование временного ряда на стационарность

(22)

Рисунок 2 – Проверка нормальности распределения данных с помощью QQ plot-теста Из рисунка 2 можно увидеть, что распределение исследуемого ряда не похоже на нормальный закон распределения, так как форма гауссовского распределения не по- хожа на кривую колокола.

Рассмотрим распределение исследуемого ряда по закону Пуассона. Распределе- ние Пуассона с параметром λ определяется следующим образом:

P m

m e

m =λ ⁻_λ

! , где l = np

Рисунок 3 – Полигон эмпирических частот и вероятность для распределения Пуассона Результаты выходных данных на рисунках 3,4 свидетельствуют о том, что исхо- дный ряд интенсивности пакетов протокола MPEG не распределен по закону Пуас- сона и не относится к генеральной совокупности нормального закона распределения [2-5].

(23)

Бектемысова Г. У., Ибраева Ж. Б. Исследование временного ряда на стационарность 23

Рисунок 4 – Выходные данные программы

Целесообразно проверить исходный ряд на нормальность с помощью критери- ев, таких как критерий Колмогорова – Смирнова, Шапиро-Уилка, Дарбина, Дэвида- Хартли-Пирсона, Андерсона-Дарлинга и др. На рисунке 5 показаны результаты исследуемого ряда по проверке на нормальность распределения, используя ряд вы- шеуказанных критерий.

Рисунок 5 – Выходные данные проверки временного ряда на нормальность

(24)

Полученные данные временного ряда показывают его несоответствие нормально- му закону распределения.

К числовым характеристикам формы частотных распределений относятся: асим- метрия и эксцесс.

Асимметрия Ax показывает степень отклонения распределения от симметричного, который характерен для нормальности распределения, рассчитывается по формуле:

Ax

n Sx x_i Mx

i

= n

− −

∑

=

1

1 ³ ₁

( )

и принимает значения от -3 до +3. При Ax = 0 распределение симметрично, при Ax < 0 – левосторонняя асимметрия, при Ax > 0 – распределение правосторонней асимметрии.

Эксцесс Ex (Куртозис) показывает степень островершинности кривой распреде- ления, рассчитывается по формуле:

Ex

n Sx x_i Mx

i

= n

− − −

∑

=

1

1 ₄ ⁴ 3

( ) 1( )

и принимает значения от -3 до +3. При Ex = 0 распределение нормальное, при Ex < 0 – плосковершинное, при Ex > 0 – островершинное распределение.

Рисунок 6 – Выходные данные асимметрии и куртозиса

Критерии коэффициентов асимметрии и эксцесса, полученные с использова- нием программ Attestat (рис.5) Matlab (рис.6), Excel (рис.6), совпадают. Ax = 0,88

> 0 – распределение правосторонней асимметрии. Куртозис Ех = 0,69 > 0. Оба значения указывают на несоотв