Technologijos Ir Menas Technology And

ISSN 2029-400X

TECHNOLOGIJOS IR MENAS

TECHNOLOGY AND ART

2016/7

TYRIMAI IR AKTUALIJOS RESEARCH AND TOPICALITIES

VILNIAUS TECHNOLOGIJŲ IR DIZAINO KOLEGIJA

Vilnius College of Technologies and Design

______VILNIUS 2 0 1 6 REDAKCINĖ KOLEGIJA

Nariai: prof. dr. Jonas Butkevičius (Vilniaus Gedimino technikos universitetas), prof. dr. Rimantas Pranas Deksnys (Kauno technologijos universitetas), prof. Albertas Gurskas (Vilniaus dailės akademija), prof. habil. dr. Roma Rinkevičienė (Vilniaus Gedimino technikos universitetas), prof. habil. dr. Vladas Vekteris (Vilniaus Gedimino technikos universitetas), prof. habil. dr. Vilija Targamadzė (Vilniaus universitetas), prof. dr. Vaiva Zuzevičiūtė (Mykolo Romerio universitetas), dr. Daiva Bukantaitė (Vytauto Didžiojo universitetas, Lietuvos muzikos ir teatro akademija).

Sudarytojas dr. Andrius Gulbinas (Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija)

EDITORIAL BOARD

Members: prof. dr. Jonas Butkevičius (Vilnius Gediminas Technical University), prof. dr. Rimantas Pranas Deksnys (Kaunas University of Technology), prof. Albertas Gurskas (Vilnius Academy of Arts), prof. habil. dr. Roma Rinkevičienė (Vilnius Gediminas Technical University), prof. habil. dr. Vladas Vekteris (Vilnius Gediminas Technical University), prof. habil. dr. Vilija Targamadzė (Vilnius University), prof. dr. Vaiva Zuzevičiūtė (Mykolas Romeris University), dr. Daiva Bukantaitė (Vytautas Magnus University, Lithuanian Academy of Music and Theatre).

Composed by dr. Andrius Gulbinas (Vilnius College of Technologies and Design) TURINYS

Jonas Malinauskas Naujų ir tradicinių technologijų taikymas eksperimentiniuose dizaino projektuose (tarptautinių parodų medžiaga) ...... 5

Antanas Stančius Vandens dizainas kraštovaizdžio architektūroje ir urbanizuotoje aplinkoje ...... 9

Rasa Valujavičienė Sūnaus palaidūno tema XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje ...... 16

Airida Tylienė Erdvės suvokimo architektūroje problematiškumas ...... 25

Jolita Grašienė Kalbos klaidos technikos krypties studentų darbuose ...... 33

Sofija Petraševičienė, Rita Senulienė, Povilas Vilkas Mechanikos inžinerijos profesinio bakalauro žinių ir gebėjimų atitiktis darbdavių lūkesčiams ...... 39

Alvyda Anciūtė, Tatjana Grigorjeva Medinių pėsčiųjų tiltų architektūrinių ir konstrukcinių sprendinių tyrimas ...... 45

Natalija Augūnienė, Jelena Pavliukovič Šilo tilto nuosėdžių vizualizavimas ...... 52

Liudvikas Narkaitis, Donatas Kriaučiūnas, Tadas Vipartas Automobilio kėbulo elementų poveikio aerodinaminėms savybėms tyrimas ...... 57

Saulius Gudžius, Alfonsas Morkvėnas, Vidmantas Tička, Jasiūnas Kęstutis, Žydrūnas Čeponis Komutacinių viršįtampių tyrimas šunto reaktoriaus schemoje ...... 60

Bronius Karaliūnas, Bronė Mitkienė, Antanas Staponas Elektroniškai komutuojamos pavaros charakteristikų imitaciniai modeliai ...... 65

Petr Lepsik, Michal Petru Innovation of production line for producing of nanofibers using TRIZ...... 70

Rimantas Matuliauskas Toroidinių KS magnetinių laukų apibendrintas modelis ...... 74

Foremny Andrzej, Kluczuk Paweł Design and implementation of improved automated, mobile construction projects monitoring system (MEVMS) based on Earned Value Management as an element of BIM in the execution stage ...... 78

A. A. Zaytsev Mechanical-stabilized earth and gabion walls as a part of transport infrastructure (Experience of the projection and construction) ...... 85

E. S. Ashpiz, I. K. Mikhalkin, O. B. Simakov, E. D. Zagitov Monitoring of railway infrastructure with the use of multifunctional diagnostic trains ...... 90

V. I. Popov, V. A. Skudnov, A. S. Vasiljev Mathematical Models and Algorithms of Radio Wave Propagation in Cellular Networks of Mobile Communication ...... 95

O. Patlasov, E. Patlasov Unification of the cant and maximum values for cant deficiency...... 105

B.E Bodnar, A.B. Ochkasov, D.V. Bobyr Improving operation and maintenance of locomotives of ukrainian railways ...... 109 Tetyana Nestorenko, Olesya Shcherba Economic and social impact of higher education on society ...... 115

Nazar Dobosh Insurance as method of management to the risks of a transport organization ...... 123

Vilniaus technologijų ir dizaino kolegijos mokslo žurnalo „Technologijos ir menas. tyrimai ir aktualijos“ straipsnių rengimo reikalavimai...... 127

Requirements for preparation of articles for the scientific magazine “Technology and art. Research and topicalities“ of vilnius college of technologies and design...... 128 Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Naujų ir tradicinių technologijų taikymas eksperimentiniuose dizaino projektuose (tarptautinių parodų medžiaga)

Jonas Malinauskas Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius; e. p.: [email protected]

Anotacija. Sparti ekonomikos raida, siekiant patenkinti nuolat augančius vartotojų poreikius, bet turint ribotą kiekį išteklių, darosi nebeįmanoma. Naujų daiktų kūrėjus užgula socialinė atsakomybė, verčianti keisti vartojimo įpročius, rinktis naujus efektyvius gamybos būdus, naudoti atnaujinamus arba antrinius išteklius. Šiame kontekste aktualus grįžimas prie vienetinės amatinės gamybos nauju technologiniu lygmeniu. Šis gamybos būdas suteikia galimybę ne tik taupyti išteklius, pagaminant tiek produkcijos, kiek reikia, bet ir pailgina daktų naudojimo laikotarpį, suteikdamas jiems papildomą išlieka- mąją vertę. Šiuolaikinio amatininko darbo vaisiai privalo patraukti rinkos dalyvių dėmesį ir išlaikyti komercinį potencialą. Svarbi yra ir šiuolaikinės amatinės gamybos orientacija į atnaujinamus išteklius bei antrines žaliavas, suteikiant galimybę ne tik taupyti medžiagas, bet ir formuoti naują, santūrią ir racionalią dizaino stilistiką. Svarbiausios sąvokos: nematerialieji gamybos aspektai, reversinė inžinerija, antrinės žaliavos.

Įvadas tikrai atitinka pasikeitusius vartotojų poreikius? Ar negalima jų tenkinti, naudojant jau esamas priemones ir Straipsnio tikslas –nagrinėjant ekperimentinio di- medžiagas? Ar iš tikrųjų išsemtos vienetinės amatinės zaino pavyzdžius, eksponuotus tarptautinėse parodo- gamybos galimybės ir privalumai? Atlikus eksperi- se, parodyti perspektyvių vienetinės bei smulkiaseriji- mentinių dizaino projektų analizę, galima išsiaiškinti, nės gamybos technologijų naudojimo daiktų dizaine kokiu mastu naujųjų technologijų ir originalių formos galimybes ir jų įtaką formos sprendimams. sprendimų įgyvendinimas atitinka rinkos pokyčius ir Problema – esminiai šiolaikinio dizaino nuostatų vienetinės gamybos raidos lūkesčius. pokyčiai, įgyvendinami atsižvelgiant į socialines, eko- nomines bei ekologines šiuolaikinio pasaulio realijas, šių pokyčių atspindys dizaino gaminių formoje. Amatinės gamybos ypatumai XXI a. pradžioje Temos aktualumas Kritikų nuomone, šiuolaikinėje vartotojiškoje vi- Pagrindiniai amatinio darbo privalumai – indivi- suomenėje nebeužtenka gamtos išteklių ir darbo jėgos, dualus formų pritaikymas, išskirtinė kokybė, formos norint patenkinti augančius ir kintančius įvairių soci- išgrynininmas, racionalus ir išraiškingas medžiagų alinių grupių poreikius. Būtina keisti ne tik vartojimo naudojimas – yra paklausūs labiau nei bet kada; mes įpročius, bet ir esmines dizaino nuostatas, plačiau tai- galime stebėti nuolat augančią jų paklausą šiuolaikinė- kant naujas ekonomiškas technologijas ir išnaudojant je visuomenėje [3]. Skirtingai nuo masinės nebrangios medžiagų antrinio panaudojimo galimybes. serijinės gamybos, vienetinė gamyba, naudojanti nu- Straipsnyje pateikta tarptautinių dizaino parodų, sistovėjusias kanonines formas ir gausybę kvalifikuo- kuriose autoriui teko lankytis ( Salone del Mobile (Mi- to rankų darbo, yra populiari nedidelėse aukštesniojo lanas, Italija, 2014–2015 m.), Ambiente (Frankfurtas, lygio visuomenės grupėse, kurių nariai, viena vertus, Vokietija, 2014–2016 m.) ir Abitare il Tempo (Verona, naudoja šios gamybos rezultatus savo socialiniam sta- Italija, 2013 m.) apžvalga. Šių parodų apžvalgas auto- tusui pabrėžti, antra vertus, – suvokdami daiktų kultū- rius yra skelbęs pranešimuose VTDK konferencijose, rinę vertę, jų įsigijimu nuolat skatina materialios kul- taip pat žurnaluose „Centras“, „Namas ir aš“ bei „In- tūros konteksto raidą. Savaime suprantama, kad tokiu terior“ (Latvija) atveju gamybos sąnaudos ir galutinė produkto kaina Naujųjų formų atsiradimą dizaine visuomet skati- nėra lemiamas paklausos veiksnys – vartotojai labiau no tiek socialiniai pokyčiai visuomenėje, sparčiai be- orientuojasi į individualią, nepakartojamą formą, lai- sikeičiantys vartotojų poreikiai, tiek gamybos techno- ko išbandytus, pasitikėjimą keliančius gamybos būdus logijų raida, naujų medžiagų bei jų apdorojimo būdų ir tą neapčiuopiamą pojūtį, kurį paprastai vadiname atradimas. Daugelio kritikų nuomone, šiuolaikinė var- ,,žmogaus rankų šiluma“. Tradicinėje amatinėje gamy- totojiška visuomenė jau priėjo liepto galą: ribotų mūsų boje šių veiksnių darnos buvo išmokta per ilgą profe- planetos gamtos išteklių ir darbo jėgos akivaizdžiai ne- sinio tobulėjimo laikotarpį, patirtį ir profesines žinias beužtenka, norint patenkinti augančius vartotojų po- perteikiant meistro ir pameistrio duetu [7]. Deja, šis reikius įvairiuose pasaulio regionuose. Tokiomis sąly- patirties perdavimo būdas visiškai neatitinka XXI a. gomis naujų objektų kūrėjus užgula ypatinga socialinė gamybos spartos ir informacijos apyvartos tempų, tad atsakomybė: ar tikrai būtina eikvoti lėšas ir pastangas, amatinio meistriškumo šiandien bandoma mokyti spe- siekiant įsprausti į perpildytą rinką dar vieną produktą, cializuotose mokymo įstaigose. Tačiau tradicinių ama- mažai besiskiriantį nuo jau esamų? Ar nauji gaminiai tų metodų mokymas paprastai neužima daug vietos 6 Malinauskas J.

šiuolaikinio dizaino mokymo programose, nepaisant tizuoti kompleksai, pagaminti toje pačioje įmonėje. jų glaudaus ryšio su daugelio šakų praktika. Kadangi Staklės veikia neįtikėtinu tikslumu ir kiekvienam sti- trūksta cechų saviorganizacijos sistemos, daugelis pa- klo gaminiui gali būti pritaikytas skirtingas piešinys, vienių meistrų, kad ir būdami aukšto lygio, dirba indi- užtikrinantis indo unikalumą ir išliekamąją vertę (2 vidualiai ir nesirūpina savo veiklos viešinimu. Analiti- pav.). Artimiausi jų kaimynai iš Bratislavos technolo- kų nuomone, šiandien trūksta informacijos apie tai, ką gijos universiteto, įgyvendindami projektą Flowers for sugeba pagaminti praktikuojantys amatininkai ir, svar- Slovakia, kaip tik akcentavo ne technologinę, o ,,hu- biausia, kokios yra jų propaguojamos vertybes [4] manitarinę “ stiklo gamybą (3 pav.), vaizdingomis vie- Kiekvieno gamybos objekto vertę šiandieninėje Va- netinių indų formomis iliustruodami slovakų liaudies karų visuomenėje, pavyzdžiui, Italijoje, sudaro mate- pasakas ir suteikdami jiems muziejinę vertę [6]. rialieji ir nematerialieji jo formos aspektai. Kiekvienas Naują išvaizdą klasikiniams amatiniams motyvams amatininkas supranta, kad jo darbo vaisius privalo pa- gali suteikti kūrybiškas keleto medžiagų sugretinimas. traukti dėmesį ir išlaikyti komercinį potencialą. Pirkė- Būtent taip pasielgė prancūzų dizaineris Jéremy Tisse- ją sudomina ne tik pats objektas, bet ir jame įamžinta rand. Medžio pramonės kolegijos studentas iš medžio istorija. Tai ne tik sutekia objektui papildomos vertės masyvo kruopščiai išdrožė apatinę konsolinio staliuko gamyboje, bet ir prtatęsia jo naudojimą, versdama la- dalį, o jo viršų pagražino anglies pluošto strypais, pasi- biau gerbti į daiktą sudėtas pastangas ir jame slypinčius skolintais iš lenktyninių bolidų konstruktorių ( 4 pav.). kultūrinės atminties epizodus [6]. Neįprastas medžiagų kontrastas suteikė baldui unika- laus išskirtinumo ir šiuolaikiškumo, tačiau nesuardė formos vientisumo. Reversinė inžinerija ir dizainas Dizaineriai mėgsta rinktis ne tik konstrukcijų me- džiagas, bet ir jų dangas. Londone studijuojanti dizai- Siekdami tiksliai atkurti senųjų daiktų vertę, italų nerė Lina Patsiou, norėdama sudominti vietinius ga- specialistai šiandien imasi kompleksinių sprendimų, mintojus naujomis dizaino idėjomis, padengė karščiui susijusių su senųjų gamybos būdų atkūrimu. ,,Rever- atspariu purškiamu pluoštu (flock coating) ekonominę sinę, arba atkuriamąją inžineriją, galima laikyti strate- elektros lemputę burbulą (5 pav.). Rezultatas, pavadin- giniu procesu, sutelkiančiu dėmesį į tai, kaip humani- tas Muscar, veikiau primena ne šviestuvą, o naminį zuoti dizaino kūrimą, nustatyti galimus projektavimo gyvūnėlį – iš vidaus šildomą „kailiuką“ labai malonu etapus, pasirinkti tinkamus projektavimo proceso mo- laikyti rankose, nors šviesa plačiau nepasklinda. Šiuo delius bei įrankius ir paremti novatorišką dizainą arba atveju labai paprastomis priemonėmis dizaino objek- formos rekonstrukciją“ [8]. ,,Šio principo pritaikymą tui buvo suteikta papildoma emocinė vertė. dizaino praktikoje parodoje Abitare il Tempo užpernai pademonstravo garsi juvelyrikos ir aksesuarų gamin- toja iš Toskanos Baldi Home Jewels[2], kartu su Mila- Naujųjų technologijų ir antrinių žaliavų no politechnikos instituto specialistais ji sukūrė nuose- naudojimo rezultatai dizaino parodose klią klasikinio stiliaus daiktų ir aksesuarų skaitmeninio katalogizavimo, trimačio skanavimo ir pritaikymo Viena naujausių technologijų, atvėrusių plačias šiuolaikinėms apdorojimo technologijoms metodiką. perspektyvas made on demand gamybai, yra trimatis Būtina pabrėžti, kad be materialiųjų objekto parame- spausdinimas. Tokiu būdu galima ypač taupiai naudoti trų (matmenų, medžiagos, paviršiaus kokybės etc.) ap- medžiagas, taip pat gaminti daiktus, jau pateikus kon- rašomas ir socialinis bei kultūrinis daikto kontekstas, kretų užsakymą, t. y. užtikrinus jo realizaciją. Lankan- taip pat ir jo komunikuojamos vertybės. Galutiniai šios tis parodose, susidaro įspūdis, kad dizaineriai ir tech- veiklos rezultatai – stiklo gaminiai, papuošalai, baldų nologai eksperementuoja su visomis medžiagomis, o detalės – yra gaminami vienetiniu būdu pagal indivi- vėliau svarsto, kur jas galima pritaikyti. Pavyzdžiui, dalius užsakymus, tuo pačiu išlaikydami savo vertę (1 pernai Milano parodoje Eidhoveno dizaino akademi- pav.), tačiau prireikus jų duomenys gali būti sparčiai jos magistrantas Olivier van Herpt trimačiu spausdin- surasti skaitmeniniame kataloge ir panaudoti papildo- tuvu spausdino stambias keraminės vazas, pastatomas mai gamybai. Tokia technologija, vadinama made on ant grindų (6 pav.), o jo kolegos iš Burgo Meno ir dizai- demand (gamyba pagal pareikalavimą). Tokiu būdu no universiteto (Vokietija) netgi atspaudė netikrą zuikį Baldi kompanija gali atsisakyti materialiųjų pavyzdžių iš tikro mėsos faršo (7 pav.). Autorių teigimu, šio am- ir tiražuojamų kopijų sandėliavimo, taip pat išlaikyti žiaus viduryje dėl visuotino žemės ūkio suintensyvė- stabilią unikalių gaminių kokybę. jimo plačiausiai paplitusiu gyvulinių baltymų šaltiniu Italai, graviruodami stiklą, derina mašininio ir tra- taps vabzdžių ir kirminų masė, kurios spalva ir kon- dicinio rankų darbo technologijas, o čekų stiklo meis- sistencija patiks toli gražu ne visiems. Trimačio spaus- trai iš įmonės BOMMA (Bohemian Mashines) labiau dinimo dėka įgavusi įprasto mėsos patiekalo formą, orientuojasi į šiuolaikinę skaitmenizuotą gamybą. Tie- vabzdžių ląsteliena turi šansų prigyti Europos rinkoje. sa, stiklinių ir ąsočių korpusus jie po senovei išpučia Maisto produktų spausdinimas turi plačias perspekty- rankiniu būdu, tačiau krištolą graviraviruoja robo- vas. Kai kurių ekspertų nuomone, jo dalis kasdieniuose Naujų ir tradicinių technologijų taikymas eksperimentiniuose dizaino projektuose 7 patiekaluose iki šio amžiaus vidurio gali sudaryti dau- mas, bet ir kainos, gerokai aukštesnės už vidutines. Di- giau nei 50%, tad formos tobulinimas gali tapti svarbiu delės gamybos sąnaudos, taip pat žaliavų surinkimas rinkodaros veiksniu. ir paruošimas kol kas riboja antrinių žaliavų naudoji- Siekiant taupyti išteklius, brangias ir tvirtas kons- mą arba verčia perkelti gamybą į trečiojo pasaulio šalis, trukcines medžiagas galima bent iš dalies pakeisti kur darbo jėga yra kur kas pigesnė. (arba užpildyti) kiek pigesnėmis. O kodėl neužpildžius baldo… oru? – pagalvojo lenkų dizaineris Oskar Zieta, ir po daugelio praktinių bandymų pristatė Milano bal- Išvados dų mugėje tuščiavidurius stalus ir taburetes, pagamin- tus iš plonos aliuminio skardos ir suvirintos visu peri- Apibendrinant parodų analizės medžiagą galima metru (8 pav.). Viduje esantis suspaustas oras standina konstatuoti, kad: baldo formą ir neleidžia jai subliūkšti. Iš esmės baldų - Naujų technologijų ir medžiagų panaudojimas pa- serija Plopp puikiai iliustruoja teiginį, kad nauja tech- skatins grįžimą prie vienetinės gamybos principų nologija lemia naujų formų atsiradimą. tik visiškai nauju lygmeniu. Be naujųjų technologijų diegimo ypatingas dėme- - Interpretuojant šiuolaikinėmis priemonėmis praei- sys tebeskiriamas antrinėms medžiagoms ir žaliavoms, tų amžių amatinę gamybą, prie materialiųjų veiks- taip galima taupyti gamtos išteklius. Priminsiu, kad pa- nių būtina pridėti į nematerialius, sukuriančius ne- kartotino naudojimo (recycling) fazės yra keturios: formaliąją daikto vertę. - Naudoto daikto taisymas ir pakartotinas naudoji- - Profesionaliu atsakingu dizainerių požiūriu, nura- mas pagal tą pačią paskritį. šyti daiktai bei antrinės žaliavos gali sėkmingai tapti - Naudoto daikto arba jo dalių pritaikymas kitai pa- visaverčių buities daiktų kūrimo pagrindu. skirčiai. Įvertinant parodų metu eksponuojamus šiuolaiki- - Naudoto daikto dalių ar medžiagų panaudojimas nės amatinės gamybos pavyzdžius, galima pacituoti kaip žaliavos naujų tos pačios rūšies daiktų gamy- Abitare il Tempo parodos rengėją Elvilino Zangrandi. bai. Jo manymu, amatininkų darbai ir jų profesinės žinios - Medžiagų panaudojimas kitai paskirčiai (pvz., ku- „nutiesia kelią į ateitį per praeitį ir kartu primena apie rui arba statybos mišinių užpildui). humanistines vertybes, kurios nuolat turi būti dėmesio Be abejo, dizainerių dėmesį labiausiai traukia an- centre“ [1]. troji ir trečioji šio proceso fazės. Pavyzdžiui, jauna vokiečių dizainerė Meike Harde išgarsėjo baldais iš naudotų tekstilės gaminių ir šviestuvais iš vienkartinių Literatūra indų (9 pav.). Dizaineriai iš Vokietijos Katrin Krupk ir Philipp Stieghan šių metų Ambiente parodoje pristatė 1. Abitare il Tempo (Verona, Italija) [žiūrėta 2016-03-24]. dekoratyvių dubenų ir vazelių seriją Cotton Bowls, ku- Prieiga internetu: http://www.abitareiltempo.it/wp-con- riems gaminti naudojamos medvilninės tekstilės atrai- tent/uploads/2015/09/MARMOMACC_Mappa2015_EN- žos (10 pav.). Svarstant galimybę pakartotinai naudoti IT_09set.pdf medžiagas, griebiamasi savotiško ,,programavimo“ bei 2. Baldi Home Jewels [žiūrėta 2016-03-25]. Prieiga internetu: principo ,,pasidaryk pats“. Antai japonų dizianeris Hi- http://www.baldihomejewels.com/history. ronori Wad sukūrė specialų padėklą Twool Box, ska- 3. Campbell, D.; Rey, C., Le Fort, M. and Ehmann, S. The Craft tinantį vartotojus pasigaminti daiktadėžes iš naudotų and the Makers Between Tradition and Attitude. Berlin: Die įvairių dydžių skardinių (11 pav.). Olandų kompanija Gestalten Verlag, 2014. Side by Side siūlo virtuvės peilių stovą susikomponuoti 4. Celaschi, F. & Deserti, A. Design e innovazione. Strumenti per pačiam iš pirktinių bambukinių lazdelių, tačiau kom- la ricerca applicata. Carocci, Roma, 2007. plektuoja ruošinį ,,firminėmis “jungiamosiomis dali- 5. Cianfanelli, E.; Frens, J.; Hummels, C.; Overbeeke, K.; Trotto, mis (12 pav.). A.;Goretti, G., (eds.). Rights through Making. Polistampa, Fi- Būtina pabrėžti, kad daiktų gamybai iš antrinių ža- renze, 2008. liavų būtina ypatinga dizainerio kvalifikacija, kad paga- 6. flowers for Slovakia [žiūrėta 2016-03-02]. Prieiga internetu: mintas daiktas neatrodytų nutriušęs, turėtų funkcinę ir http://f4sk.com/what/handle-with-care/. komercinę vertę. Minėtoje Ambiente parodoje straips- 7. John Chris Jones, Design Methods, 2nd Edition, New York, nio autoriui teko matyti kuprinių, krepšių ir rankinių, John Wiley & Sons, 1992. pagamintų iš įvairiausių antrinių medžiagų: karinių 8. Kezheng Huang, PRODUCT REVERSE ENGINEERING brezentinių palapinių, gaisrinių žarnų ir netgi dviračio BASED ON GROWTH DESIGN PROCESS, Proceedings of padangų. Viena stilingiausių rankinių serijų bendru the ASME 2007, International Design Engineering Technical pavadinimu Bag to Life buvo pasiūta iš senų lėktuvo Conferences & Computers and Information in Engineering keleivių sėdynių dirbtinės odos (13 pav.). Deja, visus Conference IDETC/CIE 2007, September 4– 7, 2007, Las Ve- šiuos gaminius sieja ne tik antrinių žaliavų naudoji- gas, Nevada, USA. 8 Malinauskas J.

USING NEW AND TRADITIONAL to choose new effective methods of production, to apply TECHNOLOGIES IN EXPERIMENTAL secondary resources actively. In this context it is relevant DESIGN PROJECTS to return to unique artisanal production of a new techno- (based on international design exhibitions) logical level. This manufacturing method allows not only to save resources, producing as much products as needed. Jonas Malinauskas to respond accurately to the specific unique user needs and expectations, but also extends the period of use, giv- Vilnius College of Technologies and Design, ing them an additional long-term value. The results of Antakalnio st. 54, LT-10303 Vilnius; contemporary craftsman’s work must grab the attention e-mail: [email protected] of market participants and maintain commercial potential. Equally important is the modern artisanal’s orienta- Annotation: The rapid economic development seeking tion towards renewable resources and secondary raw ma- to meet the ever-growing consumer’s needs, limited by terials, which allows not only to save material, but also to a shortage of necessary resources, becomes impossible. shape a new, sober, rational design style. Creators of new items are suppressed by social respon- Key words: Unmaterial aspects of production, reverse sibility, forcing to make changes in consumption habits, engineering, secondary raw materials Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Vandens dizainas kraštovaizdžio architektūroje ir urbanizuotoje aplinkoje

Antanas Stančius Klaipėdos universitetas, Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius; e. p. [email protected]

Anotacija. Kraštovaizdžio architektūra ar kraštovaizdžio dizainas vakaruose yra nauja, vos kelis šimtmečius besiekianti tarpdisciplininio meno forma, besiremianti į sodų meną, bei kitas disciplinas. Vis tiktai pirminių kraštovaizdžio architek- tūros sąsajų galima surasti siejant ją ir su pačia architektūra, bei aplinkos dizainu ir tokiu būdų prieinant ir seniausius laikus. Senovės kultūroje kraštovaizdžio architektūra nors ir galimai netraktuota, kaip savarankiška meno forma, vis tik regis jau buvo suformuoti tam tikri, tik kraštovaizdžio formavimui būdingi principai. Vanduo, kaip vienas svarbesniu žmogaus gyvenimo elementų ir esminė gamtinės aplinkos dalis, neišvengiamai yra reikšminga kraštovaizdžio formavimo priemonė. Straipsnyje siekiama apžvelgti vandens elementų sąsajas su kraštovaizdžio architektūros, jos raidos ir naujųjų tendencijų apraiškomis, pristatoma vandens įrenginių klasifikacija. Pagrindinės sąvokos: vandens estetika, kraštovaizdžio architektūra, fontanai

Įvadas tetinę vertinimo prizmę. Temos aktualumas siejamas su šiuolaikine kraštovaizdžio architektūros problema – Didžiosios upės ilgą laiką žmonijai buvo kaip savo- estetine vandens reikšme mieste. tiškos magistralės: senovės civilizacijos jomis naudojo- Straipsnio tikslas – įvertinti vandens elementų są- si kaip komunikaciniu – prekybiniu kanalu. Vanduo sajas su kraštovaizdžio architektūros, jos raidos ir šiuo- svarbus ir kaip gyvybės pagrindas, taigi neatsitiktinai laikinių tendencijų apraiškomis, suklasifikuoti urbani- pirmieji žmonių kultūros židiniai radosi šalia ežerų, zuotoje aplinkoje pasitaikančius dirbtinius vandens upių ar kitų vandens šaltinių. Vanduo padėdavo ap- įrenginius kaip dizaino objektus. siginti nuo priešų, suteikdavo atgaivą karščio metu. Uždaviniai: nustatyti vandens, kaip estetinės prie- Tokiu būdu vanduo įgijo visuomeninę reikšmę, kurios monės, svarbą kraštovaizdžio architektūros istorijos vienas iš svarbiausių funkcinių aspektų – tai prieiga raidoje, suklasifikuoti vandens įrenginius urbanizuo- prie vandens išteklių. Šis aspektas lėmė gyvenamosios toje aplinkoje. Straipsnyje taikomi keli skirtingi tyrimo aplinkos formavimosi ypatybes – gyvenviečių plėtrą, metodai: vandens įrenginių morfologiniams tipams visuomeninių erdvių kūrimąsi, prieigų prie vandens nustatyti ir išanalizuoti taikomas tipologizavimo meto- atsiradimą, kelių ir gatvių tiesimą, kanalų, užtvankų, das; vandens formų raidai palyginti taikomas istorinės malūnų ir kt. įrenginių statybas. evoliucinės lyginamosios analizės metodas; teiginiams Kita vertus, vanduo turi stulbinantį poveikį žmo- pagrįsti pasitelkiama mokslinės literatūros analizė. gui, teikia jam atgaivą, psichologiškai skatina patogu- mo jausmą, todėl kalbama apie jo sakralinę vertę. Vis dėlto derėtų atsižvelgti ir į griaunamąją vandens galią, Vanduo kraštovaizdžio architektūros raidoje nes nuo jo tenka ir saugotis. Maggie Toy [9] puikiai pristato šią problemą, atskleisdama vandens ir archi- Žmonės kūrėsi prie upių ir kitų gėlo vandens tel- tektūros sąsajos technologinius sunkumus – labai daug kinių, tačiau fiksuotų rašytinių šaltinių apie šio feno- pastangų dedama vandeniui į pastatą neįsileisti (apsi- meno esmę ir vandens svarbą randame tik antikos pe- saugoti nuo lietaus, pelėsio ir pan.) ir ne ką mažiau, o riodu. Europos kultūroje senovės graikai paliko svarų gal ir daugiau, norint vandenį integruoti į statinį. Tai indėlį kurdami kraštovaizdžio architektūros objektus. ypač svarbu urbanistinėje aplinkoje, pavyzdžiui, mies- Jie išplėtojo gimnastų bei filosofų sodus, juos gausiai tų aikštėse, čia dirbtiniai vandens įrenginiai suteikia apsodino medžiais, įrengė vandens telkinius, statė me- patogumą, įgyja didžiulę socializacinę, ideologinę bei ninius fontanus ir skulptūras. Graikų miestuose funk- psichologinę svarbą. cionavo vandentiekis ir kanalizacija. Straipsnio objektas – vanduo, būdamas vienu iš Technologiniu požiūriu kur kas pažangesni buvo svarbiausių žmogaus gyvenimo elementų ir esmine romėnai, jie atkreipė dėmesį į miesto aprūpinimą van- gamtinės aplinkos dalimi, analizuojamas kaip krašto- deniu ir nuotekų šalinimą. Romėnų miestai išsiskyrė vaizdžio architektūros reikšminga dizaino priemonė. didesniu puošnumu nei graikų: juose buvo gausu įvai- Vandens įrenginių forma, paskirtis, sandara ir reikšmė rių fontanų bei atvirų baseinų. Tačiau įdomu pastebėti, keitėsi dėl įvairių kultūrinių, politinių, socialinių bei kad Romos Respublikos laikotarpiu, lyginant su graikų estetinių aplinkybių, lėmusiu skirtingų morfotipų su- miestais, nebuvo gausų kraštovaizdžio architektūros siformavimą, ko pasėkoje susidaro problema, kad yra objektų, jų daugiau atsirado imperijos laikotarpiu. sunku įvardinti bendrų vardiklių turinčią klasifikacinę Tais laikais puoselėtos šventosios giraitės, šalia jų sistemą. Straipsnyje šią situaciją siūloma spręsti per es- apeigoms būdavo įrengiami vandens šaltiniai, kuriami 10 Stančius A. visuomeniniai miestų sodai, o juose – tekančio vandens Viduramžiais, projektuojant pilis su gynybiniais maudymosi baseinai ir fontanai. Miestiečiai, prie savo įtvirtinimais, nesirūpinta grožio kanonais. Vanduo namų turėdavę nedidelius sodelius, stengdavosi skirti dažniau naudotas ne tiek estetiniams ar sanitariniams vietos ir nedideliam baseinui ar fontanui. Užmiestyje poreikiams, kiek gynybiniams įtvirtinimams sustiprin- taip pat buvo populiarūs sodai ir parkai, dažnai teraso ti, kasant griovius ir juos užpildant vandeniu. Vertėtų konstrukcijos su fontanais ir kanalais [2]. pastebėti, kad krikščioniškai viduramžių pasaulėžiū- H.V. Morton [3], tyrinėdamas antikos vandens rai architektūrinis įmantrumas buvo nelabai svarbus, įrenginių raidą ir Romos fontanus, pastebi, kad van- miestai statyti maži, dėmesys kraštovaizdžio architek- dens technologijas graikai tikriausiai perėmė iš seno- tūrai nepakankamas. Samalavičius atkreipia dėmesį ir į vės persų ir patobulino. Morton išskiria Ptolemėjų sanitarines viduramžių sąlygas. Jo teigimu, panaudoto valdymo laikų Aleksandrijos fontanus, kurių mecha- vandens šalinimo problemos terūpėjo vienuolynams, ninės konstrukcijos aprašomos Herono iš Aleksan- nors žinoma, kad organizuotas Londono gyventojų ap- drijos inžineriniuose veikaluose. Heronas išanalizavo rūpinimas vandeniu datuojamas nuo 1237 m. [5]. garo variklį, parodė kaip judinamos bronzinės figūros Viduramžių kraštovaizdžio architektūroje didelę ir suspausto oro skleidžiamu garsu išgaunamas deko- įtaką darė ir arabiškieji sodai, kurių vienas svarbesnių ratyvinis paukščiukų čiulbesys bei kiti panašūs triukai. estetinių akcentų yra vanduo. „Pagrindinis sodų moty- Paprastiems graikams tokie įrenginiai palikdavo dide- vas buvo vanduo – baseinai ir fontanai, apdailinti spal- lį įspūdį, tačiau daug didesnė buvo sakralinė vandens voto fajanso plytelėmis, dekoratyvinė takų bei aikštelių šaltinių, esančių šventose giraitėse, vertė. danga ir želdiniai (medžiai, krūmai, gėlės). Sodui ap- Šventų giraičių natūralų vandens šaltinį laikui bė- želdinti dažniausiai naudoti vienos ar vos kelių rūšių gant uždengdavo ir tokiu būdu jis pavirsdavo fonta- medžiai ir krūmai. Vanduo ir želdiniai turėjo simbo- nu. Pirmasis toks, apie kurį liudija istoriniai įrašai, tai lizuoti rojų“ [2, p. 92]. ,,Taip pat „arabiškųjų sodų at- Atėnų Kallirhoe, jį 560–510 m. pr. Kr. valdovas Peisis- siradimas, puikus vandens baseinų kraštovaizdžio ar- tratas pavertė fontanu su devyniomis nutekamosiomis chitektūros objektuose pritaikymas ir jų įtaka Europos angomis, o šios nukreipdavo šaltinio vandenis į devy- sodų-parkų menui“ [2, p. 94]. nias bronzinių liūtų burnas. Iškart po rekonstrukcijos Renesanso, baroko ir klasicizmo laikotarpiais susi- fontano Kallirhoe pavadinimas buvo pakeistas Ennea- rūpinta miestų raida. Itališkojo renesanso metu mies- crunus, kas reiškia ,,devyni vamzdžiai“, o vanduo pra- to aikštėms skiriama daugiau dėmesio, skirtingai nuo dėtas naudoti religinėms ir ritualinėms reikmėms. viduramžių, jų pagrindinis bruožas buvo neužstatytas Pavyzdys buvo užkrečiantis ir greitu laiku visoje vidurys, o renesanso aikštėse vėl atsirado monumen- Graikijoje šventieji šaltiniai tapo fontanais. Piligrimai tai ir fontanai. Renesanso sodų, parkų menui būdinga traukdavo nuo vieno tokio šaltinio prie kito, o fontanai rūmų ansamblio ir parko kompozicijos vienovė – pla- apaugo architektūriniais ansambliais išguidami giraites. nas geometrinis, simetriškas ar asimetriškas. Parko Vienu iš garbingiausių graikų fontanų laikomas Casta- pagrindinio tako gale būdavo įrengtas baseinas ir pa- liano šaltinis Delfuose, kurio vandenyse apsiplaudavo statytos skulptūros. Takai, lygiagretūs ar statmeni pa- piligrimai atvykę pas orakulą. Jis tebeteka iki šiol. grindiniam takui, sudalydavo teritoriją į kvarterius, Sakralinę vandens prasmę įžvelgia ir Almantas Sa- kurie dar savo ruožtu dalijami į mažesnius kvarterius. malavičius, pabrėždamas, kaip per simboliką atsklei- Šiuos kvarterius puošdavo gėlėmis ir kitokiais elemen- džiama nepaprasta jo reikšmė [5]. Taip pat jis atkrei- tais, o medžių šešėlyje įrengdavo baseinus, kaskadas ir pia dėmesį, kad, nors estetine prasme antikiniai graikų fontanus ar tiesiog poilsio aikšteles su suolais. miestai kur kas labiau pranoko romėniškuosius, inži- XV a. Šiaurės Italijoje prasidėjęs barokas suteikė kur neriniu požiūriu pastarieji buvo tobulesni. kas daugiau didingumo, prabangos ir dinamikos. 1603 Viduramžiais daugiausiai dėmesio buvo skiriama m. pradėta statyti Šv. Petro bazilika su didžiule aikšte, pastatų architektūrai, o miestų planavimas ir krašto- kurios šonuose įrengti du apvalūs fontanai, suprojek- vaizdžio architektūra liko nuošalyje. Tačiau viduram- tuoti 1614 m. – K. Moderno, 1667 m. – Berninio. Šie žiais pradėti statyti naujo tipo kompleksai – vienuolynai fontanai turėjo ir ikonografinės reikšmės, simbolizavo su vidiniais sodais, kurie dažniausiai būdavo kryžiaus tiek krikštą, tiek gyvybės medį. Ypač įdomus to laikotar- formos plano su architektūriniu akcentu centre – kar- pio didingas Trevi fontanas (archit. Frankas de Sanktis, tais šuliniu arba fontanu. Tai simbolizavo tiek krikštą, 1732 m.), kuriame vandens sistema integruojama tie- tiek gyvybės medį. Pirmieji vienuolynų sodai atsirado siai į namą. Šių barokinių kūrinių sprendimo principai Italijoje IV a., prasidėjus vienuolynų statybai. Ypač jie buvo perimti ir plačiai taikomi projektuojant krašto- būdingi Benediktų vienuolijoms, kurių reguloje įrašyta vaizdžio architektūros objektus visoje Europoje [2]. būtinybė turėti vienuolyną su sodu ir vandens šuliniu. Samalavičiaus teigimu [5], pažiūrėjus į prancūziš- Formuojant sodus, estetiniai dalykai benediktinams kąjį baroką, akivaizdu, kokią svarbią estetinę funkciją buvo nesvarbūs, tačiau nuo X a. jau skiriamas didesnis įgijo vanduo. Tai susiję su Liudviku XIV ir Versaliu bei dėmesys dekoratyviniam sodui [2]. X–XII a., formuo- Vaux-le-Vicomte užmiesčio rūmais. Remdamasi šiais jant pilių kiemo ir didikų priemiesčių sodus, pradėti pavyzdžiais Europos aukštuomenė ėmė formuoti už- rengti maži vandens baseinėliai ar fontanai. miesčio architektūrinius kraštovaizdžio ansamblius. Vandens dizainas kraštovaizdžio architektūroje ir urbanizuotoje aplinkoje 11

Versalio ansamblis susideda iš trijų dalių: miesto, suteikia raiškumo ir gyvumo kraštovaizdžiui. Anksty- rūmų ir parko. Kraštovaizdžio architektūros raidai vaisiais laikais vyravo sakralinės nuostatos, o naujai- svarbus Andre Le Notre suprojektuotas parkas, kurį siais – technologinis požiūris į vandenį, tačiau, pasak sudaro Mažasis ir Didysis parkai, aplinkiniai miškai. Antano Tauro, „funkciniai reikalavimai paprastai ne- Mažajame parke iš pradžių buvo įrengta 16 kvartetų, prieštarauja estetiniams reikalavimams, nes žmogaus apsodintų gėlėmis, vėliau – du puošnūs baseinai, o že- sąmonėje tikslingumas visuomet asocijuojasi su gro- mesnėje terasoje – parteris su Apolono fontanu (110 x žiu“ [8, p. 12]. 75 m, aut J. Mansart) ir Latonos skulptūra (aut Char- les Le Brun, J. B. Tubi, Le Hongre ir kt). Už fontano kompozicija pratęsiama Didžiuoju kanalu lotyniško Vanduo urbanizuotoje aplinkoje kryžiaus formos. Didžiajame parke, kompozicijos ašy- je, įkomponuotas Didysis kanalas su alėja. Prancūzijoje Vandens, kaip kompozicinės priemonės reprezen- klasicizmo laikais kraštovaizdžio architektūros objek- taciją, pasak Stauskio ir Staniūno, sąlygiškai galima kla- tai ir toliau buvo kuriami prancūziško baroko stiliu- sifikuoti į mažosios architektūros objektus (fontanus, mi. Apskritai Prancūzijos laimėjimus galima sulyginti tiltus ir pan.) ir kraštovaizdžio architektūros objektus su itališkuoju baroku. „Svarbiais parkų kompozicijos (tvenkinius, salas, natūralius ar dirbtinius vandens da- elementais tampa dekoratyviniai vandens baseinai, ka- rinius). Pagal pobūdį vandens telkinius galima skirsty- nalai, vandens įrenginiai (fontanai, kaskados ir pan.), ti į statiškus, kai vandens tėkmė nepastebima arba ne- skulptūros, sudėtingos skulptūrinės kompozicijos, matoma, ir į dinamiškus, kai matoma vandens srovė, mažieji kraštovaizdžio architektūros statiniai ir pan. Į jo tėkmė ir kiti jo judėjimo dariniai. Statiški vandens parko kompoziciją jau įtraukiama natūrali gamta, daž- telkiniai yra kanalai, tvenkiniai, ežerai, dinamiški van- niausiai miškas“ [2, p. 120]; taip pat „tai buvo perėji- dens telkiniai – šaltiniai, kriokliai, upės, įlankos, jūros, mas iš iki tol gyvavusios dekoratyvinės sodininkystės marios, vandenynai [6]. prie kokybiškai aukštesnio lygio veiklos – kraštovaiz- džio architektūros.“ [2, p. 122]. Dabartiniais laikais pradėta aktyviai skverbtis į gamtinę aplinką ir natūralūs vandens telkiniai, pasak Samalavičiaus, „tapo pažangios inžinerijos kūrėjų taikiniais“. Aptardamas Le Corbusier ir Camillo Sitte polemiką, Samalavičius pastebi, kad Le Corbusier van- denį prilygino mašinai ar funkciniam agregatui, never- tindamas jo estetikos: ,,Upė teka toli už miesto. Upė yra panaši į skystą geležinkelį, prekių sandėlį ir paskirs- tymo centrą. Padoriuose namuose tarnaitės laiptai ne- veda per svetainę, net ir tuo atveju, jei toji tarnaitė yra žavinga (ar jei maži laiveliai ir džiugina ant tilto pa- linkusio dykinėtojo žvilgsnį)“ [5, p. 69]. Sitte žavėjosi viduramžių miestų privalumais, priešinosi geometrija paremtai urbanistiniai estetikai. Le Corbusier neofunkcionalistinės doktrinos tapo madingos, jo pasekėjai ignoravo vandens buvimą mieste ir projektavo taip, kad upė atsidurtų už miesto ar būtų įrėminta betone. Apie tai rašo Alexander Rap- paport [4], cituodamas Heidegerį, kuris teigia, kad kai Reinas buvo užtvenktas, jis neteko savo dieviškumo ir tapo paprasčiausiu darbiniu arkliu, įkinkytu technolo- ginėmis užtvankos priemonėmis. Čia pat Rappaport iškart bando prieštarauti, pabrėždamas šiuolaikinių užtvankų prie Dnepro ir Jandzes inžinerinį mastą, kuris ir turėtų kelti susižavėjimą, netgi estetiškai sulygina jas su Romos fontanais. Apibendrinant galima teigti, kad Vakarų Europos istorinėje raidoje vanduo, kaip kraštovaizdžio elementas, yra antikinio paveldo dalis, aktuali įvairiais lai- 1 pav. Įvairūs vandens purkštukai kotarpiais. Kadangi vanduo yra ne tik kraštovaizdžio sudėtinė dalis, bet ir vienas svarbiausių kompozicijos Šiuolaikiniai vandens įrenginiai apibūdinami kaip elementų, vandens telkiniai sudaro pagrindą formuo- uždaros, funkcionalios sistemos, kuriose, siekiant ne- ti vandens įrenginių estetinę kultūrą atvirose erdvėse, nutrūkstamos vandens cirkuliacijos, diegiama įvairi 12 Stančius A. hidraulinė įranga. Campbell [1] pateikia tam tikrą van- pės įrenginys, kuriame vanduo liejasi lygiu ar faktūri- dens įrenginių apžvalgą, kuria, pasitelkus įvairių pa- niu paviršiumi į baseiną arba vandens surinkimo la- vyzdžių, galima ir pasitelkti. takus, įrengtus grindinyje. Vandens sienos gali būti ir Išgaunant skirtingas vandens srovių formas fonta- vertikalios, ir pasvirusios, ar net besikeičiančio kam- nuose labai svarbūs vandens purkštukai, kurių kons- po – vanduo lengvai paklūsta plokštumos kampo, teks- trukcijos suformuoja skirtingas vandens sroves ir efek- tūros bei reljefo pokyčiams. tus. Pagal tai galima išskirti tokius pagrindinius fontanų tipus: stulpiniai, kuriuose vyrauja viena arba kelios skai- drios vertikalios vandens srovės. Išmestos į viršų ir pa- siekusios aukščiausią tašką, jos pasklinda atskirais purslais; oriniai, kuriuose išgaunamos baltos, putojančios vandens srovės. Jos dažniausiai yra kūgio, pusrutulio ar kolonos formos; rūkiniai, kurių forma išgaunama smul- kiais lašeliais. Tai ypatingos konstrukcijos įrenginiai, kuriuose montuojami purkštukai su labai nedidelio di- ametro angomis – panašiai kaip drėkinimo sistemose. Taip būdingose apvaliose bei kūginėse formose išgau- namas miglos ar rūko efektas; figūriniai – tai skaidraus vandens plokštumos. Šios nedidelių apimčių vandens srovės yra sukuriamos purškiant vandenį per siaurą pa- ilgą angą. Dažnai figūriniams fontanams būdingos vė- duoklės, rutulio, pusrutulio ir kitos įvairios formos. 2 pav. Vandens siena Vanduo lengvai veikiamas išorinių jėgų, todėl, norint išskirti skirtingus šių įrenginių tipus, dera at- Krintančio vandens įrenginių sistemos – tai tekan- sižvelgti į tai, kad tik kitų jėgų dėka jis gali įgyti for- čio vandens baseinų formavimas skirtingais lygiais, kai mą ir judesį. Vandens įrenginius galima suklasifikuoti vanduo, paveiktas sunkio jėgos, horizontalią tėkmės į dvi pagrindines grupes: stovinčio ir cirkuliuojančio kryptį keičia vertikalia. Šių sistemų vizuali išraiška gali vandens įrenginiai. Pagal tai, kokie efektai išgaunami būti dvejopa – vanduo liejasi kaip skaidri, nepertrau- ir kokia jėga pagrįstas vandens įrenginio funkcionavi- kiama vandens srovė arba vanduo krisdamas išsiskai- mas, šias grupes galima suskirstyti į dar smulkesnius do putojančiais purslais. Labiausiai krintančio vandens pogrupius. vaizdą veikia kraštinės briaunos, arba slenksčio, ties Stovinčio vandens sistemoms, kurios yra beformės, kuriuo vanduo keičia kryptį, pobūdis. veikiamos tik sunkio jėgos, formą suteikia tik ją apibrė- Trykštančio vandens sistemos arba fontanai – tai žiantis baseinas. Nuo XX a. pradžios taip pat pradėtos įvairias baseinų formas apimančios, taip pat ir neturin- diegti dirbtinio apšvietimo sistemos, jos, kaip papil- čios baseinų sistemos, jei vandens surinkimo latakai pa- doma inžinerinė įranga, suteikianti baseinų ir fontanų slepiami po grindiniu. Šiuose įrenginiuose, pasitelkus įrenginiams estetinę raišką, pradėtos plačiai taikyti. hidraulinę įrangą, veikiant slėgio jėgai, sukuriamos įvai- Cirkuliuojančio vandens sistemos yra pagrįstos riausios vandens srovės. Vis tik nuo antikos laikų mus sunkio ir slėgio jėgų tarpusavio poveikiu, tokiu būdu pasiekė trys pagrindiniai fontaninių įrenginių tipai – tai galima gauti konkrečius vandens efektus. Atsižvelgiant čiurkšliniai fontanai, skulptūriniai fontanai ir nimfėjai. į įrenginio formą bei konstrukciją vanduo gali tekėti, Šias sistemas sudaro vienpakopiai vandens įrengi- kristi arba trykšti, formuodamas skirtingo pobūdžio niai, kitaip – kriokliai ir daugiapakopiai arba kaskados. estetines, žinoma, ir technines charakteristikas. Pagal Pastarosios gali būti labai įvairios – vanduo jomis gali tai įrenginiai skirstomi į tris grupes: kriokliai, kaskados ir kanalai, kurių funkcionavimas, pagrįstas sunkio jėgos veikimu, sudaro tekančio vandens ir krintančio vandens grupes, o slėgio jėgos dėka sukurti fontanai – trykštančio vandens įrenginių grupę. Dažniausi tekančio vandens įrenginiai – įvairūs kanalai ir vandens sienos. Tekantis vanduo gali turėti dve- jopą pobūdį: tekėdamas ramia srove jis išlaiko stovin- čiam vandeniui būdingą skaidrų ar veidrodinį paviršių, jei tėkmė intensyvesnė, – sukuria putojančią, raibuliuo- jančią vandens masę. Skirtumus lemia konstrukciniai parametrai, vandens masės bei tekėjimo greičio ir krypties ypatumai, todėl tinkamai juos koreguojant galima išgauti skirtingus tekančio vandens efektus. Dekoratyvi vandens siena – tekančio vandens gru- 3 pav. Krioklys Vandens dizainas kraštovaizdžio architektūroje ir urbanizuotoje aplinkoje 13 kristi ne tik taisyklingomis, laiptus primenančiomis, dedikuotų šaltinių, dažniausiai buvusių natūraliose tačiau ir kitomis įvairiomis formomis, skirtinguose ly- grotose, pradėtos rengti sudėtingesnės architektūrinės giuose išsidėstytais baseinėliais ir paviršiais. kompozicijos. Tokiu būdu susiformavo nimfėjų tipo Žodis fontanas yra išvestas iš lotyniškojo fons – ,,iš- įrenginiai, o vėliau vietoj natūralių grotų pradėtos nau- taka, versmė, šaltinis“. Seniausias antikos laikų fonta- doti dirbtinės. nas – tiesiog meniškai apipavidalintas trykštantis na- tūralus vandens šaltinis. Toks metodas, suprantama, yra ir ekonomiškiausias variantas. Senovės Romoje, plintant vandens dievybių – nimfų – kultui, greta joms

6 pav. Nimfėjas, Garzoni vila, Collodi, Italija

Šiais laikais dažniausiai fontanai įrengiami naudojant siurblius ir mechaninius variklius, sukuriant už- darą recirkuliacinę vandens sistemą. Hidrauliniai įren- giniai tokiose sistemose gali būti montuojami tiek po vandeniu, tiek ir už baseino ribų, po ar šalia jo. Nu- sprendus neformuoti atviro baseino, vandens rezervuaras ir variklis gali būti įrengiami tiesiai po grindiniu. Skulptūriniai fontanai – dažnas fontanų tipas. Juo- se kaip meninės išraiškos dalis yra naudojami įvairūs skulptūriniai elementai. Tai gali būti tiesiogiai atkar- tojantys aplinkos formas ir tęsiantys antikines skulp- tūrinio meno tradicijas estetiniai elementai arba stili- zuotos architektūrinės formos. Pagal tai skulptūriniai fontanai gali būti tipologizuojami į figūrinius ir archi- tektūrinius.

4 pav. Daugiapakopės kaskados

7 pav. Figūrinis skulptūrinis fonanas

Čiurkšliniai fontanai yra dažniausiai pasitaikantys fontanų įrenginiai, mėgstami ir populiarūs nuo antikos iki dabar. Svarbiausias juos apibūdinantis elementas yra vandens srovės gyvumas, dinamiškumas, žaismin- gumas. Kaip atskirą pogrupį galima išskirti ir plaukio- 5 pav. Čiurkšlinių fontanų kompozicija jančius čiurkšlinius fontanus. 14 Stančius A.

sudėtingiau projektuojami, jų vandens srovė nepasto- vi. Tokio pobūdžio įrenginiai taip pat gali varijuoti tiek vandens sienos, baseino, čiurkšlinio tipo ir kitomis išo- rinėmis formomis [7].

8 pav. Architektūrinis skulptūrinis fontanas

11 pav. Ledo fontanas

9 pav. Plaukiojantys fontanai

Nesenas, tačiau populiarus fontanų įrenginių tipas – kinetiniai – skulptūriniai fontanai, kuriuose van- 12 pav. Lietaus vandens fontanas duo naudojamas sukti ar kitaip judinti įvairius objektus. Palyginti nauji muzikiniai fontanai gali ir suteikti daug džiaugsmo, ir yra atsvara rimtiems, griežtų formų Akivaizdu, kad nors pagal srovės pobūdį tipologi- vandens įrenginiams. Vis tik jų idėja nėra nauja – sie- zuoti fontanus atrodo paprasta, tačiau didesnėse van- kia jau ir antikos laikus. dens įrenginių kompozicijose retai kada būna naudojamas vienas konkretus fontano srovės tipas. Dažniausiai vaizdą kuria kelios skirtingos vandens srovės. Iš principo vandens įrenginius sudaro du tarpusavyje susiję komponentai: vanduo ir jo formą kuriantis kietasis pavidalas. Nors dėl jo ilgainiui susiformavo skirtingi morfotipai, Campbell [1] siūlo užuot klasifikavus vandens įrenginius pagal formą, dydį ar konstrukciją, kur kas efektyvesniu atskaitos elementu laikyti vandenį ir jo kuriamus efektus.

Išvados

10 pav. Kinetinis fontanas Vandens, kaip estetinės raiškos priemonės naudojimas, siekia istorinius laikus ir yra antikinio paveldo da- Šalto klimato šalyse įrengiami ir žiemą galintys lis. Vis tik skirtingais laikotarpiais šios estetinės prie- veikti fontanų įrenginiai – cirkuliuojantis vanduo su- monės reikšmė kito. Didžiausią įtaką Vakarų Europos kuria nuostabias ledo skulptūras. Jie ir vadinami ledo kultūrai suteikė antikos palikimas – senovės graikai ir fontanais. romėnai, viduramžiais vandens estetika veik nerūpė- Derėtų paminėti ir lietaus vandens panaudojimą jo, svarbesnė buvo ginybinė funkcija. Renesanso, ba- vandens įrenginiuose. Šio tipo fontanai yra šiek tiek roko ir klasicizmo laikotarpiais vandens, kaip estetinės Vandens dizainas kraštovaizdžio architektūroje ir urbanizuotoje aplinkoje 15 priemonės naudojimas, tapo labiau aktualus. Europos 2. http://www.kishcarpet.com/varieties-and-variations-in-a-wa- modernizacija, susijusi su industrializacija, įtvirtino du ter-wall/ požiūrius į vandenį ir jo estetiką. Vanduo yra vertina- 3. Vranckx, B. Urban landscape, Rockport, 2006 p.150) mas tik kaip funkcinis elementas, jo vengiama, upės ir 4. Kombol, M. Landscape architecture, London, Phaidon Press vandens telkiniai miestų planuose nustumiami į šalį. Limited, 2015, p. 187 Opoziciniu požiūriu siekiama vandenį įtraukti į žmo- 5. Cox, M. The Gardener’s Garden, Phaidon Press Limited 2014, gaus gyvenamąją aplinką ir integruoti į viešąją erdvę ne p. 412 tik kaip funkcinį elementą, bet ir kaip svarbų ekologinį, 6. Balkevičius, J. Sodų meno stilių raida, Vilnius, Vilniaus dailės estetinį, bei psichologinį veiksnį. Taigi, estetinės istori- akademijos leidykla, 2010, p. 217 jos raidoje galima atsekti ir vandens estetikos prasmės 7. Cox, M. The Gardener’s Garden, Phaidon Press Limited 2014, pokytį – nuo sakralinių iki ideologinių poteksčių. p. 212 Šiuolaikiniai vandens įrenginiai jau perėjo ne vieną 8. Symmes, M.“Fountains Splash and Spectactle” Thames and raiškos raidos etapą ir yra labai skirtingų formų. Nors Hudson in association with Cooper-Hewitt National Design pagal srovės pobūdį tipologizuoti fontanus atrodo pa- Museum Smithsonian Institution, 1998, p. 118 prasta, tačiau dėl dažniausiai konkrečiai neapibrėžtos 9. Symmes, M.“Fountains Splash and Spectactle” Thames and srovės ir įvairių kompozicinių konfigūracijų tai yra kur Hudson in association with Cooper-Hewitt National Design kas sudėtingiau, sunku atrasti universalių dėsningumų. Museum Smithsonian Institution, 1998, p. 12 Kadangi iš principo vandens įrenginius sudaro du pa- 10. Symmes, M.“Fountains Splash and Spectactle” Thames and grindiniai elementai – vanduo ir jo pobūdį nulemiantis Hudson in association with Cooper-Hewitt National Design kietasis pagrindas, tai ir kur kas praktiškiau atskaitos Museum Smithsonian Institution, 1998, p. 158 elementu tipologizuojant vandens įrenginius yra laiky- 11. Symmes, M.“Fountains Splash and Spectactle” Thames and ti patį vandenį ir įvairius jo kuriamus efektus. Hudson in association with Cooper-Hewitt National Design Moderniausi, nors ir turintis senas idėjas yra kine- Museum Smithsonian Institution, 1998, p. 27 tiniai, muzikiniai ir ledo vandens įrenginiai, kurie dar 12. Stuart, E.; Pennypacker, E. Artful rainwater design, creative ways neišnaudojo savo viso galimo potencialo. to manage stormwater. Washington: Island Press, 2015, psl. 48

Literatūra Water design in landscape architecture and urban environment 1. Campbell, C. S. Water in Landscape Architecture. New York: Van Nostrand Reinhold Company, 1978. Antanas Stančius 2. Jakovlevas-Mateckis, K. Miesto kraštovaizdžio architektūra, I tomas. Vilnius: Technika, 2008. Vilnius College of Technology and Design 3. Morton, H. V. The fountains of Rome. New York, 1966. 4. Rappaport, A. Water and architecture. Project Baltia/ Water, Abstract: Landscape architecture and landscape design 2007, Nr. 1, p. 18–22. in the West is a new, interdisciplinary art form, aiming 5. Samalavičius, A. Architektūra ir vanduo: žvilgsnis į idėjų ir just few last centuries. It’s basements lies in garden art formų istoriją. Archiforma/ architektūra/vanduo, 2000, Nr. 4, and other disciplines. However it is possible to find p. 65–70. principals of landscape architecture interconecting it 6. Staniūnas, E.; Stauskis, G. Rekreacijos kompleksai gamtinėje with architecture and environmental design and in this aplinkoje/ teorijos ir praktikos pagrindai. Vilnius: Technika, way to reach archaic times. In ancient culture lands- 2011. cape architecture although has not been perceived as 7. Stuart, E.; Pennypacker, E. Artful rainwater design, creative an independent art form, however it seems there have ways to manage stormwater. Washington: Island Press, 2015. been laid some just for landscape architecture inherent 8. Tauras, A. Landšafto architektūra kaime. Lietuvos Gamtos ap- principles. Water, beeing one of the most important saugos draugija, 1974. element of human life and esential part of the natural 9. Toy, M. „Editorial“. Architectural design magazine, t. 65, Nr. enviroment is destined to be significant landscaping 1–2: Architecture & Water, 1995, p. 7 tool. The article is reaching to review and recognize links between water and landscape architecture in the Iliustracijų sąrašas: context of its development and new trends and pre- 1. Symmes, M.“Fountains Splash and Spectactle” Thames and sents the classification of water technology systems. Hudson in association with Cooper-Hewitt National Design Key words: water aesthetics, landscape architecture, Museum Smithsonian Institution, 1998, p. 20 fountains Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Sūnaus palaidūno tema XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje

Rasa Valujavičienė Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius

Anotacija. Straipsnyje atskleista Naujojo Testamento parabolės „sūnus palaidūnas“ esmė, paaiškintos joje slypinčios religinės ir etinės dilemos, aptarti XVI–XVII a. istoriniai ir kultūriniai ypatumai, nulėmę parabolės vaizdų paplitimą Vaka- rų Europoje. Publikacijoje analizuojama sūnaus palaidūno alegorijos ikonografija: pirmieji pavaizdavimai, įprasti aspektai (siužetinės linijos, palaido gyvenimo vaizdų prielaidos ir vaizdavimo ypatumai, muzikos vaidmuo), neįprasti aspektai; įvar- dijamos parabolės vaizdavimo XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje priežastys. Pagrindinės sąvokos: parabolė, sūnus palaidūnas, reformacija, kontrreformacija, papročiai, moralinis auklėjimas, alegorinis mąstymas, XVI–XVII a. Vakarų Europos dailė, ikonografija, vaizdavimo tradicija.

Įvadas įkūnyta ne tik dailėje ar literatūroje (pvz., R. M. Rilke eilėraštis „Sūnaus palaidūno išvykimas“), bet ir muzi- Temos aktualumas. „Menas – aukščiausia dvasinė koje – 1929 m. Sergej Prokofiev (1891–1953) sukūrė vertybė, padedanti įveikti žmonių susvetimėjimą ir grąžin- muziką baletui. Jos atspindžių galime rasti ir kine. ti jiems harmonijos jausmą“ [1, p. 648], jis glaudžiai susijęs Problema. Lietuvos menotyrininkai nėra nuodu- su epochos istorija ir dvasiniu gyvenimu. Mene atsklei- gniai analizavę sūnaus palaidūno alegorijos vaizdavi- džiama aktuali laikotarpio problematika, savitai traktuoja- mo XVI–XVII a. dailėje, nors būta epizodinių apžval- ma to meto kūrėjų, tačiau esama ir tokių temų, etinių dile- gų (pvz., dailėtyrininkė Ramutė Rachlevičiūtė 2011 m. mų, kurios jaudina ir įkvepia įvairių laikotarpių skirtingų parengė paskaitą „Gailestingumas ir dailė“ [18]). Daž- tautų kūrėjus. Viena jų – sūnaus palaidūno kelionė savęs niau atrasime parabolės analizę (etiniu arba religiniu link. Natūraliai kyla klausimas, kokia priežastis paskatina atžvilgiu). Vakarų Europos šalyse ši tema analizuota, kūrėjus vėl ir vėl imtis šios temos. Atsakymas veikiausiai tačiau susitelkta tik ties tam tikrų šalių alegorijos vaiz- glūdi pačioje alegorijoje, kadangi joje perteiktos amžinos davimu (pvz., B. J. Haeger „The Prodigal Son in Six- vertybės – atgailos ir atleidimo svarba, gailestingumo di- teenth and Seventeenth Century Netherlands Art: De- dybė, joje užkoduota tiesa, jog kiekvienam žmogui duota pictions of the Parable and the Evolution of a Catholic galimybė pasikeisti ir pradėti viską iš naujo. image“ (1986) arba parabolė analizuota etiniu ar reli- Ši alegorija – viena dažniausiai iliustruojamų Jėzaus giniu aspektu (pvz., B. Roberts „Sex and Drugs Before Kristaus parabolių Vakarų Europos mene. Ji vaizduo- Rock‘n‘ Roll: Youth Culture and Masculinity During ta vitražuose, paveiksluose, grafikos lakštuose, gobele- Holland‘s Golden Age“ (2012). Rusijos autoriai dėmesį nuose, balduose ir induose. Sūnaus palaidūno palygini- sutelkė daugiausia ties Rembrandto (1606–1669) pa- mas įsipynė į literatūrą, aprėpiančią populiariąją lyriką, veikslu „Sūnaus palaidūno sugrįžimas“ (1668), esančiu eilėraščius, noveles ir pjeses. Dailėje jis perteiktas tam Ermitaže. Nors rašyta ir apie kitų dailininkų darbus šia tikro laikotarpio socialinių problemų ir moralinių gin- tema (A. Dürer, F. Fracanzan, G. Metsu, B. E. Murillo, čų vizualia raiška ir yra to meto žmonių kasdienių rū- S. Rosa, P. P. Rubens), tačiau nenagrinėtas sūnaus pa- pesčių bei interesų atspindys. Kitaip tariant, ši parabolė laidūno fenomenas dailėje kaip visuma, neieškota šio turi labai turtingą potencialą vizualiai raiškai – ji apima reiškinio priežasčių. ydų ir dorybių santrauką: išlaidumą ir taupumą, tušty- Šiame straipsnyje norima atskleisti, kaip ir kodėl bę ir nuosaikumą, ištvirkavimą ir atgailą. reprezentuota aptariama parabolė populiarumo apo- Nors sūnaus palaidūno alegorijos vaizdavimas Va- gėjuje – XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje, pateikti karų Europos dailėje apogėjų pasiekė XVI–XVII am- dažniausiai naudojamas šio pasakojimo ikonografines žiais, ši tema neprarado reikšmingumo ir XVIII–XX schemas, aptarti temos vizualizacijos neįprastus aspek- amžiais. Tapytojai Gustave Dore (1832–1883), Pier- tus. re Puvis de Chavannes (1824–1898), Jacques Joseph Tyrimo objektas – sūnaus palaidūno parabolės iko- Tissot (1836–1902), Giorgio de Chirico (1888–1978), nografija ir jos vizualinį paplitimą lėmusios priežastys. Marc Chagall (1887-1985) ir skulptorius Auguste Ro- Straipsnio tikslas – atskleisti sūnaus palaidūno te- din (1840–1917) tėvo ir sūnaus istoriją perkėlė į savo mos XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje vaizdavimo laikmetį. Plečiantis parabolės kūrinių geografijai, jos priežastis ir ypatumus. veikėjai įgavo tam tikrų tautų bruožų, kaip antai: Ki- Uždaviniai: nijos (He Qi „Sūnaus palaidūno sugrįžimas“, 1992), 1. Apžvelgti esminius parabolės bruožus, religines ir Afrikos (African Mafa Gospel Art), Irano (Hosseino etines problemas. Behzado ciklas „Sūnus palaidūnas“), Indijos (Fran- 2. Aptarti XVI–XVII amžiaus istorinius ir kultūrinius ko Wesley „Atleidžiantis tėvas“) ir kt. Alegorija buvo ypatumus, nulėmusius parabolės vaizdų paplitimą. Sūnaus palaidūno tema XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje 17

3. Išanalizuoti sūnaus palaidūno alegorijos ikonogra- <...>, tokia padėtis suteikia jam galimybę pamatyti savo fiją: pirmuosius pavaizdavimus, įprastus aspektus paties tikrovę“ [23, p. 33]. (siužetinės linijos, palaido gyvenimo vaizdų prie- Sūnus palaidūnas apsisprendžia grįžti pas tėvą namo, laidos ir vaizdavimo ypatumai, muzikos vaidmuo), šis sprendimas rodo, jog vienintelis dalykas, kurio jis neįprastus aspektus. neprarado, yra atsiminimai apie tėvo namus. Taip jam 4. Atskleisti sūnaus palaidūno parabolės vaizdavimo grįžta sąžinės jausmas, noras palikti nuodėmingą gyve- XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje priežastis. nimą. „Sugrįžimas įvyksta tą akimirką, kai jis prisimena Tyrimo metodai: dokumentų turinio analizė, lygina- savo sūnystę <...>, nors pretenduoti į ją anaiptol nebuvo moji analizė, ikonografinis ir sociokultūrinis metodai. nusipelnęs <...>. Jis atgailauja, bet <...> tai savanaudiška atgaila, kuri suteikia galimybę išgyventi“ [17, p. 58]. Vis dėlto sūnus supranta, kaip jis įskaudino tėvą, nes nesiti- 1. Sūnaus palaidūno parabolė: jos esmė, ki, kad bus priimtas kaip šeimininkas. Jis pasiryžęs tapti religinės ir etinės problemos tėvo samdiniu ir galbūt uždirbti iššvaistytus turtus, taip išpirkdamas savo kaltę. Sūnaus palaidūno alegorija randama penkiolikta- Šioje alegorijoje pagrindinis veikėjas yra tėvas (kai me „Evangelijos pagal Luką“ skyriuje (Lk 15, 11–32), ji kurie religinių tekstų aiškintojai siūlė šią parabolę per- buvo parašyta tarp 80 ir 100 metų1. Jėzus pasakoja pa- vardinti „atleidžiantis tėvas“). Jis nepareikalavo iš savo lyginimą apie mylintį tėvą ir du nemylinčius sūnus fa- sūnaus atgailos žodžių, kadangi puikiai suprato, jog sū- riziejams ir Rašto aiškintojams2, norėdamas sustiprinti nus prieš grįždamas namo turėjo įveikti gėdą ir baimę. savo žodžių apie atsivertimo svarbą poveikį. Maža to, tėvas liepia tarnams atnešti naujus drabužius, Sūnaus palaidūno palyginimas pradedamas tokia is- žiedą – galios ženklą (senovėje žiedo apsode dažnai buvo torija (Lk 15, 11–13): ,,Vienas žmogus turėjo du sūnus. įspaudžiamas valdžios ženklas [23]) ir apavą (apautos Kartą jaunesnysis tarė tėvui: „Tėve, atiduok man priklau- kojos – laisvojo požymis, priešybė basam vergui [27]). sančią palikimo dalį“. Tėvas padalijo sūnums turtą. Ne- Tėvas, sakydamas „mano sūnus buvo miręs ir vėl atgijo, trukus jaunėlis, susiėmęs savo dalį, iškeliavo į tolimą šalį. buvo pražuvęs ir atsirado“ tarytum teigia, jog sūnus gy- Ten, palaidai gyvendamas, išeikvojo savo lobį“... [27] vendamas be Dievo buvo miręs dvasiškai ir dabar dva- Sūnus palaidūnas šioje istorijoje – visos puolu- siškai prisikėlė, nes atsivertė. „Atsivertimas kaip tikėji- sios žmonijos ir taip pat atskiro nusidėjėlio prototi- mo matmuo yra ne vienkartinis aktas, o procesas, kurio pas. Kodėl sūnaus reikalavimas savo palikimo dalies metu keičiasi žmogaus galvosena ir elgsena“ [6, p. 68]. toks smerktinas? Tuo metu, apie kurį pasakoja Kris- Šioje istorijoje yra dar vienas veikėjas – vyresny- tus, žmonės stengėsi gyventi viena šeima. Visi šeimos sis sūnus, nepatenkintas jaunesniojo sugrįžimu. Jam nariai valdė žemę, drauge ūkininkavo. Kuo daugiau sukilo pavydas – krikščionių tikėjime didelė nuodė- buvo žmonių šeimoje, tuo didesnė atsivėrė galimybė mė, sukėlusi pirmąją žmogžudystę žmonijos istorijo- sėkmingai verstis. Taigi padalinti valdas ir ūkį buvo je (prisiminkime Abelį ir Kainą) [26]. Iki tol gyvenęs nuostolinga. Taip pasielgę vaikai įžeisdavo tėvus [35]. santarvėje su tėvu ir niekuo nenusidėjęs, dabar šiam Be to, „toks sūnaus išėjimas buvo tolygus tėvo mirties priekaištauja, nenori dalyvauti jaunesniojo brolio su- troškimui“ [23, p. 44]. Tėvas galėjo pasipriešinti to- grįžimo šventėje. „Vyresniojo sūnaus paveikslas yra kiam reikalavimui, bet jis to nepadarė, nes „mylintis stulbinamai prieštaringas: jis iš tiesų yra „tikintis“ be- tėvas neprivalo saugoti sūnaus nuo jo paties veiksmų dievis. Nors atrodo esąs religingas, iš tiesų netiki, nėra blogų padarinių, nors dėl to tėvui ir skaudėtų širdį. Dėl apsisprendęs pažinti kitą“ [23, p. 63–64]. sūnaus palaidūno daromo blogio kenčia du asmenys – Kaip buvo suprantama sūnaus palaidūno alegorija sūnaus pažeminimą ir nuopuolį išgyvenantis tėvas ir XVI–XVII amžiais? Vakarų Europoje populiarėjo senų- pats save žlugdantis sūnus“ [6, p.71]. Taip įgyti turtai jų krikščionybės autorių religiniai komentarai, jie buvo jauniausiajam sūnui laimės neatneš, nes jis „atsiriboja leidžiami pakartotinai įvairiomis kalbomis. Šių veika- nuo kito, nuo bendrystės“ [23, p. 22]. lų populiarumas byloja apie tai, jog senų autorių idėjos Praradusiam lengvai įgytus turtus sūnui tenka ba- buvo artimos to meto tikintiesiems. Laiško „Į Damaską“, dauti, alkio verčiamas jis gano kiaules – tai yra gėdinga išleisto 1602 m. (mažiausiai 26 leidimais lotynų, prancū- izraelitui, nes Mozės įstatyme kiaulė yra nešvarus gy- zų, italų ir ispanų kalbomis), autorius Šv. Jerome, gyvenęs vulys [27]. Maža to, sūnus palaidūnas nori valgyti tai, 347–419/20 metais, supriešina Šėtono jungą, kuris uždė- kuo minta kiaulės. „Naujos kiaulių prižiūrėtojo par- tas „nudriskusiems stabmeldžiams, išsekintiems vargų ir eigos atskleidžia sūnui, kam jis iš tikrųjų tarnauja. Jis norų“, su akimirka, kai tėvas „pribėgo prie jo, puolė ant nusilenkia kito krašto šeimininkui, patiria pažeminimą kaklo“. „Jis (Kristus) uždeda jaunesniajam sūnui (greičiau dėl malonės, negu nuopelnų) Savo šviesų jungą, kuris yra 1 faktas nėra įrodytas. Taip teigiama religinėje literatūroje, pvz., knygoje lengvas Jo įsakymų priesakas“ [3]. Populiarūs buvo ir kiti 3 „Krikščionybės kronika“ ,1999, p. 9 senųjų autorių leidiniai, jų interpretacijos tos pačios . 2 fariziejai – Kristaus laikų religinė partija, kurios nariai iš savęs ir Akivaizdu, kad tokie alegorijos aiškinimai mažai iš kitų reikalavo smulkmeniško klusnumo Mozės įstatymui ir jo tradiciniams aiškinimams. Iš jų kilo daug Rašto aiškintojų ir Įstatymo 3 mokytojų. Rašto aiškintojai Jėzaus laikais buvo Izraelio Biblijos (Senojo Omenyje turima XVI a. pradžioje išleistas Milano vyskupo Ambrose Testamento) tyrinėtojai (~340– 397) Luko Evangelijos komentaras ir 1650 m. Šv. Petro Chryso- logus (406–450) pamokslas [3]. 18 Valujavičienė R. kuo skiriasi nuo šių dienų palyginimo supratimo. Tą Visa tai buvo gyvenimo žemėje sakralizavimo dalis: „pro- geriausiai iliustruoja dvasininko Nehemiaho Rogerso testantizme paplito seniūnų tarybos, kontroliavusios (1593–1660) parabolės komentaras (išleistas 1620 m. moralę ir socialinį elgesį bei baudusios nusidėjėlius <...>. Anglijoje ir 1649 m. Olandijoje), kuriame jis, lyginda- Prieš teismą stojo keikūnai, girtuokliai, paleistuviai, mu- mas sūnų palaidūną su dabartine žmonija, priekaiš- šeikos, šokėjai ir į juos panašūs“ [12, p. 273]. tavo skaitytojui: „Tu sakai, tu esi turtingas ir aptekęs Katalikiškoji Bažnyčia netruko reaguoti į Reforma- daiktais ir neturi poreikio niekam, ir nežinai, kad tu esi cijos judėjimą. Buvo sušauktas Visuotinis Bažnyčios vargšas, aklas, nelaimingas ir nuogas...“ [22, p. 76]. susirinkimas, skirtas spręsti reformų ir didėjančios protestantizmo grėsmės klausimams, jis vyko Triden- to mieste 1545–1563 metais trimis etapais. Trečiajame XVI–XVII amžiaus istoriniai ir kultūriniai etape (1562–1563) buvo svarstomos ir „religinio meno ypatumai gairės, reikalaujama didesnio aiškumo, realizmo, emo- cinės dramos, siūloma vengti tiesioginių dogminių mo- Norint analizuoti sūnaus palaidūno fenomeną XVI– kymų, draudžiama vaizduoti lyties nuogumą“ [2]. Idea- XVII a. dailėje, būtina atskleisti to meto istorinės ir kultū- lus kontrreformacinis paveikslas privalėjo turėti aiškią, rinės raidos ypatumus, kurie lėmė šios temos paplitimą. paprastą kompoziciją, pavaizduota istorija sukelti religi- Šiai epochai didelės reikšmės turėjo Bažnyčios re- nius jausmus bei išgyvenimus. „Kontrreformacijos dok- formacijos pasekmės XVI a. pirmojoje pusėje ir kontr- trina sudarė sąlygas iškilti alegorijų didaktinėms pro- reformacija antrojoje, tai paveikė visos Europos dvasi- gramoms, kuriose pirma būtina sąlyga buvo aiškumas nį gyvenimą. Nors Bažnyčia ir prarado politinę įtaką, ir simboliai, vizualinėmis metaforomis skleidžiantys bet išliko reikšminga jėga, ypač Italijoje ir Ispanijoje. Bažnyčios dogmą“ [28, p. 658]. Ji skatino naują katalikų XVII a. religijos pozicijos dar sustiprėjo, Bažnyčia iš- vizualinį pamaldumą, nes nuo seno buvo įsišaknijęs ti- plėtė savo įtakos ribas. Ji išsaugojo savo, kaip valsty- kėjimas, kad vaizdai veikia stipriau negu žodžiai [2]. bės ideologinio ramsčio, reikšmę, kai šalyje klestėjo Nors menas padėjo įgyvendinti Bažnyčios tikslus, tiek monarchija, tiek respublika. Italijoje, Ispanijoje, kontrolės neišvengta. To meto žymūs dvasininkai siūlė Flandrijoje, Prancūzijoje, Austrijoje ir jų valdose išli- dailininkams apibrėžti taisykles, kaip vaizduoti religines ko katalikybė, daugiau ar mažiau atnaujinta kontrre- temas. Tad nenuostabu, jog XVI a. pabaigoje – XVII a. formacijos metu. Anglijoje, Vokietijoje, Olandijoje ir pradžioje Bažnyčia sukūrė „švento meno“ (arte sacra) Skandinavijoje įsitvirtino įvairūs protestantizmo va- teoriją, kuri rėmėsi Tridento susirinkimo tezėmis ir Šv. riantai (Olandijoje ir neilgam Anglijoje įsiviešpatavo Ignatijaus Lojolos „Dvasinėmis pratybomis“, be to, per- protestantizmo forma – kalvinizmas). ėmė Milano arkivyskupo Federico Borromeo (1564– Karai ir politiniai perversmai, lėmę nestabilų gy- 1631) veikalo „De pictura sacra“ (1625) ir tėvo Giovanni venimą, paskatino ir religinio jausmo, kuris suteikė Domenico Ottonelli (XVI– XVII a.) bei jo bendraau- žmonėms nusiraminimą po patirtų kančių, atgimimą. toriaus Pietro da Cortona (1596–1669) „Traktato apie Daugelio žmonių religiniai jausmai buvo labai stiprūs tapybą ir skulptūrą“ (1652) idėjas. Ši teorija teigė, kad ir tai lėmė priešiškumą bei nepakantumą tarp dviejų menas turi būti tik nepriklausančios nuo jo dogmos svarbiausių Europoje religinės minties krypčių, o svar- iliustracija [34]. Buvo iš dalies atkurta senoji ir patvirtin- biausia, kad šie religiniai skirtumai paveikė meną ir ta naujoji ikonografija. Vienas svarbiausių ikonografinių visą ideologinį gyvenimą [34]. vadovėlių – Cesare Ripos (1560?–1625) „Iconologia“ Reformacijos metu Bažnyčia atsisakė globoti menus. (1593), – pakartotinai išleistas pagrindinėmis Europos Protestantų reformacijai plintant po Šiaurės Europą, ka- kalbomis, buvo privalomas šaltinis vaizduojant alegori- talikų religiniai meno kūriniai buvo vis labiau naikina- jas [28]. Visos šios priemonės atskleidė siekį aktualizuoti mi – kilo nauja ikonoklazmo banga. Skirtingai nuo Ro- atgyvenusią schemą. Išvardinti faktai gali paaiškinti tai, mos katalikų, protestantai laikėsi nuomonės, kad šventųjų kodėl dauguma dailininkų, vaizduodami sūnaus palai- ir biblinių scenų vaizdavimas yra stabmeldiškas. Jie savo dūno alegoriją (kaip ir kitas temas), dažniausiai ją ilius- bažnyčiose pasirinko paprastas baltai dažytas sienas, ku- travo pažodžiui, pagal vieną ir tą patį modelį. rios (kaip buvo manoma) turėjo sukelti maldininkų ap- Baroko alegorinis mąstymas. Alegorinė mąstyse- mąstymus [24], t. y. jos nenukreipė minčių (kaip margas- na buvo giliai įsišaknijusi XVII a. intelektiniame gyvenime. palviai paveikslai) nuo Dievo. Reformatorius John Calvin „Baroko realistai dažnai pasirinkdavo tapyti alegorines te- (1509–1564), griežtai pasmerkęs stabmeldiškus paveiks- mas ir, kas būdinga, tokios alegorijos dažniausiai buvo sle- lus, pritarė nuomonei, kad meno kūriniai turi puošti na- piamos po natūralistine, žanrine išore <...>. Abstrakti idėja, mus. Tokie paveikslai turėjo mokyti dorovės ar priminti perteikta tiesioginiais ir konkrečiais įvaizdžiais, atrodė ti- nuopuolio pasekmes [12]. Pavyzdžiui, sūnaus sugrįžimo kresnė. Barokui būdinga natūralizmo ir alegorijos pusiaus- pas tėvą ir atleidimo scena buvo įtikinantis protestantų vyra aiškiai pakartojo panašų natūralizmo ir metafizikos veikėjų akcentuojamo Dievo gailestingumo įrodymas4. dvilypumą baroko moksle ir filosofijoje“ [15, p. 166].

4 Protestantai ir katalikai nesutarė, dėl kokių priežasčių sūnui palaidūnui buvo atleistos nuodėmės. Pasak protestantų, sūnus nepadarė nieko, kad kiekvienas tikintis žmogus gali būti išgelbėtas. Protestantai atmeta kad jam būtų atleista, žmogus išgelbėtas ne dėl jo paties, o dėl Kristaus katalikų argumentus, jog sūnus gauna atleidimą, nes atgailaudamas malonės. Sūnus tiki Dievu ir pripažįsta savo nuodėmes, tai parodo, pelno tėvo palankumą [11]. Sūnaus palaidūno tema XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje 19

Vertingiausi buvo istoriniai paveikslai, jiems pri- sūkių buvo patraukli visų laikų dailininkams. Paanali- skiriami „bet kokie paveikslai Biblijos, istorijos, mi- zuokime, nuo ko viskas prasidėjo. tologijos ar literatūros tema, kuriuose vaizduojamas Pirmieji pavaizdavimai. Nėra rasta faktų, kad sū- žmogus“ [10, p. 83]. Tad alegoriniai paveikslai (tarp naus palaidūno parabolė buvo iliustruojama prieš XII a., jų ir sūnaus palaidūno tema) buvo priskiriami šiai pirmieji jaunuolio, ganančio kiaules, vaizdai buvo iškalti kūrinių grupei. Stebinantis to laikotarpio meno reiš- Prancūzijos miestelio Saint Nectaire vienuolyno kolonų kinys – XVII a. teminių šaltinių pasirinkimas buvo kapiteliuose [7]. Nuo XIII a. kūrinių šia tema vis dau- labai ribotas, „tiek daug istorijų buvo aprašyta Šven- gėjo, dažniausiai alegorijos įvykiai buvo fiksuojami vi- tajame Rašte, tačiau mes matome tik kelis vaizdinius tražuose, kaip antai: Chartres katedros (Prancūzija) vi- ir įvairius jų pateikimus. Buvo vaizduojamos to pačios tražuose vaizduojamos 27 sūnaus palaidūno gyvenimo temos <...>, tarsi ankstesnieji tapytojai būtų išsirinkę scenos (datuojama 1150–1250 m.), Bourges katedroje – geriausias temas. Šis fenomenas gali būti siejamas su septyniolika (datuojama XIII a. pradžia). To meto daili- troškimu tam tikrose situacijose ir tam tikram tikslui ninkai daugiausia dėmesį sutelkė ties palaidu jaunesnio- turėti pamokomo turinio istorinių paveikslų, lengvai jo sūnaus gyvenimu [13]. Panašūs 4 ar daugiau scenų suprantamų kiekvienam“ [10, p. 83]. Kartais tam tikrų pasakojimai buvo audžiami gobelenuose ir tapomi ant temų populiarumą lėmė to meto visuomenės aktuali- sienų, drapiruočių, baldų ar kitų dekoratyvinių daiktų. jos. Pavyzdžiui, XVII a. pradžioje Olandijoje ypač susi- Parabolė ypač išpopuliarėjo XVI a. pirmojoje pusėje, rūpinta jaunimo laisvalaikiu: jaunuolių tėvai ir to meto sklindant Reformacijos idėjoms: pirmiausia ji aktuali- dorovės sergėtojai tiesiog kupini „laisvalaikio baimės“, zuota dramoje, vėliau dailėje, įgydama daugybę atspal- jiems rūpi, ką jų vaikai veikia, kai nėra užsiėmę tokia vių, apie kuriuos Biblijoje net neužsimenama. Nepaisant žemiškąja veikla kaip miegojimas, valgymas, gėrimas, visos palyginimo vaizdų gausos, ilgainiui išpopuliarėjo namų ruoša, mokymasis amato ir pan. Norėdami iš- tam tikra siužeto linijų ikonografija. vengti jaunuolių nuklydimo į pavojingus malonumus, Įprasti aspektai. Sūnaus palaidūno temą XVI a. dai- jie ėmėsi atvirkštinės didaktikos. Netrukus ją perėmė ir lininkai dažniausiai vaizdavo kaip pasakojamąjį ciklą, su- dailininkai. Vaizduodami girtaujančius turtingų šeimų sidedantį iš pavienių siužetinių linijų (pvz., Sebaldo Be- sūnus, lošiančius, šokančius, geriančius ar besimušan- hamo 4 dalių ciklas), arba išskleisdavo visą pasakojimą čius valstiečius, viešnamius ir smukles, pasileidusius viename paveiksle (dažniau graviūroje), kaip antai: Pieter vyrus ir valdingas moteris, jie tikėjo mokantys doros van Aelst Coecke (1502–1550), Jan Sanders van Hemes- (čia išvardytos blogybės beveik visos randamos pamėg- sen (1500–1566), Jacob Lucius (1530–1597), Sūnaus pa- toje to meto dailininkų sūnaus palaidūno istorijoje). laidūno meistro (kūrė Antverpene apie 1530–60) kūriniai. Atvirkščia didaktika siekta priversti žmones pasijuokti XVII a. autoriai, nevengdami ir pasakojamųjų ciklų, dau- iš negatyvaus elgesio, tuo pat metu suvokiant morališ- giausia iliustravo pavienes siužeto scenas. Kai kurie dai- kai teisingą esmę. Kitaip tariant, žinojimas „ko nerei- lininkai vieną ir tą patį aspektą tapė ne vieną kartą (pvz., kia daryti“ buvo lengviau įgyjamas, negu žinojimas „ką Il Guercino5 (1591–1666), Mattia Preti (1613–1699). Kiti reikia daryti“ [21]. vaizdavo kelis alegorijos momentus kaip visiškai atskirus Alegoriniai paveikslai buvo beveik išimtinai užsa- darbus, juos atlikdavo skirtinga technika (Frans Francken komi oficialiai. Nuolatinė tokių darbų paklausa vertė II (1581–1642), Rembrandt van Rijn). dailininkus, kurie dabar pragyvendavo iš užsakymų, Išskiriami tokie dažniausiai pasitaikantys vaizda- vaizduoti vieną ar kitą temą. Didžioji išsilavinusių gy- vimo aspektai: sūnus palaidūnas atsiima savo dalį, iš- ventojų dalis be didesnio vargo suprasdavo paveiks- vyksta iš namų, tolimoje šalyje lėbauja su paleistuvė- luose slypintį pranešimą. Tam įtaką darė ir be galo mis, išvaistęs pinigus išvaromas paleistuvių lauk, gano populiarios embleminės knygos bei jų ikonologiniai kiaules, grįžta pas tėvą [19]. Norint suprasti aptariamo žinynai. „XVII a. sunkiai surastume kokį nors gyveni- laikotarpio alegorijos ikonografiją, būtina apibūdinti mo aspektą, kuris nebūtų aptartas šių knygų rašytojų. kiekvieno istorijos aspekto vaizdavimo ypatumus: Šimtai embleminių knygų, sukurtų Italijoje, Prancūzi- • Sūnus Palaidūnas atsiima savo dalį. Ši gana reta dai- joje, Ispanijoje, Vokietijoje, Anglijoje ir Nyderlanduo- lininkų darbuose pasakojimo akimirka paprastai yra se, aprėpė stebinantį temų diapazoną: politiką, religiją, vaizduojama kaip atskira ciklo dalis (Jacques Callot, pamokymus ir meilę (tiek šventą, tiek pasaulietišką)“ Bartolome Esteban Murillo darbai). Kartais ši scena [15, p. 121]. Netgi šiandien tokios knygos padeda su- matoma kaip atskiras fragmentas paveikslo antrame prasti aptarto amžiaus meną. plane, pvz., Jacob Lucius medžio raižinyje vaizduoja sūnų palaidūną atsiimantį savo dalį pastato, esančio pagrindinio veiksmo fone, lange. Tą patį sprendimą Sūnaus palaidūno alegorijos ikonografija: randame Franso Franckeno II darbe „Sūnaus palai- pirmieji pavaizdavimai, įprasti ir neįprasti dūno parabolė“. Kitame minėto autoriaus kūriny- aspektai, simbolika ir atributai je – retabule – aplink pagrindinį sūnaus palaidūno išvykimo epizodą išdėstyti 8 maži pasakojimo epizo- Kaip minėta, sūnaus palaidūno parabolė dėl pamo- dai, tarp jų ir aptariamoji scena. Visi minėti autoriai kančio pobūdžio ir daugybės dramatinių veiksmo po- 5 Dailininkas sūnaus palaidūno sugrįžimo sceną tapė 6 kartus. 20 Valujavičienė R.

palikimo dalybas vaizduoja panašiai: tėvas sėdi už įkvėpė Brunswicką Monogrammistą (XVI a. antra- staltiese dengto stalo, šalia stovi puošniai apsirengęs sis ketvirtis) sukurti paveikslą. Čia sūnus palaidūnas jaunesnysis sūnus. Jis arba skaičiuoja pinigus, arba parkritęs ant žemės, jį talžo įsiutusi paleistuvė, stebint deda juos į medžiaginį kapšelį. Scena gali būti vaiz- susidomėjusiems užeigos lankytojams. duojama tik su sūnumi ir tėvu arba juos supa namiš- kiai ir tarnai, padedantys susidėti gautus turtus. Kai kurių autorių darbuose neslepiama ironija ar daili- ninko pozicija dėl sūnaus poelgio, kaip antai J. Callot graviūroje pirmame plane, priešais sūnų palaidūną, nupieštas dergiantis šuo. • Sūnus palaidūnas išvyksta iš namų. Šiai siužeto linijai būdingas skubotumas, tam tikra sumaištis. J. Callot darbe po piešiniu rašoma: „Šis skubotas atsisveikinimas yra tarsi ženklas, kad pernelyg didelė ramybė atėjo po audros“6. Išvykimo scena vaizduo- ta trejopai: kaip pasakojamojo ciklo dalis, kaip atskiras fragmentas paveikslo antrame plane arba kaip visiškai savarankiškas darbas. Beveik visose scenose matomi pabalnoti arkliai. Sūnus palaidūnas paprastai vaizduojamas sėdintis ant arklio, jis atsisveikindamas spaudžia tėvui ranką, motina skepetaite šluostosi ašaras. Neįprastai išvykimo sceną vaizduoja Bartho- lomeaus van Bassen (1590–1652). Jis visą dėmesį su- telkia į interjerą7, o sūnaus atsisveikinimas su tėvais tėra tik prabangios aplinkos epizodas. • Sūnus palaidūnas tolimoje šalyje lėbauja su paleistu- vėmis. Šios siužetinės linijos vaizdavimo ypatumai bus plačiau aptarti vėliau, todėl dabar minėtinos tik bendros tendencijos. Sūnus palaidūnas dažniausiai vaizduojamas sėdintis prie stalo smuklėje su kelio- 1 pav. Albrecht Dürer. „Sūnus palaidūnas tarp kiaulių“, 1496. Vario graviūra mis nepadoraus elgesio moterimis, jiems patarnauja tarnai ir groja muzikantai. Neretai sūnaus palaidūno puota vaizduojama lauke, kur pagrindinio veiksmo Sūnus palaidūnas gano kiaules. Iki pasirodant Al- fone dailininkai atkuria pastatų eksterjerą, fiksuoja brechto Dürerio (1471–1528) graviūrai 1496 metais peizažo ypatumus. Antrame plane gali būti ir sce- (žr. 1 pav.) šis pasakojimo aspektas buvo retas dailėje: nos, atskleidžiančios būsimą sūnaus nuopuolį (jis knygų ksilografijose matomas sūnaus palaidūno, ga- nančio kiaules ar stovinčio šalia jų, vaizdas arba sūnus tarp kiaulių, apdriskęs grįžta namo) [39]. Kartais pieštas apsirengęs kiauliaganio drabužiais, kurie liudi- sūnus palaidūnas vaizduojamas apgirtęs, išsidrėbęs jo apie jo piemenavimą, ir grįžtantis pas tėvą [37]. A. ant lovos, jį nurengia paleistuvė, tuo pačiu tuštin- Dürerio graviūra pakeitė įprastą ikonografinę schemą: dama kišenes (vagystė – gana dažnas elementas pa- nuo tada sūnus palaidūnas dažniausiai vaizduojamas leistuvavimo scenoje – taip norėta perspėti žiūrovą besimeldžiantis, parklupęs prie kiaulių lovio kieme apie palaido gyvenimo pasekmes) [5]. arba tvarte, aplink jį vaikštinėja kiaulės su paršeliais. • Likęs be skatiko kišenėje sūnus palaidūnas išvaromas Šalia gali būti vaizduojami dirbantys valstiečiai, gyvu- paleistuvių lauk. Ši siužetinė linija dažnai vaizduo- liai: avys, ožkos, karvės, arkliai. Autorius James Hall jama paveikslo antrame plane, kartais figūruoja „iš- mini ir fone iš dangaus besileidžiančius angelus [39]. skleistame“ kūrinyje, kuriame piešiami visi alegorijos Neretai kiaulių ganymo scena vaizduojama paveikslo aspektai, tačiau dažniausiai ji atliekama kaip pasako- antrame plane ar išskleistame kūrinyje kaip atskira ci- jamojo ciklo dalis. Paprastai sūnus palaidūnas vaiz- klo dalis. Kartais paveiksle sūnus palaidūnas piešiamas duojamas vienmarškinis, bėgantis nuo įpykusių pa- prašantis kiauliaganio darbo. Kai kuriuose darbuose leistuvių, kurios pakeltose rankose gniaužia šluotas. visas dėmesys sutelkiamas į peizažą, kuriame mažytė Jam už nugaros lieka užeigos namai, paprastai kelių sūnaus palaidūno figūra tampa beveik nepastebima. aukštų, pro kurių vieną langą prostitutė ant nelaimė- • Sūnus palaidūnas grįžta pas tėvą. Tai viena populia- lio šliūkšteli puodą vandens. Šis pasakojimo aspektas riausių pasakojimo dalių dailininkų darbuose. Sūnaus palaidūno sugrįžimas pirmą kartą pavaizduotas 1510 6 J. Callot serijos leidėjas Israel Henriet (1590–1661) po kiekviena gra- metais Luco van Leydeno (1494–1533) graviūroje. viūra užrašė tam tikrą sceną apibūdinančią sentenciją. 7 B. van Bassen buvo architektas, jo specializacija – interjerų, kurie Čia veiksmas rutuliojamas aikštelėje priešais namus dažniausiai buvo jo fantazijos vaisius, tapyba. [38]. „Renesanso meistrai tėvo ir sūnaus susitaikymo Sūnaus palaidūno tema XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje 21

scenoje įžvelgė gražų ir patrauklų reginį: prabangi architektūra, išsipusčiusi minia, įspūdingas peizažas, kurių fone išryškėja atgailos ir atleidimo scena“ [32, p. 208]. Sūnus palaidūnas vaizduojamas apdriskęs, klūpantis priešais savo tėvą, kuris jį apkabinęs arba laimina. Sūnaus rankoje gali būti piemens lazda arba ji numesta prie kojų. Šalia piešiamas vyresnysis brolis, abejingai stebintis susitaikymo sceną. Antrame plane paprastai skerdžiamas veršiukas – auka nuo- dėmei išpirkti [39]. Beveik visada greta vaizduojami tarnai, tėvo liepimu nešantys sūnui naujus drabužius, apavą ir žiedą. Dauguma dailininkų tvirtai laikėsi vi- zualinės tradicijos vaizduodami tėvo ir sūnaus susiti- kimą: „žiūrėjimo taškas buvo iš šono arba iš ¾, todėl ne visada matomi abiejų veikėjų veidai. Jaunesnysis sūnus dažniausiai priklaupęs ant vieno kelio, apka- binęs tėvą <...>, šis suima sūnaus rankas, viena ranka siekia jo peties arba tiesia į jį abejas, labai retai tėvas 2 pav. Dirck van Baburen. „Sąvadautoja“, 1622. Dr. al. vaizduojamas padėjęs rankas ant sūnaus galvos“ [3]. Kai kuriuose paveiksluose sūnus palaidūnas nuolan- kiai bučiuoja tėvo ranką. septynių mirtinų nuodėmių alegorinės figūros. Teatro- Nors daugelis dailininkų ne kartą iliustravo šią siu- logų surinkti duomenys patvirtina, kad visose Vakarų žetinę liniją, tačiau, meno istorikų teigimu, vieninte- Europos šalyse XVI–XVII amžiuje buvo kuriamos ir liam Rembrandtui paveiksle „Sūnaus palaidūno sugrį- vaidinamos analogiškos pjesės [20], tad nenuostabu, žimas“ (1668) pavyko atskleisti parabolėje glūdinčias kad dailininkai žinojo jų turinį ir naudojosi čia siūlo- religines ir etines idėjas. mais sūnaus palaidūno gyvenimo aspektais vaizduoda- Palaido gyvenimo vaizdų atsiradimo prielaidos mi šią alegorijos siužetinę liniją. ir vaizdavimo ypatumai. Muzikos vaidmuo. Jėzaus Kaip XVI–XVII amžiaus meistrai išskleidė šį istori- pasakojamame sūnaus palaidūno palyginime (Lk.15, jos epizodą savo darbuose? Dažniausiai tai – muzikuo- 11–32) apie palaidą gyvenimą užsimenama vos keliais jančios linksmosios draugijos, sąvadautojos (viešna- žodžiais, tačiau dailininkai (ypač Olandijos) šį aspektą mio scenos), azartinių žaidimų sukčiai ir būrėjos. Apie išplėtojo daugybe tapybinių ir grafinių variantų. Daž- kiekvieną potemę išsamiau: niausiai parabolės žodžiai „palaidai gyvendamas“ buvo • „Linksmoji draugija“ („merry company“) nebuvo tik pretekstas vaizduoti apnuogintą kūną, tai to meto paprasta tema, ji sudėtinga tiek kilme, tiek raiška: dailėje buvo griežtai draudžiama. Vis dėlto šio reiš- jos užuomazgos matyti istorijų „Žmonija, laukianti kinio šaknys glūdi viduramžiuose – tai liudija aptarti Paskutiniojo Teismo“, „Žmonija prieš Tvaną“ ilius- vitražų langų siužetai. Vėliau „palaido gyvenimo“ epi- tracijose, mitologinėje „Dievų Puotoje“ ir „Sūnaus zodas buvo papildytas: XV amžiuje parašytoje ir vai- palaidūno palyginime“ [16]. Šios istorijos atspindžiai dintoje Castellano Castellani (1461–1519) misterijoje vaizduojant „linksmąsias draugijas“ ir bus apžvelgti. „La rappresentazione del figliuol prodigo“ sūnus pa- Ši forma pirmiausia buvo išplėtota olandų tapy- laidūnas puotauja ir geria smuklėje, kurioje kažkokie tojų Pietero Aertseno (1508–1575) ir J. S. van Hemes- nenaudėliai aplošia jį kortomis, o smuklės šeimininkas seno darbuose sūnaus palaidūno tema [16]. Vis dėlto siūlo jam naktį praleisti su tarnaite. Kai baigiasi pinigai, didžiausią įtaką tolesnei raidai turėjo Davido Vinckbo- jis išvejamas lauk vienais naktiniais marškiniais, basas. onso (1576–1632) 1610–20 metų besilinksminančių Pavymui tarnaitė šaukia: „Ką tu čia, sukčiau, darai? Eik aristokratų parke atvaizdai, tačiau šie darbai greičiau iš čia, nes tuoj būsi kaip reikiant pamokytas!“. Sūnus primena žanrinio pobūdžio kūrinius9, jie gana sunkiai palaidūnas supranta, kaip jį apgavo ir skundžiasi: „Da- atpažįstami kaip alegorijos iliustracija, tik kaip simbo- bar jie turi mano pinigus ir drabužius, o mane vadina liai, veikėjų atributai ar aplinkos vaizdai. To meto žiū- juokdariu ir apšaukia vagimi“ [33, p. 35]. Būtina pami- rovui paslėpta informacija, metaforinė kalba buvo ne- nėti, jog tai ne vienintelė to meto pjesė sūnaus palaidū- sunkiai suprantama, tai paliudija pakankamai tikslūs no tema, kurioje vaizduojamas sūnaus nuopuolis. Dar tokio pobūdžio paveikslų apibūdinimai, randami XVII anksčiau Antonia Gianotti Pulci (1452–1501)8 parašė amžiaus meno kūrinių sąrašuose [10]. Vėliau, 1610–30 pjesę „Rappresentazione del figliuol prodigo“, suside- metais, besilinksminančios kompanijos schemą perėmė dančią iš 556 eilėraščių, kuri sulaukė populiarumo Ita- jaunieji Harlemo ir Amsterdamo tapytojai, vienas ku- lijoje, buvo leidžiama ir vaidinama daugybę kartų. Šio- je pjesėje iš tėvo namų išvykstantį sūnų palaidūną lydi 9 Autorius J. R. Martin [15] teigia, kad Olandijos tapyboje riba tarp žan- ro ir alegorijos nedidelė ir dažnai sunkiai apibrėžiama, nes simboliai 8 Antonia Gianato Pulci buvo viena pirmųjų teatro istorijoje žinomų dažnai slepiami po įprastų namų apyvokos daiktų forma ir simbolinės pjesių rašytojų. užuominos gali būti lengvai nepastebėtos ar neteisingai suprastos. 22 Valujavičienė R. rių – jaunesnysis Franso Halso (1580–1666) brolis Dirck jusliniais malonumais, ji čia turi negatyvų atspalvį, at- Hals (1591–1656). Elegantiškų jaunų žmonių, šokančių, skleidžiamą suvokus muzikinių instrumentų simbolinę geriančių, flirtuojančių, akompanuojant muzikai, pa- prasmę. Aptariamo laikotarpio olandų gyvenime liutnia veikslai turėjo mokyti, jie perspėdavo žiūrovą dėl nesai- ir fleita (dažnai vaizduojamos dviprasmiškose scenose) kingumo, primindavo palaido gyvenimo pasekmes. Šios turėjo įprastas erotines reikšmes. Meno istorikas R. H. scenos paprastai buvo mažo formato, jose vaizduojami Fuchs knygoje „Dutch Painting“ (1997) pasakoja: „Mo- žmonės nutapyti labai detaliai, vilkintys prabangius to kykis liutnia, mokykis spinetu groti. Stygos turi galios meto kostiumus [25]. Ilgainiui tokių mažafigūrių „links- pavogti širdį“ – užsimena to meto eilėraštis, tačiau tokio mųjų draugijų“ vaizduose išnyko ir paskutiniai sūnaus pobūdžio paveiksluose akcentuojama liutnia turi vulga- palaidūno istorijos atšvaitai, nebeliko moralizuojančio resnę prasmę. Olandų žodis „luit“ gali reikšti ir liutnią, ir aspekto, tik mėgavimasis jaukia aplinka. moters lyties organą. Taip po elegantišku šydu paveiks- • Kita „linksmosios draugijos“ forma randama las iliustruoja ir netiesiogiai pasmerkia uždraustą meilę“ Utrechto karavadžistų darbuose. Jos pradininku lai- [9, p. 54]. Šitokia liutnios potekstė paveiksluose nestebi- komas Gerrit van Honthorst (1590–1656), jis savo na: Thomas Coryat (1577–1617) knygoje „Crudities“11 paveiksluose derino erotiškumą su aplinkos aske- (Londonas, 1611) aprašo Venecijos kurtizanių paprotį tiškumu. Tamsiame neutraliame fone vaizduojamos nešiotis liutnią kaip savo amato ženklą, be to, šios kur- kelios didelės figūros ar jų grupė, „siužetas pertei- tizanės mokėjo meistriškai groti [30]. Panašiai aiškina- kiamas personažo poza ir daiktais rankose“ [36, p. ma ir fleitos prasmė, ji dėl formos buvo siejama su falu 124]. 1620 metais nutapytas paveikslas „Vakarėlis“ [4]. Jei dailininkai „neįdėdavo“ muzikinių instrumentų („Sūnus palaidūnas viešnamyje“) tapo pavyzdžiu į kurtizanių rankas (žr. 2 pav.), tai bent juos nupiešda- Utrechto tapytojams vaizduoti panašias scenas. Jie vo matomoje vietoje: pakabintus ant sienos (S. Beha- greitai išpopuliarino šią linksmą, žanrinę, abejoti- mo medžio raižinys) arba nerūpestingai numestus ant nos reputacijos moterų aplinkos sceną, kuri daž- grindų (J. H. van Bijlerto paveikslas). Kai kurių tapytojų niausiai tapatinama su sūnumi palaidūnu, švaistan- darbuose matoma tik subtili užuomina apie liutnios bu- čiu savo palikimą su puolusiomis moterimis. Tokio vimą, kaip kad J. Vermeero paveiksle – žiūrovui paro- 12 fragmentas kliento rankose, pobūdžio paveikslai buvo vaizduojami visą XVII a., domas tik liutnios kaklelio matomas po taure. Taip išradingai dailininkas slepia šį tik įmantriau komponuojami. Svarbu ir tai, kad G. dviprasmišką simbolį [14]. Honthorst minėtame darbe sukūrė tradicinės sąva- • Nemažai dailininkų jaunesniojo sūnaus palaidą dautojos tipažą – sena moteris, raukšlėmis išvago- gyvenimą perteikė kortų sukčių, būrėjų scenomis tu veidu, galvą apsivyniojusi turbanu – tai dažnas (kortų žaidimas XVI–XVII amžiaus Europoje buvo personažas parabolę iliustruojančiuose kūriniuose. neteisėtas, bet labai populiarus). Anot autoriaus P. Toks pats moters tipažas randamas keliais metais Conisbee (1997), „visos būrėjos, lošėjai ir sukčiai, vėliau nutapytuose Dircko van Babureno (1590– nekalti jaunuoliai ir tie, kurie juos išnaudoja, pri- 1624) paveiksluose: „Sąvadautoja“ (1622, žr. 2 klauso vienai išplėstinei ikonografinei šeimai“ [5, p. pav.)10, „Sūnus palaidūnas“ (1623) [25]. Pastarajame 150], t. y. prilyginami sūnui palaidūnui. XVI amžiaus darbe „dailininkas pateikia ir „5 pojūčių“ atributus: pabaigoje Italijoje radosi nauja temos interpretacija, „skonį“, „klausą“, „uoslę“, „lytėjimą“ ir „regėjimą“. nesusieta su Biblijos pasakojimu, pavaizduota kaip Šios alegorijos neretai buvo įtrauktos į „sūnaus pa- scena iš kasdieninio gyvenimo: Michelangelo da laidūno“ siužeto ikonografiją“ [36, p. 120]. Caravaggio (1573–1610) darbai „Kortų sukčiai“ ir Tuo metu tokios viešnamio scenos išpopuliarėjo kaip reakcija į puritonišką moralę. Vėliau patraukli są- „Būrėja“ sukėlė tikrą tokių paveikslų maniją Italijo- vadavimo scena, turėjusi sąsajų su palaidu sūnaus pa- je, Prancūzijoje ir mažesnėse šalyse. Vieni dailinin- laidūno gyvenimu, išsirutuliojo į savarankišką žanrą, kai liko ištikimi savo įkvėpėjui, kiti, pasinaudodami kitaip vadinamą „bordeeltje“ [29]. jo sukurta schema, ir toliau iliustravo sūnaus palai- Palaido jaunesniojo sūnaus gyvenimo scenose be- dūno istoriją. Pastariesiems priklauso G.de La Tour, veik visada vaizduoti muzikuojantys žmonės, nesvarbu, Jean Leclerc (1587–1633), J. Callot. Šių paveikslų ar tai prasčiokiška smuklės aplinka, ar aristokratiškas įprasta ikonografinė schema yra tokia: pasiturinčiai pokylis parke. Skyrėsi tik muzikinių instrumentų rū- apsirengęs sūnus palaidūnas labai įdėmiai studijuo- šys, atliekamos muzikos pobūdis: „dūdmaišiai ir rylos ja savo kortas, visiškai neįtardamas, kad kortų suk- skambėjo žemesnių sluoksnių puotose, smuikai buvo čius jam už nugaros informuoja kompanioną apie populiarūs visose visuomenės grupėse, nors jais buvo jo turimas kortas. G. de La Tour, pavaizdavęs kortų grojamos skirtingos melodijos, o liutniomis ir fleito- sukčių apgautą jaunesnįjį sūnų, vėliau jį perkėlė į či- mis buvo akompanuojama pasiturinčiųjų pasilinksmi- gonės draugiją, kurios bendrininkės apšvarina jau- nimuose“ [8]. Muzika šiuose paveiksluose siejama su nuolio kišenes. Vis dėlto sūnaus palaidūno istorija lengviausiai atpažįstama J. Callot oforte, kuriame 10 D. Baburen „Sąvadautoja“ figūruoja keliuose Johanneso Vermeero (1632–1675) kūriniuose – „Koncertas“ (formaliai Isabelos Stiuart 11 T. Coryat šioje knygoje aprašė renesansinės Europos architektūrą, pa- Gardner muziejus Bostone, iš kurio 1990 m. paveikslas buvo pavogtas) pročius ir aprangą. ir „Moteris, sėdinti prie spineto“ (Londono nacionalinė galerija). 12 Liutnia susideda iš kaklelio su atlenkta sukynių dėžute ir išgaubto korpuso. Sūnaus palaidūno tema XVI–XVII a. Vakarų Europos dailėje 23

ovalų piešinį juosia lotyniškas užrašas, perspėjantis davo ciklais, siužeto epizodais ar išskleisdavo visą apie palaido elgesio padarinius [5]. pasakojimą viename paveiksle. Tradiciškai plėtotos • Sūnaus palaidūno istorijos atspindžių galima ap- 6 siužetinės linijos. Dažniausiai vaizduoti sūnaus tikti ir sarginių – „in kortegaardjes“– scenose, kai palaido gyvenimo aspektai. rūkoma, geriama, lošiama, linksminamasi su laisvo 2. XVII a. intelektualiame gyvenime buvo įsišaknijusi elgesio moterimis. Tačiau čia veikiau tik dailininkų alegorinė mąstysena, ji lėmė alegorinių temų pa- pasiskolinti jaunesniojo sūnaus palaido gyvenimo plitimą dailėje. Alegorijos (tarp jų ir sūnaus palai- įvaizdžiai, o ne palyginimo įkvėpti paveikslai [31]. dūno palyginimas) buvo priskiriamos istoriniams Parabolėje paminėtas palaidas gyvenimas dailinin- paveikslams, tačiau labai dažnai jos buvo paslėptos kams suteikė galimybę vaizduoti šventes ir puotas: sce- po žanrine išore. Alegoriniai paveikslai dažniausiai nų su paleistuvėmis moralizuojantis turinys perspėda- buvo užsakomi oficialiai. Nuolatinė tokių darbų pa- vo apie tinginystės ir pinigų švaistymo trumpalaikiams klausa vertė dailininkus vaizduoti pirkėjų diktuoja- malonumams pavojų. Dailininkai, kuriantys puotų mas temas. Šie be vargo suprasdavo metaforinę pa- vaizdus, taip parodydavo savo sugebėjimą piešti įvai- veikslų raišką, nes visoje Europoje buvo paplitusios riausią maistą, indus ir puošnius drabužius [8]. Be to, embleminės knygos ir simboliniai žodynai. Tridento susirinkimui uždraudus vaizduoti apnuogin- 3. Sūnaus palaidūno istorijoje atsispindėjo XVI–XVII tą kūną, katalikiškų kraštų dailininkai, prisidengdami a. šeimų gyvenimo realijos (kartų problema, vaikų sūnaus palaidūno istorija, galėjo piešti erotines scenas. auklėjimas, jaunimo ištvirkimas), todėl joms at- Neįprasti aspektai. Be tradicinių siužetinių linijų skleisti dailininkai dažniausiai pasirinkdavo šios vaizdų buvo ir kitokių dailininkų darbų. Vienuose jų vaiz- alegorijos formą. Reformacijai iškėlus tikinčiųjų duotos numanomos sūnaus palaidūno pasakojimo aki- moralės klausimą, sūnaus palaidūno palyginimo mirkos, apie kitų siužetus parabolėje neužsiminta nė žo- vaizdais buvo mokoma dorovės. Katalikiškų kraštų džiu. Tokių paveikslų sukurta nedaug, išradingiausi buvo dailininkus daugiausia domino sūnaus palaidūno flamandų meistrai. Šiuose darbuose vieni kūrėjai metafo- atsivertimas ir atgaila, jo sugrįžimo namo epizodas, riškai analizavo žmogaus atsivertimo ir atgailos proble- o protestantiškose valstybėse paplito moralizuojan- mas (H. Bosch, A.van Dyck, J. Boeckhorst), kiti turtingais tys šios temos paveikslai. simboliais susiedavo peną kūnui ir sielai (P. Aertsen, J. de Beuckelaer), treti alegoriniam pasakojimui pasitelkė au- tobiografinį motyvą – dailininkai A. Dürer, Rembrandt ir Literatūros sąrašas J. Vermeer vaizdavo save kaip sūnų palaidūną. Autoriai L. Todd ir D. B. Weisbord knygoje „Fa- 1. Andrijauskas, A. Grožis ir menas. Vilnius: Vilniaus dailės aka- vorite subjects in Western art“ (1968) pateikia faktą, demijos leidykla, 1995. ISBN 9986-571-08-1. jog egzistuoja dar keli palyginimo netradicinės iko- 2. Baldwin, R. The Impact of the Counter-Reformation on Art: nografijos pavyzdžiai: jie mini, kad keliuose darbuose Baroque Art in Catholic Europe (Italy, France, Belgium) [žiū- (dailininkai nenurodyti) sūnaus palaidūno sugrįžimo rėta 2015-01-16]. Prieiga internetu: http://www.socialhisto- scenoje vietoj tėvo piešiamas Kristus, rankoje laikantis ryofart.com/17thItaly/Baldwin%20%20The%20Counter%20 pergamentą, kuriame užrašyti tokie žodžiai: „Mano sū- Reformation%20and%20Art.doc. nus visada su manimi ir visa, ką aš turiu, yra tavo“. 3. Baldwin, R. The Touch of Love: Gestures of Touch in Three Apibendrinant galima teigti, jog XVI–XVII a. Vakarų Late Works by Rembrandt: Prodigal Son, Jewish Bride, and Europoje sūnaus palaidūno palyginimo vaizdavimo pa- Family Group. 1987[žiūrėta 2015-03-09]. . Prieiga interne- plitimą nulėmė šie veiksniai: istorinės aplinkybės, Bažny- tu: http://www.socialhistoryofart.com/Baldwin%20%20Rem- čia, jos išsiskyrimas į dvi priešingas stovyklas, protestan- brandts%20Touch%20of%20Love%201%20%20Prodigal%20 tų užimta pozicija dėl meno, susiformavusi nauja meno Son.DOC. rinka, kontrreformacijos iškelti uždaviniai menui ir sim- 4. Burgers, J.; Reid, H. The Lute in the Dutch Golden Age: Musi- bolinis laikotarpio mąstymas. Svarbu buvo ir aptariamo cal Culture in the Netherlands 1580–1670. Amsterdam: Ams- laikotarpio šeimų santykiai, kartų konfliktas, dailininkų terdam University Press, 2013. ISBN 9789089645524. gyvenimo aplinkybės. Vis dėlto svarbiausia priežastis glū- 5. Conisbee, P. Georges de La Tour and his world. Washington: di pačioje parabolėje – joje išaukštinamos amžinos verty- National Gallery of Art, New Haven and London: Yale Univer- bės – viltis, tikėjimas ir viską atleidžianti meilė. sity Press, 1997. ISBN-13: 978-0300069488. 6. Dajczer, T. Tikėjimo įžvalgos. Vilnius: Katalikų pasaulis, 2000. Išvados ISBN 9986-04-134-1 7. Duchet-Suchaux, G.; Pastoureau, M. The bible and the saints. Paris-New York: Flammarian, 1994. 1. Sūnaus palaidūno alegorijos vaizdai paplito vi- 8. feasts and Festivities (XVIIe & XVIIIe Dutch, Flemish, French, duramžiais, jie skleidėsi vitražuose, gobelenuose, German and Italian Master Paintings). [žiūrėta 2015-10-28]. Priei- daiktų dekoracijose. Ilgainiui nusistovėjo tam tikra ga internetu: http://www.galleryvpitchal.com/Expo/exhipref.html. siužeto linijų ikonografija, išsikristalizavo parabolės 9. fuchs, R. H. Dutch Painting. New York: Thames and Hudson vaizdavimo ypatumai. Dailininkai alegoriją vaiz- inc., 1978. ISBN-10: 0500201676 24 Valujavičienė R.

10. Haak, B. The Golden Age Dutch painters of the sevente- 31. Van Maarseveen, M. P.; Kersten, M.C.C. The Eighty Years War enth century. London: Thames and Hudson, 1984. ISBN-10: in Northern Netherlandish painting of the seventeenth centu- 904008792X ry: cavalry skirmishes and guardroom scenes [žiūrėta 2015- 11. Haeger, B. The prodigal son in sixteenth and seventeenth-cen- 05-19]. Prieiga internetu: http://www.lwl.org/westfaelischer- tury Netherlandish art: depictions of the parable and the evolu- friede-download/wfe-t/wfe-txt2-51.htm. tion of a Catholic image . Simiolus, 1986, Nr. 16, p. 128–138. 32. Алпатов, М. Этюды по истории западноевропейского 12. Krikščionybės kronika. Vilnius: Vaga, 1999. ISBN 5-415- искусства. Москва: Издательство Академии художеств 01429-2. СССР, 1963. 13. Leaded window glass: The Prodigal Son. [žiūrėta 2003-09-20]. 33. Бернен, С.; Бернен, Р. Мифологические и религиозные Prieiga internetu: www.art.uiuc.edu/galleries/kam/collecti- мотивы в европейской живописи 1200-1700. Санкт ons/MedNearEast/63-45-001.html#. Петербург: Академический проект, 2000. ISBN 5-7331- 14. Liedtke, W. A. ir kt. Vermeer and the Delft School. New York: 0174-1 The Metropolitan museum of Art, 2001. [žiūrėta 2015-02-12]. 34. История искусств стран Западной Европы от Возрождения Prieiga internetu: http://www.metmuseum.org/research/met- до начала XX века. XVII века: Италия, Испания, Фландрия. publications/Vermeer_and_the_Delft_School. Москва: Искусство, 1988 15. Martin, J. R. Baroque. New York: Harper and Row Publishers, 35. Потапов, В. Неделя о блудном сыне [žiūrėta 2015-09-26]. 1977. ISBN-13: 978-0064300773. Prieiga internetu: http://www.stjohndc.org/Russian/feasts/ 16. Nash, J. M. The age of Rembrandt and Vermeer. New York: fasts/grlent/r_triod_w2.htm .. Phaidon, 1979. ISBN-10: 0714819735. 36. Сененко, М. Специфика бытового жанра в живописи 17. Nouwen, H. J. M. Sūnaus palaidūno sugrįžimas. Pasakojimas Утрехтских караваджистов. In Материалы научной apie grįžimą namo. Vilnius: Aidai, 1999. ISBN 9986-590-86-8. конференции: Рембрандт. Художественная культура 18. Rachlevičiūtė, R. Gailestingumas dailėje. Mintys po paskaitos Западной Европы ХVII века. Москва: Типография [žiūrėta 2015-03-04]. Prieiga internetu: http://www.bernar- министерства культуры СССР, 1970, p. 120–125. dinai.lt/straipsnis/2011-05-20-ramute-rachleviciute-gailestin- 37. Степанов, А. Мастер Альбрехт. Ленинград: Искусство, gumas-daileje-mintys-po-paskaitos/63120. 1991. 19. Ramonienė, D. Krikščioniškosios ikonografijos žodynas. Vil- 38. Фехнер, Е. Ю. Рембрандт. Возвращение блудного сына. nius: Vilniaus dailės akademijos leidykla, 1997. ISBN 9986- Ленинград: Издательство Государственного Эрмитажа, 571-17-0. 1963. 20. Repentance rewarded: Catalan plays on the parable of the Pro- 39. Холл, Дж. Словарь сюжетов и симболов в искусстве. digal Son [žiūrėta 2015-05-01]. Prieiga internetu: http://www. Москва: Крон- Пресс, 1999. ISBN 5-232-01078-6 sitm.info/history/Groningen/kovacsaddpaper.htm. 21. Roberts, B. Sex and Drugs Before Rock ‘n’ Roll: Youth Cultu- re and Masculinity During Holland’s Golden age. Amsterdam: THE PRODIGAL SON’S SUBJECT IN THE Amsterdam University Press, 2012. ISBN 9789089644022 WESTERN EUROPE ART OF XVI-XVII 22. Rogers, N. The True Convert or an Exposition upon the Who- CENTURIES le Parable of the Prodigal. Luke 15. 11,12. London: printed by Edward Griffin for Edward Brewster, 1620 Rasa Valujavičienė 23. Rupnik, M. I. Ir puolė jam ant kaklo. Vilnius: Aidai, 1999. ISBN 9986-590-84-1 Vilnius College of Technologies and Design, Antakalnio 24. Siegel, E. Symbols of Change in Dutch Golden Age Still g. 54, LT-10303 Vilnius Life Paintings: Teachers’ Guide and Lesson Plan [žiūrėta 2015-02-15]. Prieiga internetu: http://www1.umassd.edu/ Annotation. In article, the author describes the Prodi- euro/2011papers/siegel.pdf . gal Son’s parables meaning, its religious and ethical di- 25. Slive, S. Dutch painting 1600–1800. London: Yale University lemmas, and researches peculiarities of XVI-XVII cen- Press, 1995. ISBN 0-300-06418-7. turies that influenced spread of this subject. The author 26. Šventasis Raštas. T. 1: Senasis Testamentas. Vilnius: Vaga, 1990. analyses several problematic questions of the iconog- ISBN 5-415-00801-2. raphy of Prodigal Son: visualisation of most popular 27. Šventasis Raštas. T. 4: Naujasis Testamentas. Vilnius: Vaga, story lines, first images, usual and unusual aspects, role 1992. of music and reasons of this subject’s popularity in 28. The Dictionary of Art. New York: Grove, 1996–1998. ISBN Western Europe of XVI-XVII centuries. Author uses 1-884446-00-0. some research’s methods: of the content analysis, com- 29. The Procuress. [žiūrėta 2015-10-28]. Prieiga internetu: http:// parative analysis, social-cultural method and icono- www.essentialvermeer.com/catalogue/procuress.html#.Vpe- graphical method. VD1LK9f4. Key words: allegory, Prodigal Son, Reformation, 30. The Signifying serpent: seduction by cultural stereotype in se- Counterreformation, habits, moral education, allegor- venteenth century England [žiūrėta 2015-04-15]. Prieiga inter- ical thinking, XVI-XVII centuries Western Europe’s netu: http://www.cs.dartmouth.edu/~wbc/julia/ch8/ch8.htm. Art, iconography, tradition of representation. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Erdvės suvokimo architektūroje problematiškumas

Airida Tylienė Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, Vilnius

Anotacija. Straipsnyje nagrinėjama viena aktualiausių šiuolaikinės architektūros teorijos problemų – erdvės suvokimas. Architektūrinės erdvės suvokimas apima įvairius aspektus – nuo erdvės dermės su kitais objektais iki suvokėjo fiziologinių ir psichologinių erdvės suvokimo aspektų. Straipsnyje apžvelgiami įvairūs sąvokos erdvė sampratos aspektai, jos vartojimo bei suvokimo formos architektūroje. Aptariami architektūrinės erdvės modeliai, jos organizavimo būdai ir tipai bei analizės morfologiniu, simboliniu ir fenomenologiniu aspektu galimybės. Išskiriami erdvės suvokimo problematiškumo aspektai ir pristatoma trumpa erdvės turinio formavimosi raida nuo geometrinės erdvės suvokimo iki savarankiškos žmogaus gyvenimo erdvės, šiuolaikinių erdvės suvokimo koncepcijų. Pagrindinės sąvokos: urbanizacija, architektūros teorija, architektūrinė erdvė, erdvės suvokimo koncepcijos, erdvės suvokimo problematiškumas.

Įvadas įgūdžių ir laike kintančio kūrybingumo derinys, viena svarbiausių visuomenės pažangos varomųjų jėgų bei jos 2007 m. gegužės 23-iajai tapus persilaužimo diena, būklės rodiklių [8]. Kaip erdvės formavimo menas3 ji kai apytiksliai skaičiavimais daugiau gyventojų gyveno patiriama ne tik vizualiai, bet ir taktiliškai, t.y., ne vien urbanizuotose teritorijose nei periferijoje1, o ir pasau- tik susikaupus ir kontempliuojat, o nerūpestingai, per lio gyventojų skaičiui sparčiai artėjant prie 8 mlrd2, ar- kasdienį naudojimą4. Juk ir architektūros kūrinys, kurio chitektūra galutinai tapo nebeišvengiama kasdieninio pagrindas – jo erdvinė ir tūrinė sąranga, įtakojama sta- žmogaus gyvenimo dalimi. Šiuolaikinis miestas – tai ne tinio paskirties, konstrukcijos, meninės kompozicijos, tik aplinka, kurioje žmogus gyvena, bet ir pramoninės, paprastai kaip toks suvokiamas tik kai yra urbanizuotos rekreacinės ir kitokios paskirties teritorijos, sudėtingos teritorijos sudėtinė dalis arba landšafto elementas [1, 5]. susisiekimo ir inžinerinės komunikacijos. Miestas yra Pačios architektūros suvokimas gali būti tradiciškas, sudėtinga sistema, kurioje tarpsta miesto bendruome- paremtas išorinių jos bruožų (pvz., formų, elementų ar nė, gamtiniai ir antropogeniniai komponentai, foku- konstrukcijų) stebėjimu bei analize, architektūros kūri- suojasi esminės visuomenės problemos [9, 15]. nius vertinant ne sistemiškai, bet individualiai ir į ben- Siekdamas pakeisti natūralią aplinką ir pertvar- drą visumą jungiant stilistiniu principu. Bet gali būti kyti ją pagal savo funkcinius ir kultūrinius poreikius, ir kitoks architektūros suvokimas: „architektūra yra ne žmogus kuria antrinę, dirbtinę erdvę. „Traktuojant pastatas ar pastatai, o juos apibrėžianti ir generuojanti urbanizaciją kaip žmogaus aplinkos panaudojimo sistema, kurios kūrimas yra algoritmais, skaičiais ir ge- būdą, prioritetas <...> skiriamas kuriam nors aplinkos ometriniais metodais grįstas loginis procesas“ [3]. Tai „okupavimo“ elementui – erdvei, artefaktams (pasta- algoritminė architektūra5, viena iš esminių šiuolaikinės tams, infrastruktūroms, institucijoms) arba žmogui“ architektūros paradigmų6. [15]. Šiandien tokios „okupacijos“ pasekmės akivaiz- Per architektūros istorijos raidą keitėsi žmonių pa- džios: pavieniais atvejais urbanizuotoje teritorijoje ga- saulėžiūra, atskirų architektūros elementų ar kompo- lima išvengti kitų žmonių, bet ne statinių. Kasdieninis nentų tarpusavio ryšiai, funkcijos, architektūros tikslai. žmonių gyvenimas vyksta juose ir tarp jų. [11]. „Nors Vadinasi, keitėsi ir suvokimas su kuo architektūra turi ir netiesiogiai, bet nuolatos ir visur supdami žmogų būti siejama, kokia ji turi būti. „Šiuolaikinė postindus- ir hierarchiškai nuo globalios erdvės iki individualios terpės persiduodami vaizdiniais ir jutimais, jie krista- 3 Pirmąkart apie tai, kad architektūra – erdvės formavimo menas, rašė vokiečių meno istorikas A. Schmarsowas. lizuojasi žmogaus erdvinėje pagavoje ir padeda geriau 4 Tokį vizualinį ir taktilinį architektūros suvokimą grindžia estetikos teo- pažinti aplink esantį pasaulį“ [15, p.195]. retikas, miestų tyrinėtojas W. Benjaminas. „Į pastatus neužtenka žvelgti Architektūra, be kurios neįmanoma įsivaizduoti vizualiai, svarbu skirti dėmesį naudojimo, patyrimo dimensijai, žmo- nių, veiklų ir socialinių santykių visumos pastate suvokimui, t.y., pasta- nei vieno miesto ar tankiau apgyvendintos teritorijos, tui kaip erdvei“ [4]. savo prigimtimi yra žmonijos sukauptų žinių, praktinių 5 „... idėjos, kad esmė glūdi jungtyse ir ryšiuose tarp elementų, kad lo- ginės sekos gali apibūdinti objektą, kad matematika ir geometrija gali 1 Intensyvi urbanizacija prasidėjo XIX a. ir bendras gyventojų skaičius būti neatsiejama architektūros dalimi, tapo vienu iš kertinių naujosios miestuose išaugo nuo 5 iki 73,5 proc. (1800 m. miesto gyventojai sudarė architektūros paradigmos pagrindų“ [3]. Algoritmai, topologija, vekto- 5,1 proc., 1900 m. – 13,3 proc., 2000 m. – 46,6 proc.; Lietuvoje: iki 1914 riai ir kt. ėmė labiau apibūdinti šiuolaikinę architektūrą nei mastelis, m. – 13 proc., 1923 m. – 17,7 proc., 1940 m. – 23 proc., 1970 m. – 50,2 medžiagiškumas ar funkcija [3]. proc., 1990 m. – 68,5 proc.). 1800 m. Pekinas (Kinija) buvo vienintelis 6 Galutinai susiformavo paskutiniame XX a. deš. (ištakos apie 1960 m.). miestas, kuriame gyveno daugiau kaip 1 mln. gyventojų. 1850 m. tokių Pradininkai – žymiausi to laikmečio inžinieriai-konstruktoriai – F. Can- miestų pasaulyje buvo 4, 1900 m. – 21 ir t.t. [15]. dela ir E. Dieste, Le Ricolais, B. Fulleris, F. Otto ir kt. [3, 13]. „Daugelis 2 Gyventojų skaičius nuo 1890-ųjų padidėjo 6,15 karto, o miestuose – apie šių inžinierių sukurtų statinių yra matematinėmis funkcijomis apibrė- 17,5 karto. Jungtinių Tautų Organizacijos (JTO) duomenimis 2011 m. žiami trimačiai paviršiai, griežtos parametrinės sistemos, į vientisą vi- spalio 31-ąją peržengta 7 mlrd. riba; 2028 m. prognozuojamas 8 mlrd. sumą apjungiančios pastato erdvines, estetines ir konstrukcines savy- populiacijos dydis, 2050 m. – 10-12 mlrd. Bendras pasaulio gyventojų bes“ [3]. Inžinierius ir mąstytojas C. Balmondas tai pavadino pamatiniu tankumas (tik sausumos plotas) – maždaug 44,7 žm./km². konstruktu (deep structure) [2]. 26 Tylienė A. trinė visuomenė žengia į naują vystymosi etapą, kuris Tad kuriamos šiuolaikinės architektūros erdvės pra- suteikia naujų visuomenės ir asmens raidos perspek- randa savo substancionalumą, yra vis rečiau suvokia- tyvų, tačiau tuo pat metu transformuoja ir pama- mos kaip tokios, tarsi ištirpsta10. Erdvė architektūroje tinius pasaulio suvokimo atributus“ [12]. Pagrindi- iš trimatės virsta dvimate11 ir neretai tampa savotišku nės architektūros problemos dažniausiai susijusios su beveidžiu fonu vykstančiam veiksmui. žmogaus savivoka ir egzistencija, nes ir architektūros formų bei kitų architektūros elementų interpretacija yra jų vertimas į egzistencijos kalbą. Priešingu atveju Erdvės architektūroje sampratos specifika ir architektūros kūrimas tiek kultūros, tiek ir paties žmo- suvokimo ypatumai gaus atžvilgiu taptų beprasmiu ir galėtų būti atliekamas robotų ar automatizuotų mechanizmų [26]. Taigi, Vienas pirmųjų erdvės architektūroje suvokimo viena tokių esminių šiuolaikinės architektūros proble- problematiškumo aspektų – sąvokos erdvė vartojimo mų – erdvės samprata ir suvokimas. nevienalytiškumas. Sąvoka erdvė vartojama filosofijo- Straipsnio objektas – erdvės architektūroje suvo- je, matematikoje, fizikoje, architektūroje ir tapatinama kimas. su sąvokomis aplinka, aplinkuma, terpė, vieta. Skirtin- Straipsnio tikslas – aptarti architektūrinės erdvės guose teoriniuose darbuose ar diskursuose kiekviena jų suvokimo problematiškumą šiuolaikinėje architektū- traktuojama arba kaip sąvokos erdvė sinonimas, arba ros teorijoje. kaip skirtingos sąvokos, kurių aiškinime išskiriami tik Uždaviniai: joms būdingi specifiniai požymiai ar charakteristikos. 1. apibūdinti architektūrinės erdvės sampratos specifiką; Geografų Y. Tuanas ir T. Creswellas nuomone, erdvė 2. išskirti pagrindinius erdvės architektūroje suvoki- yra kur kas abstraktesnė sąvoka negu vieta, ji susijusi mo ypatumus; su išorine ir geometrine erdve, o terpė suvokiama kaip 3. įvardinti architektūrinės erdvės suvokimo proble- speciali aplinka kam nors egzistuoti, reikštis ar vykti. matiškumo aspektus ir pagrindines erdvės suvoki- Kasdieniniame gyvenime erdvė suvokiama intuityviai kaip veiksmo ir buvimo vieta12, geometrinės sistemos mo architektūroje koncepcijas. 13 Atlikta teorinės medžiagos (literatūros ir informa- pagrindas . Erdvėje žmogus juda, identifikuoja for- cijos šaltinių nagrinėjama tematika) analizė. Apiben- mas, girdi garsus ir pan. Aplinkos paviršiaus formos, drinti rezultatai pateikiami šiame straipsnyje. jos struktūros topologiniai ryšiai, žymimi orientyrais, Architektūra nuo pat pirmųjų savarankiškų homo padeda orientuotis bendroje erdvėje [12, 25, 28]. sapiens bandymų kurti savo būstą pradžios, susijusi su Dalis sąvokos aiškinimų būdingi ir architektūrai. utilitarinėmis funkcijomis, su patogios žmogaus gyve- Jie vienaip ar kitaip įtakoja erdvės suvokimą ir skati- namosios erdvės kūrimu ir formavimu – tai ir šiandien na nevienareikšmes diskusijas ar fokusuoja problemas išlieka vienu pagrindinių jos tikslų [12]. Vis intensy- tiek teoriniu (kaip į teorinėmis studijomis grindžiamą viau vykstant aglomeracijos, ruralurbanizacijos ir ki- suvokimo ir įvaldymo procesų dalį), tiek ir praktiniu tiems procesams, didėjant gyventojų tankumui, laisvų (orientuotu į erdvės atributus, kuriuos galima tirti erdvių urbanizuotose teritorijose sparčiai mažėja. Va- struktūriniu, funkciniu ar tarpasmeniniu požiūriais) dinasi, kinta ir erdvės formavimo galimybės bei jos su- lygmeniu [12]. Erdvės samprata architektūroje išskirti- vokimas. Antra, žmogus palaipsniui ima kitaip suvokti nė. „Fizikui ji abstrakti ir beribė, visur esanti kategorija ir interpretuoti erdvę: nors visų gyvų organizmų regė- <...>, o architektui ji visada konkreti, tiksliai apibrėž- jimas susiformavęs toks, koks būtinas išlikimui7, vis tik ta, pasižyminti trimatėmis dimensijomis, savo ribo- objektai, erdvė ir kiti elementai atpažįstami vadovau- mis, apimtimis, organizacija visad pritaikyta žmogui“ jantis tam tikru įgimtu polinkiu. „Studijuojant regė- [15, p.195]. Architektūroje ir kituose taikomuosiuose jimo psichologiją nustatyta, kad, šifruodama matomą moksluose sąvoka erdvė dažnai tapatinama su sąvoka vaizdą, mūsų sąmonė renka įvairiausius vaizdo inter- aplinka, nors ir čia randasi nemažai prieštaravimų, mat pretacijos variantus ir išrenka dažniausiai pasikartojan- erdvė gali būti suvokiama kaip ribota trijų matavimų tį. Mūsų regėjimo tikslumui, vaizdo atpažinimui didelę tuštuma, kurios formuoti negalima [7]. reikšmę turi patirtis, regėjimo „treniravimas“, įpročiai 10 Nyksta ribos tarp išorės ir vidaus erdvių, pastato tūriai organiškai susi- ir pan.“ [14, p.24]. Paradoksalu galbūt tai, kad vis daž- lieja su terenu, vidinę statinio erdvinę struktūrą kerta pėsčiųjų pasažai [6]. niau atsisakoma tradicinio elementų komponavimo 11 8 Nors gyvena trimatėje erdvėje, didžiausią informacijos dalį žmogus už- metodo , erdvių kaitą įtakoja menamos vizualios ašys, rašo plokštumoje (pvz., tekstai, muzikos kūrinių natos, kalba-gramati- apžvalgos taškų dislokacija, judėjimo trasos, o pati er- ka, net dalis architektūros eskizų ar brėžinių ir kt.). Tai, kad raštas XX a. dvė dėl ekonominės naudos vis dažniau ignoruojama9. pabaigoje siejamas ne su popieriaus lapu ar knyga, o su televizoriaus ar kompiuterio ekranu, tokį suvokimą tik dar labiau sustiprino. Architek- tūrinė erdvė vis dažniau tampa plokščiu planu, nors kompiuteris „išmo- 7 Todėl greit reaguojama į tam tikras išlikimui svarbias konfigūracijas. ko“ imituoti trimatę ir judančią erdvę [6, 14, 26]. 8 Kuriami nauji architektūros principai, statomi „pastatai be sienų“. Fizi- 12 Jei žmogus negali pasisavinti erdvės, kad ir laikinai, ji tampa neutralia niai dalykai nebėra lemiantys, formos paklūsta ir emocijoms, ir praktiš- erdve. Antropologas M. Auge įžvelgia tokių vietų plėtrą modernioje vi- kumui, ir estetikai [12]. suomenėje ir pavadina jas „ne vietomis“ (non-places). Tai kraštutinis 9 Ypatingas dėmesys skiriamas ne erdvei, o konstrukcinių sistemų tobu- erdvės be tapatumo ženklų pavyzdys, kaip pavyzdžiui, oro uostai [4]. lumui ir lakoniškų formų išbaigtumui, apdailos medžiagų ir statybos 13 Bendrąja prasme erdvė yra viena iš pagrindinių materijos buvimo for- darbų kokybei [12]. mų, apibūdinanti jos tįsumą bei apimtį [7]. Erdvės suvokimo architektūroje problematiškumas 27

Įprastai architektūros teorijoje erdvė suvokiama tektūros savybių (stiprumas, nauda ir grožis) dermė19. kaip kūrybinė, konkrečiomis plastinio meno savybėmis Vėliau, pavyzdžiui, vadovaujantis klasikinės vokiečių pasižyminti forma [24] arba kaip kultūrinė, žmogaus filosofijos pradininko I.Kantas idėjomis, teigta, kad er- išgyvenama erdvė, kuri ne tik atspindi jo mąstyseną, dvė subjektui egzistuoja tik jo suvokimo metu. XIX a. bet ir yra jos formuojama [21]. Tai ir estetinė kategori- psichologijai užėmus deramą vietą tarp kitų mokslų, ja, kuri apibūdina architektūros priemonėmis dirbtinai architektūrinės erdvės projektavimas pradėtas derinti sukurtos erdvės savybes [27] – „meninis sumanymas su psichologiniais jos suvokimo aspektais ar samprato- architekto transformuotoje ir visuomenės poreikiams mis (pvz., ekstraversija-intraversija, racionalumas-ira- pritaikytoje aplinkoje tampa „architektūrine erdve“ [6, cionalumas, funkcija-estetika, vidinis-išorinis, kairė- p.57]. Taigi, sąvoka erdvė architektūroje arba architek- dešinė, aukštyn-žemyn, tiesus-kreivas, silpnas-stiprus, tūrinė erdvė14 nėra tik mechaninis sąvokų erdvė ir ar- pilnas-tuščias, chaosas-tvarka, ribotas-beribis, aiškus- chitektūra junginys. neaiškus, primityvus-sudėtingas, statiškas-dinamiškas, Architektūros teorijoje erdvė yra ypatinga katego- aktyvus-pasyvus, kartu-atskirtas, didelis-mažas). Ne- rija15 – kūrybiškai pakeista supančios aplinkos dalis, retai miestas kaip gyvas organizmas buvo priešpasta- harmoningai suformuota materialinių ir nemateriali- tomas žmogui: pradėtas „įdvasinimo“ procesas mies- nių elementų bei atliepianti funkcinį, emocinį-meni- tui suteikė kūną ir sielą („miesto dvasia“), bendrinę nį (vizualinį) ir informacinį (architektūrinio objekto) atmintį. Tad formavosi tokie miesto įvaizdžiai kaip aspektą [19]. Jos nustatymui būtina istorinių epochų „miestas-monstras“, „miestas-titanas“, „miestas-žudi- estetinės-filosofinės minties apie erdvę analizė [22]. kas“. XX a. erdvė architektūroje traktuojama kaip sa- Didelį indėlį į erdvės turinio suvokimo formavimą varankiškas elementas. Svarbu tapo ne tiek teisingai padarė Platonas. Jo mėginimas rasti ontologinį geome- išdėstyti statinius ir erdvėje suformuoti idealią schemą, trinių objektų statusą, pirmą kartą vedė link geometri- bet kiek suteikti tinkamas sąlygas žmogui veikti – ar- nės erdvės suvokimo – tam tikros terpės tarp idėjų ir chitektūrinė erdvė traktuota kaip kasdieninio žmogaus jutiminio pasaulio. Architektūrinei Pitagoro-Platono gyvenimo erdvė, subjekto suvokiama kaip socialinės tradicijų grįsto pasaulio suvokimo interpretacijai „tar- informacijos šaltinis, internalizuota vertybė ir asmeni- nauja“ ir geometriniai architektūros pradmenys: aukso nės indentifikavimo faktorius [27, 28]. pjūvis (golden ratio), įvairios proporcijų ir geometrinių Iš esmės erdvei būdingos pločio, ilgio (gylio) ir aukš- santykių teorijos ir pan. Viduramžiais pačiomis svar- čio dimensijos. Jos dėsningai reiškiasi kartu per formą, biausiomis tapo tam tikros tvarkos (hierarchijos), tam piešinį, proporcijas, mastelį, spalvą, faktūrą, apšvietimą, tikro mąstymo ir suvokimo išlaikymas – dar Antikos regimumą, akustiką ir kt. parametrus ar charakteristikas. laikais atrastos proporcijos kaip pagalbinė priemonė Pavyzdžiui, pločiu, aukščiu ir gyliu gali būti apibrėžiama naudotos viduramžių architektų16. Renesansas tapo pagrindinė architektūrinio statinio formos erdvėje savy- posūkio tašku architektūrinės erdvės suvokimo evoliu- bė – geometrinis vaizdas: jei du parametrai didesni už cijoje Europoje. Jo metu išryškėjo susidomėjimas ide- trečią, formuojasi plokštuminis vaizdas, jei vienas di- aliomis antropomorfinėmis proporcijomis ir jų realiu desnis už kitus du – linijinis, jei visi trys vienodi – tūrinis įkūnijimu architektūroje. Vizualumas traktuotas kaip charakteris. Tad architektūrinė erdvė tokia pat materia- pagrindinis architektūrinės erdvės kokybės kriterijus: li, kaip ir bet koks kitas žmogų supantis objektas, nors pirmąkart erdvė pradėta modeliuoti atsižvelgiant į žiū- architektūros teorijoje neretai gali būti priskiriama bū- rovą kaip pagrindinį erdvės suvokėją. Objektai mieste tent beformių objektų kategorijai [16]. dažnai statyti geriausiai matomoje vietoje, iš visų pu- Erdvė ribojama20, perskirstoma ar kitaip skaidoma. sių apsupti meniškai organizuotos architektūrinės er- „Erdvės paskirstymas – tai erdvių tarpusavio santy- dvės. Išpopuliarėjo statiškumas statiniuose ir geome- kis (jų kontrolės, privatumo, gylio atžvilgiu, atitinka- triškumas miestų planuose. Naujaisiais laikais daug mai nusakant, kurios bus daugiau viešos, kurios dau- dėmesio skirta judėjimo principams erdvėje suvokti17 giau privačios). <...> Paskirstymas erdvėje nusako kaip ir vieningai erdvės bei statybos principų schemai įtvir- žmonės ir objektai bus lokalizuoti erdvėje, taip for- tinti18. Tam, kad būtų aiškiai suvokta erdvė architek- muojant jų santykį. Erdvinis santykis tarp jų išreiškia tūroje, akcentuota dar Senovės Romos architekto, in- ir nukreipia ir socialinių santykių prielaidas (izoliaciją, žinieriaus Vitruvius mokslo veikale „De architectura“ susidūrimą, prasilenkimą, kontrolę). Taip erdvė mate- (apie 15 m. pr.m. e.) išskirtų trijų pagrindinių archi- rializuoja, išreiškia socialinius santykius erdvėje (pa- skirstydama žmones pagal lytis, pagal statusus, pagal 14 Vienas pirmųjų šią sąvoką pavartojo šveicarų kilmės prancūzų architektas Le Corbusier. vaidmenis)“ [4]. 15 Nors šiuolaikinėje architektūros teorijoje kartais įvardinama kaip antri- Dėl įvairių fizinių, funkcinių ir kitų savybių domi- nė, skirta kitų fenomenų aiškinimui [6]. navimo, erdvė architektūroje įgauna skirtingą tipišku- 16 Didžioji dalis scholastinės filosofijos principų buvo pritaikomi kate- drų plastikoje. Gotikinių katedrų aukštis siekė 30-40 m, todėl būnant mą. Ji gali būti įvardinama kaip objektų talpykla (tūris, jų viduje žmogus jautė Dievo didingumą ir savo menkumą (interjeras rezervuaras, tuštuma) ar fizinių procesų veikimo laukas svarbus tiek, kiek susijęs su kulto kultūra, todėl dažnai jis ne žmogiško, o dieviško mastelio) [12]. 19 Pirmąkart grožis analizuotas kaip vienas iš architektūros aspektų, greta 17 Tobuliausiu laikytas linijinis judėjimas, o ne judėjimas ratu [27]. stiprumo ir naudos (funkcionalumo) [27]. 18 Pagal R. Descartesas: įmanoma pavaizduoti ir pažymėti pasaulyje viską 20 Anot vieno miesto sociologijos pradininkų ir sociologijos klasiko vienintelės sistemos pagalba [27]. G. Simmelas nuomone, riba yra erdvėje išreikštas socialinis faktas [4]. 28 Tylienė A.

(pvz., aikštė), kaip geometrinė ar tipologinė struktūra Taikant grupinį erdvių architektūroje organizavimo (objektų, patalpų ar teritorijų (zonų) tarpusavio ryšiai būdą, turinčios panašias funkcijas ir vizualines charakte- ir racionalus funkcinis jų panaudojimas, judėjimas ristikas erdvės grupuojamos lanksčiai, vystant idėją ir sie- skirtingomis kryptimis), ar kaip vaizdas (metaforiški ir jant jas kompozicine derme. Norint kompozicijoje išskirti asociatyvūs vaizdiniai, su kuriais susijusi grafika, foto- reikšmingesnes erdves ar jų grupes, atskiros erdvės jun- grafija ar kinematografija) [16, 21, 22]. Architektūroje giamos pagal pasirinktą ašį arba taikant simetrijos prin- susiformuoja tokie erdvių modeliai kaip erdvė erdvė- cipą (pvz., Knoso rūmai Kretoje (apie 1500 m. pr.m.e.); je21, susiliejančios (persidengiančios) erdvės22, greti- F. Barrominis. Šv. Karolio prie keturių fontanų bažnyčia mos erdvės23 bei erdvės, susietos bendra erdve24. Romoje (1634-1667); J. Soane. Gyvenamasis namas Lon- Architektūrinė erdvė organizuojama ją apribojant done (1812-1834); J. Soane. Anglijos bankas Londone ar „uždarant“ (pvz., vienuolyno vidinis kiemas, namais (1788-1833); F. L. Wrightas. Kaufmano namas Pensilva- apstatyta aikštė, vidinės pastato erdvės) arba ją „atve- nijoje (1936-1937); kt.) [6, 16]. riant“ (pvz., monumentas atviroje aikštėje, namas pei- Tinkliniu būdu planuojamos erdvės pasižymi aiškiu zažiniame parke), komponuojant šiuos būdus tarpusa- erdviniu išdėstymu ir tolygumu, jos gali egzistuoti ir vyje [17]. Vienas pagrindinių erdvės planavimo būdų, kaip savarankiškos, ir kaip modulinio tinklo struktūros simbolizuojantis dinamiką ir tęstinumą – linijinis. Pa- dalis: suardžius vieną ar kitą ląstelę, pats tinklelis iš es- gal aiškią kompozicinę ašį aiškiu kryptingumu išdėsto- mės nenukenčia (pvz., Ramzio II šventykla Abu Simbel mos panašių formų ir dydžių erdvės arba vientisa erdvė (1301-1235 m. pr. m. e.); J. Paxtonas. Krištolo rūmai funkciškai skaidoma į mažesnes erdves (pvz., Le Cor- Londone (1851); L. M. van der Rohe. Ilinojaus techno- busier. Tipinis gyvenamasis namas Marselyje (1946- logijos instituto biblioteka (1942-1943); kt.) [6, 16]. 1952); F. L. Wrightas. Marcus namas Teksase (1935); Modifikuojant bendrąją erdvę ir vykdant komplek- F. L. Wrightas. Luiso Loido namas Ilinojuje (1940); A. sinius architektūrinius erdvinius sprendinius urbani- Aalto. Beker namas Masačiusetse (1948); kt.) [6, 16]. zuotoje teritorijoje, siekiama funkciškai organizuoti Siekiant nustatyti pagrindinį tašką erdvėje, užbaigti gyvybiškai svarbius, kasdieninius procesus ir juos val- kompozicijos ašis, fokusuoti elementus erdvės lauke ar dyti funkcinėmis-erdvinėmis priemonėmis, racionali- statinio tūryje, taikomas centrinis planavimas (tiek sta- zuoti veiklą ir struktūrizuoti erdvę, sukurti ekologišką, tinio viduje, tiek tarp kelių statinių). Priklausomai nuo sveiką terpę, išreikšti kultūrinius-istorinius idealus ir patalpų svarbos, funkcionalumo ar paskirties pagal vie- estetinę harmonizaciją [28]. ną, paprastai taisyklingos formos uždarą centrinę er- dvę, išdėstomos kitos erdvės. Centrinė erdvė dažniau- siai didesnė, kad taptų dominante kitų erdvių atžvilgiu Architektūrinės erdvės suvokimo (pvz., Romos Panteonas (apie 125 m.); Leonardo. Idea- problematiškumo aspektai. Pagrindinės erdvės liosios bažnyčios (apie 1490 m.); D. Bramante. Šv. Petro suvokimo architektūroje koncepcijos bazilika Vatikane (1503); Vignola. Farneze vila Kapa- Architektūrinės erdvės suvokimas yra sudėtingas, roloje (1547-1549); A. Palladio. Vila Rotonda Vičenco- daugialypis ir daugiapakopis procesas. Jis susijęs su je (1552-1567); F. Barrominis. Šv. Ivo Sapiensos bažny- suvokėjo motorinių judesių transformacijomis, regos čia Romoje (1642-1650); F. L. Wrightas. Gugenheimo vystymusi, gebėjimu mąstyti, garsiniu, lytėjimo, uos- muziejus Niujorke (1937), kt.) [6, 16]. lės ir kitu būdu. Praktinis erdvės pažinimas atsisklei- Linijinio ir centrinio erdvių organizavimo archi- džiančia realiose gyvenimo situacijose, grindžiamas tektūroje elementus ir principus apima spindulinis žmogaus patirtimi ir remiasi jo asmeniniu santykiu planavimas: iš dominuojančios, dažniausiai taisyklin- su erdve – taip objektas tampa ne statišku sustingusiu gos formos, centro erdvės kaip spinduliai išeina lini- konstruktu, o kintančia visuma. Erdvę architektūro- jinės struktūros (pvz., R. Neutra. Kaufmano užmiesčio je žmogus vertina pagal sukauptą patirtį (ir išlikusius namas Kalifornijoje (1946); W. U. Griffinas. Kanberos prisiminimus), asmeninius interesus, vidinę kultūrą ir miesto planas Australijoje (1911); F. Gehry. Gugenhei- estetines nuostatas25, socialinį statusą, laikmečio kultū- mo muziejus Bilbao (1997); kt.) [6, 16]. rinius, religinius, socialinius, politinius ar kitus speci- 26 21 Mažesnė (vidinė) erdvė didesnėje (išorinėje) erdvėje (pvz., megaronas). finius kriterijus . Galiausiai tą erdvės vertinimą ir su- Vidinė erdvė nuo išorinės gali skirtis forma bei pasukimo kampu, taip vokimą įtakoja klimatas, gamtinė aplinka27, teritorijos sustiprinant jos savarankiškumo ir erdvės dinamikos įspūdį [16]. 22 Susikirtus dviem erdviniams laukams, atskiros erdvės išsaugo savo ribas 25 Žmogaus akis, besimėgaujanti estetiniu vaizdu, priima ne tuštumą ar ir individualumą (savarankiškumą), tačiau susiformuoja bendra erdvi- struktūros sudėtingumą, o vertina formų išraiškingumą ir turtingumą, nė zona. Ji gali priklausyti abiem erdvėms, tapti vienos iš erdvių sudėti- pilnatvę ir aiškiai išreikštą elementų prasmingumą. Miesto erdvė įtakoja ne dalimi arba savarankiška erdve, jungiančia kitas erdves [6, 16]. estetinį žmogaus suvokimą, todėl šiuolaikiniams miestams būtinos este- 23 Kiekviena gretimai esanti erdvė išsaugo savo ribas ir atliepia savo pa- tinės formos ir objektai [20]. skirtį. Vizualinio ir erdvinio susiliejimo lygis priklauso nuo plokštumos, 26 Vertinimo kriterijai ir suvokimas gali kisti keičiantis objekto paskirčiai, kuri tas erdves skiria ar vienija [16]. laikmečiui ir pan. Tam tikru istoriniu laiku sukurta erdvė atitinka to 24 Dvi erdvės, išsidėsčiusios viena nuo kitos tam tikru atstumu, gali būti meto idėjas, o joms keičiantis yra transformuojama ar ima varžyti, kelti vienijamos trečios erdvės. Vizualiniai ir erdviniai santykiai tarp jų pri- klausimus (pvz., kaip miegamieji daugiabučių rajonai posocialistiniuo- klauso nuo trečiosios erdvės charakterio. Kai visos trys erdvės vienodos se miestuose) [4, 6]. formos ir dydžio, formuojasi linijinis erdvinis sprendinys. Esant dviem 27 Skirtingose epochose, klimatinėse juostuose, ten, kur klestėjo skirtingos netaisyklingoms erdvėms, tarp jų esanti erdvė taip pat formuojama ne- architektūros mokyklos, religijos ir kultūros, vidinė architektūrinė er- taisyklinga [16]. dvė suvokta skirtingai ir užėmė tai svarbesnę, tai menkesnę vietą [12]. Erdvės suvokimo architektūroje problematiškumas 29 mastelis28, visuomenės charakteris ir kita29. Praktiniai Erdvė architektūroje gali būti suvokiama keliario- erdvės pažinimo būdai vystosi lėtai, tam tikrais gyve- pai – kaip statinio vidinė erdvė, atviros architektūri- nimo laikotarpiais papildydami vieni kitus [6, 11, 12, nės erdvės ar gamtos erdvės, o pagal formuojamą er- 16]. Taigi, kompleksiškame erdvės ir jos naudotojų dvinę aplinką – kaip pastatų arba tūrinė architektūra, santykyje susisieja „fizinės erdvės savybės (autoriaus interjero įranga, kraštovaizdžio architektūra, smulkioji intencija ir struktūros poveikis), erdvinė patirtis (api- architektūra bei urbanistika [1, 5, 15]. „Kiekviena er- manti tiek fizinį patyrimą, tiek prasmę, estetinę patirtį dvės kategorija turi skirtingus įvaldymo, apipavidali- ir socialinių santykių režisūrą), kintanti erdvės prasmė, nimo, formavimo būdus, taip pat gali būti žmogaus jos vaidmuo socialiniame – istoriniame kontekste (tiek savitai suvokta“ [15, p.195]. Erdvė, anot architekto, simboliškai, tiek materialiai)“ [4]. architektūros teoretiko ir kritiko, menotyrininko А. Šiuolaikinis architektūrinės erdvės suvokimas susi- Rappaportas, gali būti suvokiama ir kaip reali (vyks- jęs su kasdieninės veiklos ir pojūčių konkrečioje erdvėje ta įvairūs procesai ne žmogaus sąmonėje), percepcinė suvokimu. Tačiau prancūzų filosofo P.Virillio nuomo- (reali erdvė, atspindima žmogaus sąmonės, suvokiama ne, menksta ir šiuolaikinio žmogaus subjektyvumas: atsižvelgiant į tiesiogiai jutiminę patirtį)32 ir kaip kon- šiandien jis gyvena ne pagal biologinį, o pagal techno- ceptuali (ideali, protu suvokiama abstrakčių modelių), loginį laiką, kuriame erdvė išnyksta [14]. Reikšmingą analizuojama morfologiniu, simboliniu ir fenomeno- įtaką šiuolaikinės architektūros erdvės suvokimui daro loginiu būdu. Šie architektūrinės erdvės suvokimo bū- ne tik kompozicijos dėsnių pažinimas, stilistinės raidos dai vienas kita papildo, nors daugelyje jų dominuoja ne suvokimas ir kultūrinės bei socialinės aplinkos povei- visos, o tik viena ar dvi formos. kio įvertinimas, bet ir netiesioginiai erdvės vaizdiniai: Morfologinis architektūrinės erdvės suvokimo bū- žemėlapiai, fotografijos, kinas, televizija [12]. Pasitel- das yra kone pagrindinė mokslinio suvokimo forma, kiamos ir modernios technologijos bei priemonės: nuo suteikianti tikslias, vienareikšmes, nepriklausančias mikroskopų ir teleskopų iki judėjimo erdvėje paspar- nuo subjektyvaus vertinimo ar sąlyginio suvokimo ži- tinimo ar erdvės simuliavimo analoginiu ar skaitme- nias. Tai erdvinių parametrinių savybių apibūdinimas, niniu metodu [11]. „Senus ir žmogiškus potyrius vis efektyvių funkcinių-planinių struktūrų33 ir erdvinių labiau išstumia vaizdinės technologijos, kur stebėtojas formų analizė bei kūrimas: dėl urbanizacijos proce- praranda nuotolio pojūtį „virtualios realybės“ pasauly- so susiformavusi didelė apgyvendinimo ir pramonės je. <...> Naujausios vaizdinės technologijos skatina su- koncentracija vienoje teritorijoje skatina architektus vokti pasaulį tik kaip atvaizdą ekrane, net save traktuo- ieškoti efektyvesnių ir įvairesnių struktūrų erdvei iš- ti kaip vaizdą, o ne kaip individualybę <...>. Naudojant naudoti bei formuoti. Populiarėja daugiaaukštė ir po- naująsias vaizdines technologijas visuomeninė erdvė žeminė statyba, kuriamos daugialygės megastruktūros vis dažniau tampa milžiniškomis filmų dekoracijomis“ ir pagalbiniai mechanizmai, rengiami eksperimentiniai [14, p.34], o statiniai, ypač tokie kaip architektūros še- projektai. Kuriant naujas funkcines planines struktū- devrai, – fonu „asmenukėms“ (selfie). Elgiamasi erdvė- ras pasiekiama skirtingo elementų erdvinio išdėstymo, je habitualizuotai, tad ir erdvė priimama kaip „savaime išgryninami nauji erdvės suvokimo aspektai [21, 22]. suprantama“ [4] – ir tai ne architekto, o architektūri- Erdvė architektūroje gali būti suvokiama ir simbo- nės erdvės suvokėjo problema. liniu būdu34, mat tas pats parametras skirtingose epo- Nuo XIX a. pagrindiniu architektūrinės erdvės su- chose, kultūrose ar religijose gali būti suvokiamas ir vokimo būdu išlieka vizualinis, stebėtojo-naudotojo aiškinamas skirtingai, turėti nevienodą paskirtį. Ar- suvokimas, kuris itin glaudžiai susijęs su žmogaus fizi- chitektūrinės erdvės simbolika ryški tų architektų pro- ologinėmis30 ir psichologinėmis31 savybėmis [15, 18]. jektuose, kuriuose simbolizmas suvokiamas kaip kū- rybinis metodas (pvz., E. Mendelsohnas, V. Tatlinas, 28 Plačių horizontų ir lygumų kraštuose dominuoja atviros erdvės, Euro- L. Kahnas, K. Tange), o erdvinėms formoms, įkūny- pos miestuose – uždaros lokalios erdvės, kadangi priimtinesnės vietinių gyventojų prigimčiai, geriau priimamos ir labiau suvokiamos [6]. toms architektūriniuose objektuose, priskiriama tam 29 Jei erdvė suvokiama per formas, jų padėtis erdvėje nustatoma lyginant tikra kosmogoninė ar kitokia simbolinė reikšmė. Na- su savo padėtimi, su vidutiniu žmogaus ūgiu ir kitomis susijusiomis for- grinėjami ne tik materialūs fiziniai simboliai, bet ir momis, kt. objektų tarpusavio ryšiai. Atsižvelgiant į tyrinėjimų 30 Pvz., siauroje gatvėje ar pėsčiųjų pasaže esantis vaizdas aprėpiamas vienu žvilgsniu, matoma perspektyva suvokiama kaip visuma. Tuo tarpu būnant aikštėje ar judant transporto magistrale, matomi vaizdai aprėpiami fra- 32 Jai priskiriama ir architektūra. gmentiškai, erdvė dalijasi į kelias lygiagrečiai išdėstytas dalis [6]. Žmogaus 33 Planavimo struktūrų tipai: statiškos (būdingos ankstyviesiems miestams; akis nesugeba atskirti erdvės deformacijų, kai nuokrypis nuo stataus kampo vaizduojamos simetriškomis geometrinėmis formomis kaip kryžius, mažesnis nei 5°, todėl atviros rombo ar trapecijos erdvės gali būti priima- apskritimas, kvadratas, kt., miestams plečiantis dėl statiškumo sukuria mos kaip taisyklingos, stačiakampės [15]. Kai fasado aukštis lygus atstumui disfunkciją), lanksčios (dinamiškos struktūros, dažniausiai išdėstomos iki jo, matomas jo viršus 45° laipsnių kampu (žmogus jaučiasi esąs uždaroje linijiniu principu ir besiplėtojančios kryptingai pagal dominuojančią erdvėje). Kai fasado aukštis lygus pusei atstumo iki jo, matomas jo viršus ašį), pusiau lanksčios (kompromisas tarp lanksčių ir statiškų struktūrų) 30° laipsnių kampu (mažiausia riba, kuomet dar jaučiamas erdvės užda- [21, 22]. rumas). Kai fasado aukštis lygus vienai trečiajai atstumo iki jo, matomas 34 Didžiausią įtaką simbolistiniam erdvės suvokimui padarė tyrinėjimai jo viršus 18° laipsnių kampu (pradeda dominuoti ne erdvė, o tūris). Kai kultūros filosofijos, etnografijos ir struktūrinės poezijos srityse. Erdvi- matomas jo viršus 14° laipsnių kampu, erdvė netenka savo uždarumo. nių formų simbolistinis suvokimas išpopuliarėjo ir menotyroje (pvz., 31 Erdvė gali būti suvokiama ir patologiškai jų bijant (pvz., kaip atviros erdvės 1927 m. E. Panofsky publikavo knygą „Perspektyva – kaip simbolinė baimė (agorafobija), dangaus erdvės baimė (astrofobija), tuščios erdvės bai- forma“, kur pateikė savo įžvalgas ir pasiūlė simbolistines interpretacijas) mė (ksenofobija), uždarų patalpų baimė (apsuptos erdvės baimė). [21]. 30 Tylienė A. rezultatus, iškelta ir architektūrinės erdvės kūrimo se- kimo kokybę iškreipiančiais funkcinio architektūrinės miotikos problema: sudėtinga tyrinėti architektūrinės erdvės organizavimo pažeidimais: kai pažeidžiamas erdvės sintaksę, nes architektūroje sintaksės struktūros aiškus erdvės zonavimas ir ryšiai, keliai vedantys link formuojamos ne linijiniu principu, o keliuose matavi- konkrečios vietos gali persikirsti, taip sudubliuodami muose. Architektūrinės erdvės sintaksės daugiaplaniš- erdvėje vykstančius procesus, arba vesti į niekur, arba kumo ir linijinio mąstymo susidūrimas tampa viena tiesiog nutrūkti – iki galo neišspręstas klausimas „tiks- įdomesnių architektūrinės erdvės problemų [21, 22]. las-priemonė-rezultatas“ veda link psichologinio ne- Architektūrinės erdvės fenomenologija remiasi stabilumo ar sutrikimų ir pan. [28]. psichologinės, filosofinės fenomenologijos darbais, Teoriniuose apibendrinimuose labiausiai išryškėja ypač skirtais žmonių kasdieninei erdvės savivokai ir erdvės architektūroje problematikos esmė bei dualu- išgyvenimo ypatumams atskleisti (G. Bachelardas, mas. Vakarų architektūroje, priešingai nei Rytų, erdvės M. Heideggeris, O. F. Bollnowas). Fenomenologinių problematika pakankamai nauja – iki XIX a. europietiš- architektūrinės erdvės įvaizdžių išskirtinumas – nea- kuose architektūros tekstuose terminas erdvė faktiškai pibrėžtumas. Kaip teigia D. Seamonsas, fenomenolo- net nesutinkamas. Tuo tarpu dabar erdvė yra viena iš giniu požiūriu pastatas yra patirčių, veiksmų, situaci- svarbiausių šiuolaikinės architektūros teorijos sąvokų jų įvykių visuma, kurią kuria jį naudojantys individai ir problemų. Architektūros teorijoje diskutuojama ne ir grupės [4]. Erdvės suvokimas neretai traktuojamas tik sąvokų vartojimo, jų turinio, architektūrinės erdvės kaip aktyvus mąstymo procesas, kurio metu sąmonė kūrimo semiotikos ir interpretacijos, bet ir suvokėjo atrenka regimą medžiagą ir priskiria ją konkrečiam vaidmens36, erdvės ir formos dermės, tūrio ir tuštumos pastovių formų arba schemų rinkiniui – jis saugomas tarpusavio sąveikos, architektūrinių objektų atstumo ir žmogaus atmintyje ir užtikrina orientaciją erdvėje. А. nuošalumo suvokimo, lauko, kuriame juda žmogus ir Rappaportas siūlo pakopinį erdvės suvokimo modelį: aplinkos tarpusavio ryšių, erdvės ribų ar jos tapatumo vaizdinė medžiaga apdorojama palaipsniui ją filtruo- architektūroje bei kitais klausimais. Kaip teigia meno jant konkrečią reikšminių formų programą turinčiais istorikas E. H. Gombrichas, pasikeitus žmogaus būse- filtrais. R. Arnheimas bei V. Zinchenko darbuose na- nai, pasikeičia ir jo reakcijos į supančią aplinką, vadi- grinėjamos schemos, nusakančios erdvės suvokimo nasi, net ir tą pačią aplinką bei erdvę, žmogus kaskart formas ir jų tarpusavio sąveiką, atskleidžiančios ryšį gali suvokti ir interpretuoti vis kitaip [14]. Architektū- tarp aktyvių erdvinės vaizduotės tipų, konstruojančių ir rinės erdvės problematikos svarba nusakoma gebėjimu atvaizduojančių erdvinį vaizdą. Architektūrinės erdvės įveikti architektūrinius stereotipus ir architektūrinės suvokimo psichologiniai aspektai dažnai naudojami minties ribotumą, būtinybe didinti erdvės naudojimo architektūrinių sprendinių, kuriuos galima analizuo- architektūroje efektyvumą: kurti naujas erdvines kons- ti ir klasikinės architektūrinės-kompozicinės analizės trukcijas bei lankstesnes planines struktūras, apiman- metodu, kritikai. Psichologija gali būti naudinga ir for- čias vis didesnes teritorijas [12, 16, 21, 22]. muojant ar nustatant labiau humaniškas erdvines for- Teoriniai ir metodologiniai architektūrinio mąsty- mas nei stereotipinis projektavimas [21, 22]. mo analizės, kurioje būtų nagrinėjamos įvairialypių er- Nepaisant plataus šių erdvės architektūroje su- dvės suvokimo sampratų sintezės formos ir suvokimo vokimo būdų paplitimo, jų taikymas prieštaringas ir problematika, pagrindai šiuo metu dar tik pradedami komplikuotas. Suprasti tokį kompleksišką naudotojų kloti. Parengti teoriniai veikalai skirstomi į dvi pa- ir erdvės santykį neretai padeda H. Lefebvre siūloma grindines grupes: architektūrinės koncepcijos (pvz., А. trilypė erdvės dialektika: erdvė suvokiama kaip sugal- Маrkоllis ir J. Roisеkkо, Cr. Norberg-Schulzas, F. Bu- vota (erdvės reprezentacija, išreiškianti kūrėjų vizijas, donas) ir kitų sričių teoriniai veikalai, kuriuose nagri- formuojanti santykius ir judėjimo būdus nuo srautų nėjama problematika, susijusi su architektūrine erdve erdvėje iki epochos ideologijos35, analizuojama repre- (pvz., E. Hallas, P. Haggettas). Pirmuose architektūros zentacijos, plano, erdvės estetikos ir kitomis dimen- teorijos darbuose su erdvės problematika sieti propor- sijomis), suprasta (erdvinė praktika) ir išgyventa (re- cijų ir perspektyvos analizės, architektūrinių brėžinių prezentacinė erdvė) [4, 21]. Erdvės suvokimo sintezė sudarymo, statinio ir miesto planavimo parametriniai galima objekto sintezės (erdvinių pavidalų įvairovė klausimai. Švietėjų G. E. Lessingo, D. Dideroto darbuo- susijusi su konkretaus ar abstraktaus, tipologinio ar- se išskirti laiko ir erdvės menai, nors toks skirstymas chitektūrinio objekto apibūdinimu) ir minčių sintezės akivaizdžiai buvo schematiškas ir neįvertino laiko bei (vienija įvairias erdvės suvokimo formas architektūros erdvės kategorijų realistiškumo. Erdvės ir formos kon- teorijoje) būdu [21]. cepcijos jungtos ir į konkrečius vaizdinius (pvz., fonta- Erdvės architektūroje suvokimui svarbūs ir prak- nas, piramidė, arka, kolona). Tolesnė architektūrinės tiniai aspektai, ir teoriniai apibendrinimai. Kadangi erdvės koncepcijos plėtotė išsiskyrė reikšmingu erdvės praktiniai erdvės architektūroje aspektai labiausiai su- kaip pilnavertės išraiškos formos vertinimu, materiali- siję su erdvės kūrėjo-suvokėjo-naudotojo fiziologinė- zuojant dvasines žmogaus kultūros vertybes [6, 21]. mis ir psichologinėmis savybėmis, problematiškumas Pirmas erdvės suvokimo vystymo teorinėje prak- dažniausiai apibūdinamas erdvės architektūroje suvo- 36 Dėl to, kad subjektyvus vertinimas dažnai neteisingas dėl naujų patirčių 35 Įvairūs planai, žemėlapiai, maketai, architektūros stiliai. dinamikos ir specifinių atminties aspektų (pvz., užmaršumo) [12]. Erdvės suvokimo architektūroje problematiškumas 31 tikoje etapas susijęs su XIX–XX a. menotyrininkų H. mu ar buvimu kažkieno sudėtine dalimi. Architektūra Wölfflinas, A. Brinkmanas ir kt. darbais, kuriuose vie- suvokiama kaip kritinis menas, skirtas sukelti abejones nu pagrindinių elementų, be linijos, šviesos ir spalvos, dėl tradicijų ir pastovumo. Jos unikalumas slypi tame, buvo pripažįstama erdvė. Nuo XIX a. prasidėję archi- kad ji turi sukurti erdves, kurios tuo pačiu metu tose tektūros tyrinėjimai labiausiai buvo orientuoti į vizu- erdvėse ir paskęstų, su jomis susimaišytų. Atsižvelgiant alinio architektūros suvokimo specifikos ir vizualinių į erdvės koncepcijų evoliucijos analizę, XX a. pabaigo- charakteristikų analizę. Architektūrinės erdvės kaip je – XXI a. pradžioje išsiskiria aiški savybė – architek- kultūros formos, atspindinčios laikmečio dvasią, in- tūrinės erdvės suvokimo dinamika [23]. terpretacija ryškų kūrybinį charakterį įgavo antrame etape. Architektai, susivieniję į grupuotes ar mokyklas (pvz., funkcionalistai, futuristai, kubistai, ekspresionis- Apibendrinimas tai ir pan.) ieškojo būdų sukurti erdvinę formą, geban- čią atspindėti skirtingas tuometinio gyvenimo puses ir Nors dar XIX a. teoriniuose veikaluose apie erdvę suvokti joje atspindinčius urbanistinius bei techninius faktiškai nekalbėta, jos suvokimo klausimui tapus vie- kultūros aspektus. Pavyzdžiui, funkcionalistų teorinė- nu svarbiausių architektūros teorijoje šiandien, veika- se koncepcijose erdvės organizavimas suvoktas kaip lų apie erdvės suvokimą vis dar negausu. Tebegrynina- sociotechninė priemonė utilitariniam-techniniam kū- mos pagrindinės idėjos, formuluojamos koncepcijos, rybinių ir buitinių procesų organizavimui. Trečiame iš naujo apmąstomi architektūrinės erdvės tyrinėjimo etape (apie 1930-1950 m.) didžiausias dėmesys skirtas rezultatai. Šiuolaikinėse teorinėse koncepcijose su- moksliniams empiriniams tyrinėjimams: apgyvendini- aktualintas erdvės sampratos daugiaaspektiškumas, mo, urbanizacijos, gyvenamojo būsto ir aptarnavimo įvairialypis erdvės turinio suvokimo ir skirtingų ar- sociologijos. Išskirtinis dėmesys teko architektūrinės chitektūrinės erdvės suvokimo formų vidinių ryšių erdvės suvokimo problematikai, mat architektai pra- problematiškumas. Erdvės suvokimas grindžiamas dėjo intensyviai gilintis į mokslines teorijas apie erdvę, žmogaus patirtimi, jo asmeniniu santykiu su erdve, diskutavo apie profesionalaus architekto mąstymą. Er- vidine kultūra ir estetinėmis nuostatomis. Jis įtakoja- dvės kategorija tapo patraukli dėl daugelio skirtingų mas laikmečio kultūrinių, religinių, socialinių, politi- sričių žinių sintezės. Sudėtingų erdvinių formų paieš- nių ar kitų specifinių kriterijų, gamtinės ir urbanistinės kos fiksuojamos ir L. Kahno, R. Venturi ir kitų archi- aplinkos, teritorijos specifikos ir pan. Architektūroje tektų kompozicijose bei teoriniuose darbuose. Daug atsisakant tradicinio elementų komponavimo metodo, sudėtingesnių sintetinių erdvės suvokimo formų paieš- erdvių kaitą įtakoja menamos vizualios ašys, apžvalgos ka charakterizuoja ketvirtąjį architektūrinės erdvės su- taškų dislokacija, o pati erdvė dėl ekonominės naudos vokimo etapą (apie 1960-1970 m.). Architektūrinę er- neretai ignoruojama arba virsta dvimate. Erdvė šiuo- dvę aktyviai pradėjęs tyrinėti А.Rappaportas išskiria laikinėje architektūros teorijoje suvokiama kaip vie- realią, percepcinę ir konceptualią erdvę. Jis analizuoja na pagrindinių profesionalaus architektūrinio mąsty- erdvės morfologiją, fenomenologiją ir simboliką, kas mo reikšmių, analizuojama morfologiniu, simboliniu tradiciškai architektūros teorijoje paprastai labiau sieta ir fenomenologiniu aspektu. Architektūrinės erdvės su architektūrine forma, jos pavidalu ir reikšme. Ana- problematikos svarba nusakoma gebėjimu įveikti ar- lizuodamas miesto erdvinę planinę struktūrą, А. Rap- chitektūrinius stereotipus ir architektūrinės minties ri- paportas išplečia architektūrinės erdvės sampratą. Be botumą, būtinybe kurti naujas erdvines konstrukcijas, erdvės-talpyklos, išskyrė erdvę-izoliatorių, suvokiamą didinti erdvės naudojimo architektūroje efektyvumą. kaip erdvinę ribą, ir erdvę-komunikatorių, kaip erdvę, tarnaujančią kaip savotiškas portalas [22, 23]. XX a. pabaigoje architektūros teorijoje išsiskyrė Literatūra tokios erdvės suvokimo koncepcijos kaip Ch. Jackso- no37 ir P. Eisenmano: Ch. Jacksono architektūrinėje 1. Architektūra [Žiūrėta 2016 m. sausio 12 d.]. Prieiga per inter- erdvės koncepcijoje ryškus erdvės uždarumo principo netą:< https://lt.wikipedia.org/wiki/Architekt%C5%ABra neigimas, savotiškas lakoniškumas ir sudėtingumo ar- 2. Balmond, C. Deep Structure. In: Deep Structure in Archi- chitektūroje išskyrimas (kuo architektūra sudėtinges- tecture and Urbanism: November 2006 Special Issue. ISBN: nė, tuo įdomesnė): kuriant būtina naudoti metaforas, 490021163X. dviprasmiškumą ir ironiją, sąmoningą sudėtingumą ir 3. Čepaitis, P. Algoritminė architektūra [Žiūrėta 2016 m. sau- pan. Architektūrinė erdvė (ir erdvinė forma) P. Eisen- sio 23 d.]. Prieiga per internetą: < http://www.bernardi- mano koncepcijoje dar labiau atsieta nuo konkretumo: nai.lt/straipsnis/2012-12-27-povilas-cepaitis-algoritmine- ji skelbia apie struktūros nebuvimą, nekonkretumą, architektura/92785 kylantį iš atotrūkio nuo realybės, ir išreiškiamą dualiz- 4. Čiupailaitė, D. Architektūra kaip socialinė erdvė, arba sociologė mu, objekto kaip teksto38 traktavimu, trumpalaikišku- žvelgia į architektūrą [Žiūrėta 2016 m. kovo 7 d.]. Prieiga per internetą: < http://archmuziejus.lt/lt/architektura-kaip-socia- 37 Jis pirmąkart pavartojo tokias sąvokas kaip nelinijinė architektūra arba „skysti“ statiniai, atspindinčias dinaminį naujos erdvinės formos cha- line-erdve-arba-sociologe-zvelgia-i-architektura/ rakterį. 38 Tekstas gali būti suvokiamas kaip architekto dialogas su architektūros vartotoju, kaip minčių lauko transformacija. 32 Tylienė A.

5. Dailės žodynas. Vilnius : Vilniaus dailės akademijos leidykla, 21. Концепции архитектурного пространства [Žiūrėta 2016 1999. ISBN: 9986571448. m. balandžio 15 d.]. Prieiga per internetą:< http://papardes. 6. Forma architektūroje : [vadovėlis aukštųjų mokyklų studen- blogspot.lt/2009/11/blog-post_28.html tams] / Edmundas Stasiulis. Vilnius : Vilniaus dailės akademi- 22. Лапшина, Е. Г. Анализ пространственных концепций в jos leidykla, 2010. ISBN: 9789955854838. архитектуре XX века [Žiūrėta 2016 m. balandžio 25 d.]. Pri- 7. Lietuvių kalbos žodynas : elektroninis variantas. Vilnius : Lie- eiga per internetą:< http://archvuz.ru/2014_1/2 tuvių kalbos institutas, 2008. ISBN: 9986-668-98-0. Prieiga per 23. Лапшина, Е. Г. Отличительное свойство современной internetą:< www.lkz.lt архитектуры. [Žiūrėta 2016 m. balandžio 25 d.]. Prieiga per 8. Lietuvos Respublikos architektūros politikos krypčių apra- internetą:< http://web.snauka.ru/issues/2015/04/51378 šas [Žiūrėta 2016 m. sausio 10 d.]. Prieiga per interne- 24. Петухова, Г. Ф. Синтез массы и пространства в tą: < http://www.realierdve.lt/index.php?option=com_ архитектуре, как проблема [Žiūrėta 2016 m. balandžio 25 content&view=article&id=203 d.]. Prieiga per internetą:< http://librar.org.ua/sections_load. 9. Miestas [Žiūrėta 2015 m. spalio 8 d.]. Prieiga per internetą:< php?s=art&id=904 https://lt.wikipedia.org/wiki/Miestas 25. Пространство и архитектура [Žiūrėta 2016 m. kovo 30 10. Miesto kraštovaizdžio architektūros raida ir teorijos pagrindai d.]. Prieiga per internetą:< http://ekodom.net.ua/space.php [T.1]. Vilnius : Technika, 2008. ISBN: 9789955283690. 26. Раппапорт, А. Пять проблем теории архитектуры XXI 11. Perception in Architecture. Cambridge Scholars Publishing, века [Žiūrėta 2016 m. vasario 8 d.]. Prieiga per internetą:< 2015. ISBN: 9781443872560. http://magazines.russ.ru/vestnik/2007/19/ra32.html 12. Plungė, R. Erdvės ir laiko dimensijos sampratos pokyčiai šiuolaiki- 27. Словарь философских терминов. Москва : ИНФРА-М, niuose sociokultūriniuose kontekstuose: teorinės įžvalgos ir modeliai 2007. [Žiūrėta 2016 m. balandžio 2 d.]. Prieiga per internetą:

Kalbos klaidos technikos krypties studentų darbuose

Jolita Grašienė Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius, e. p.: [email protected]

Anotacija. Straipsnyje nagrinėjamos būdingiausios kalbos klaidos technikos krypties studentų darbuose. Medžiaga rinkta iš Vilniaus technologijų ir dizaino kolegijos Technikos fakulteto studentų savarankiškų darbų, šnekamosios kalbos. Aptartos rašybos, leksikos klaidos (barbarizmai, netaisyklingai vartojami specialybės terminai, vertiniai, semantizmai), žo- džių darybos, morfologijos, sintaksės (linksnių ir prielinksnių) vartosenos klaidos. Aiškinamos netaisyklingos vartosenos priežastys, pateikiama klaidų pavyzdžių ir siūlomi jų taisymo būdai (skliaustuose po lygybės ženklo ( = ) nurodomas taisyklingas variantas). Pagrindinės sąvokos: specialybės kalba, kalbos kultūra, leksikos, žodžių darybos, morfologijos, sintaksės klaidos, kalbos norma, studentas, dėstytojas.

Įvadas vartoseną, ypač žodyną. Gyvenimas kinta, o su juo ir kalba – naujoms realijoms įvardyti reikia žodžių, ypač Vilniaus technologijų ir dizaino kolegijos Techni- terminų, jie dažniausiai sukuriami arba pasiskolinami kos fakultete specialybės kalbos kultūros dalykas dės- iš anglų kalbos. ,,Naujausi tyrimai rodo, kad ne tik matomas pirmame kurse pagal Valstybinės lietuvių kal- žosios, bet ir didžiosios Europos ir pasaulio kalbos pa- bos komisijos patvirtintą Specialybės kalbos programą tiria didelį anglų kalbos poveikį, jis ypač ryškus moks- [15]. Per paskaitas aptariamos svarbiausios kalbos klai- lo, jaunimo bendravimo, populiariosios kultūros ir dos: rašybos, leksikos, žodžių darybos, morfologijos, informacinių technologijų srityse“ [17]. Tokiomis są- sintaksės. Vis dėlto kalbos klaidų dar pasitaiko tiek sa- lygomis ypač daug pastangų reikia siekiant įrodyti, kad kytinėje, tiek rašytinėje studentų kalboje. Tai akivaiz- kalba – neatsiejama tautos dvasinės kultūros dalis, išli- du išanalizavus studentų savarankiškai atliktus darbus. kimo garantija. ,,Kalbos kūryba ir auginimas yra nuo- Studentams skiriamas savarankiškas darbas – parengti latinis darbas ir pareiga, prasidedanti mokykloje, besi- viešą kalbą apie savo specialybę vartojant specialybės tęsianti studijose ir per visą gyvenimą, nes taisyklinga terminus, sudaryti savo specialybės nevartotinų ir var- kalba yra privaloma šiuolaikinio išsilavinusio žmogaus totinų terminų žodynėlį, rasti įvairių kalbos klaidų bei savybė“ [11]. Taigi būtina skatinti poreikį vartoti taisy- jas ištaisyti. Raštu parengtą darbą reikia pristatyti gru- klingą kalbą, suformuoti taisyklingos kalbos vartojimo pei. Vertinamas tiek atliktas darbas, tiek pristatymas įgūdžius, nes kalba atskleidžia kiekvieno žmogaus vi- (gebėjimas viešai pristatyti darbą, perteikti mintis tai- dinę kultūrą. Straipsnyje daug dėmesio skiriama stu- syklinga kalba). Studentų darbai pasirinkti atsitiktinės dentų darbų kalbinei analizei, aptariamos svarbiausios atrankos būdu. Darbai vertinti kalbos taisyklingumo kalbos klaidos. požiūriu: analizuotos atskirų kalbos lygmenų (rašy- bos, leksikos, žodžių darybos, morfologijos, sintaksės) klaidos. Buvo bandoma išsiaiškinti, kokių spragų lieka Kalbos klaidų analizė išklausius specialybės kalbos kurso dalį, ar studentai Rašybos klaidos geba pritaikyti įgytas žinias praktiškai, kokio kalbos ly- Nors raštingumo pagrindų mokiniai turėtų įgy- gmens klaidų daroma daugiausiai, aptariamos galimos ti dar mokykloje, akivaizdu, kad tokių klaidų vis dar klaidų priežastys, pateikti taisymų variantai. pasitaiko ir studentų darbuose. Antai viename inter- Straipsnio tikslas – išnagrinėti svarbiausias Vil- viu Vilniaus universiteto dėstytojas Vytautas Ališaus- niaus technologijų ir dizaino kolegijos Technikos fa- kas teigia, kad, ,,nors išsilavinimas visuotinai paplitęs, kulteto studentų kalbos klaidas. bet bendra jo kokybė krintanti, ir vienas iš to įrodymų Uždaviniai: esantys neraštingi studentai“ [7]. • Išanalizavus studentų darbus išsiaiškinti, kokių kal- Nelietuviškų žodžių rašybai įtakos turi bendravi- bos klaidų daugiausia daro studentai. mas internetu: rašomi laiškai, žinutės, bendraujama • Atlikti studentų darbų kalbinę analizę. Išnagrinėti pokalbių svetainėse. Dėl žinučių rašymo nelietuviško- visų kalbos lygmenų (rašybos, leksikos, žodžių da- mis raidėmis pasigendama nosinių raidžių, painiojami rybos, morfologijos, sintaksės) klaidas, aptarti gali- ilgieji ir trumpieji balsiai, praleidžiamos raidės, pvz: mas tokių klaidų priežastis, taisymo variantus. neusakė ( = neužsakė). • Pateikti specialybės kalbos kultūros dėstymo reko- Klystama rašant įstaigų pavadinimus. Įstaigų, įmo- mendacijas. nių, organizacijų pavadinimų tik pirmasis žodis rašo- Tyrimo metodai: literatūros apžvalga, kalbos klai- mas didžiąja raide, o dažna studentų klaida – pirmi dų analizės metodas. du žodžiai arba visi žodžiai rašomi didžiąja raide, pvz: Straipsnio aktualumas. Politiniai, ekonominiai, Vilniaus Technologijų ir Dizaino Kolegija ( = Vilniaus socialiniai ir kultūriniai pokyčiai veikia lietuvių kalbos technologijų ir dizaino kolegija). Šią taisyklę reikėtų 34 Grašienė J. taikyti ir rašant dokumentų pavadinimus, pvz: Vals- = suklys), gaika ( = veržlė), nitas ( = kniedė), nituoti ( = tybinės kalbos įstatymas. Jei toks iš kelių žodžių susi- kniedyti), pajalnikas ( = lituoklis), imidžas ( = įvaizdis), dedantis pavadinimas prasideda tikriniu žodžiu (vie- šaiba ( = poveržlė), špižinis ( = ketaus, ketinis), šplintas tovardžiu ar asmenvardžiu), didžiąja raide rašomas tik ( = vielokaištis), biznis ( = verslas), špuntas ( = įlaidas, tas tikrinis vardas, o žodis, einantis po jo, kaip ir kiti išdroža, spraustlentė), šriubas ( = varžtas, sraigtas), zei- bendriniai žodžiai, rašomi mažąja raide, pvz: Vilniaus meris ( = diskinis pjūklas), dileris ( = prekybos agentas, Gedimino technikos universitetas. Mažosiomis raidė- įgaliotasis įmonės atstovas). mis studentai rašo ir oficialius struktūrinių padalinių Atsinaujinančios energetikos, elektros ir automa- pavadinimus, nors tokie pavadinimai turėtų būti rašo- tikos inžinerijos, elektros energetikos specialybės stu- mi didžiosiomis raidėmis: Vilniaus technologijų ir di- dentų netaisyklingai vartojami terminai: rozetė ( = zaino kolegijos technikos ( = Technikos) fakultetas. kištukinis lizdas), tekeris ( = šakutė), štepselis ( = kiš- Studentų darbuose gausu elementarių skyrybos tukas), šriubas ( = varžtas, sraigtas), papkė ( = segtu- klaidų, kai skiriama kableliais pagal intonaciją, o ne vas; aplankas), špuntas ( = įlaidas; išdroža), drelė ( = pagal taisykles. gręžtuvas), knopka ( = mygtukas); muterka ( = veržlė), pajalnikas ( = lituoklis). Leksikos klaidos Šnekamojoje studentų kalboje gausu vertinių – ne- ,,Pastaraisiais metais kartu su naujomis technolo- taisyklingai išverstų žodžių ar posakių, kai tiesiog pa- gijomis, prekėmis ir paslaugomis lietuvių kalboje ėmė žodžiui verčiama iš kitos kalbos: Nuo tų mokslų man plisti daugybė Vakarų kalbų naujųjų skolinių. Galima stogas važiuoja ( = kraustausi iš proto). Užsiėmimai ( = sakyti, kad bendrinėje kalboje pastebėti du ryškūs sve- Paskaitos , pratybos ) šiandien tikrai buvo nuobodžios. timų žodžių vartojimo polinkiai – suaktyvėjo seniai ži- Neužilgo ( = Netrukus) ateis ir kiti studentai, jie kaip nomų skolinių vartosena ir Vakarų kalbų naujųjų sko- taisyklė ( = paprastai) vėluoja. Pristatydami darbus stu- linių (dažniausiai paimtų iš anglų, rečiau – iš vokiečių dentai dažnai vartoja vertinius išsireikšti, išsireiškimas, bei prancūzų kalbų) reiškimasis. Kaip yra žinoma, bū- pvz: Taip išsireiškė ( = pasakė) žinomas mokslininkas. tent anglų kalba giliai įsišaknijusi technologinių ino- Ar galima taip išsireikšti ( = pasakyti)? Šis išsireiškimas vacijų pasaulyje, nes daugelis atradimų buvo pasiekta ( = posakis, teiginys) netaisyklingas. angliškai kalbančiose šalyse“ [14, p. 199]. ,,Taip pat Dar vienas studentų itin dažnai vartojamas žodis – lietuvių kalboje labai daug slaviškosios kilmės barba- įtakoti. Lietuvių kalboje vartojamas taisyklingas žodis rizmų, nes ilgai vienaip ar kitaip bendrauta su slavais“ įtaka, bet iš abstraktų su priesaga -oti veiksmažodžiai [12, p. 115]. Daugybė slaviškų (rusų, lenkų, baltaru- nedaromi, taigi priesaginis vedinys įtakoti nevartoti- sių kalbų) skolinių leksiką papildė sovietmečiu. Taigi nas, jį reikėtų keisti žodžiais lemti, veikti, paveikti, da- nors galima rasti lietuviškų žodžių, studentai vis dėlto ryti įtaką, turėti įtaką ar įtakos, formuoti, daryti povei- renkasi svetimybes arba barbarizmus, ypač vartodami kį ar pan.: Darbo efektyvumą įtakoja ( = lemia) daug kompiuterių terminus: blogas ( = tinklaraštis), akaun- dalykų. Darbo tikslas – išsiaiškinti, kokie veiksniai la- tas ( = paskyra), apdeitas ( = atnaujinimas), boldas ( = biausiai įtakoja ( = daro didžiausią įtaką). pusjuodis šriftas), čatas ( = pokalbių svetainė), daun- Dažniausiai studentų vartojami semantizmai arba laundingas ( = atsiuntimas), desktopas ( = darbalau- žodžių reikšmės klaidos (semantizmai – tai geri lietu- kis), draiveris ( = naršyklė), failas ( = rinkmena), folde- viški žodžiai, vartojami netaisyklinga, anksčiau neturė- ris ( = aplankas), hardas ( = standusis diskas), italikas ( ta reikšme ar keliomis reikšmėmis): = pasvirasis šriftas), daunlaudingas ( = at(si)siuntimas, Eilė. Žodis eilė nevartojamas reikšme daug, nema- par(si)siuntimas), dedlainas ( = galutinis terminas), žai, keletas: Automobiliai atnaujinami taikant eilę ( = opcija ( = parinktis), seivinti ( = įrašyti) [5]. daug) naujų technologijų. Mokydamiesi atlikome eilę Kita aktuali problema – netaisyklinga specialybės ( = daug) darbų. terminų vartosena. Sekantis. Pristatydami darbus studentai neretai Automobilių techninio eksploatavimo, automobi- sako: Sekanti ( = Kita) užduotis. Dalyvis sekantis reiš- lių elektronikos sistemų specialybės studentų netaisy- kia einantis iš paskos, pavyzdžiui, mane sakantis šuo, ir klingai vartojami terminai: granata ( = lygių kampinių visiškai netinka reikšme tas, šis, kitas. greičių lankstas), trosas (= lynas), tosolas ( = aušinimo Padavimas. Studentų kalboje netaisyklinga reikšme skystis), moldingas ( = puošybinė juostelė), šaiba ( = paplitęs žodis padavimas. Paduodamas kuras į auto- poveržlė), babina ( = ritė), dačikas (= jutiklis), gazas ( mobilį, tepalai, vanduo, signalas, taigi šio žodžio reikš- = greitis), kuzavas ( = kėbulas), saliarka ( = dyzelinas), mė išplečiama. Turėtų būti degalų padavimas ( = tie- salnykas ( = riebokšlis), šina ( = ratlankis, apkaustas), kimas), signalų padavimas( = siuntimas). Dabartinės suportas ( = stabdžių apkaba), šarnyras ( = lankstas), lietuvių kalbos žodyne pateikiamos tokios žodžio pa- kalpokas ( = gaubtas), kaštai ( = sąnaudos, išlaidos, lė- davimas reikšmės:1. Prinešus ar pakėlus įteikti. 2. Pa- šos), tiuningas ( = puošyba, pertvarkymas), bardačio- dėti kitam naudotis. 3. Įteikti. 4. Pareikšti ieškinį (teis- kas ( = dėtuvė, daiktinė), forsunka ( = purkštukas). me). 5. Patraukti, pastumti. 6. Sport. pamušti į žaidimą Mechaninių technologijų inžinerijos specialybės kamuolį ar kamuoliuką. 7. Pakvipti. 8. Šnek. smarkiai studentų netaisyklingai vartojami terminai: špindelis ( ką padaryti [4]. Kalbos klaidos technikos krypties studentų darbuose 35

Rastis. Vis dar pasitaiko žodžio rastis netaisyklingos garantinį aptarnavimą ( = garantinę priežiūrą). Auto- vartosenos atvejų. Šis veiksmažodis neteiktinas reikš- mobilių terchninė priežiūra negali būti painiojama su me būti, pvz: Vilniaus technologijų ir dizaino kolegijos automobilių technine apžiūra, pvz.. Automobilių tech- Technikos fakultetas randasi ( = yra) Olandų gatvėje. ninė apžiūra atliekama kas dvejus metus. Žodis rastis vartojamas atsiradimo reikšme, pvz: Po Studentai vis dar painioja žodžius teisingai ir tai- lietaus randasi grybų. syklingai.Teisingas – pagrįstas tiesa (teisingas žmogus, Užnešti. Dabartinės lietuvių kalbos žodyne patei- poelgis, sprendimas), todėl taisome: Šis sakinys teisin- kiamos kelios reikšmės: 1. Užgabenti ant viršaus. 2. gas ( = taisyklingas). Nunešti į kitą pusę. 3. Trumpam užsukus, atnešti. 4. Žodžiui atidirbti studentai suteikia nebūdingą Nešant pripildyti, užpilti. 5. Užkrėsti. 6. Priversti užei- reikšmę, pvz: atidirbtas ( = panaudotas ) tepalas. Šio ti. 7. Šnek. Suduoti [4]. Studentai suteikia šiam žodžiui žodžio norminė reikšmė – atlikti pareigą dirbant. netaisyklingą reikšmę, pvz: Kitas etapas – dažų užneši- Žodis atstatyti vartojamas reikšme vėl pastatyti, at- mas ( = užtepimas). kurti, taigi studentams vertėtų įsiminti, kad ryšį reikė- Dėvėti. Dėvėti galima drabužius, įrenginius naudo- tų ne atstatyti, o atkurti, automobilio spalvą atnaujinti, jame, todėl taisome: Dėvėtos ( = sudilusios, naudotos) o ne atstatyti. padangos. Dažnai studentai klysta vartodami veiksmažodi- Iššaukti. Veiksmažodis iššaukti vartotinas dviem nius daiktavardžius su priesaga -imas, -ymas. Tarkim reikšmėmis. Visų pirma galima iškviesti ką nors iš kur veiksmažodinis daiktavardis išmatavimai. Žodžiu ma- nors, pvz: Jį iššaukė iš posėdžio. Antroji norminė šio tavimas nusakomas veiksmas, o norint įvardyti mata- žodžio reikšmė – pajėgti šaukti, pvz: Prarado balsą, vimo rezultatą reikėtų vartoti žodį matmuo, pvz: au- nebeiššaukia. Veiksmažodis iššaukti nevartojamas ko tomobilio išmatavimai (= matmenys). Kitas, taip pat nors sukėlimo, priežasties sudarymo reikšme ir tokiais paplitęs veiksmažodinis daiktavardis – parodymai. Šis atvejais taisomas veiksmažodžiu sukelti [10], pvz: Nu- žodis nevartojamas, kai turima galvoje prietaiso, įren- krypus nuo optimalių terminio apdorojimo parametrų ginio rodomi duomenys, pvz: spidometro parodymai iššaukiama ( = sukeliama) metalo savybių degradacija. ( = rodmenys). Žodis sustojimas taip pat reiškia veiks- Pilnai. Per darbų pristatymus dažnai galima išgirsti mą. Norėdami įvardyti vietą turėtume sakyti stotelė: žodžio pilnai netaisyklingos vartosenos pavyzdžių, pvz: Kitas troleibuso sustojimas ( = Kita troleibuso stotelė). Pilnai ( = Visiškai) parengtas darbas pateikiamas dėstyto- Kamščiai. Dažnai galima išgirsti studentų, pavėla- jui. Temą pilnai ( = visiškai) išnagrinėjome. Žodžio pilnas vusių į paskaitas, pasiteisinimą: Pavėlavau dėl trans- reikšmė kitokia – užimtas, pripildytas, nepraimtas, daug porto kamščių ( = spūsties, grūsties). Taigi žodis kamš- turintis, pvz: Salė pilna žmonių. Šio žodžio reikšmė visas, čiai nevartojams spūsties, grūsties reikšme. visiškas, visai, visiškai, gerai, išsamiai neteiktina. Nuimti. Reikėtų atkreipti dėmesį, kad žodis nuimti Įnešti. Žodis įnešti vartojamas reikšme paėmus, už- nevartojamas greičio sumažinimo reikšme, pvz: nuim- sidėjus gabenti: Įnešė baldus į kambarį.Tačiau studen- ti ( = sumažinti) greitį. tai šiam žodžiui suteikia nebūdingą reikšmę: Tai įnešė Studentų šnekamojoje kalboje vis dar pasitaiko pa- ( = sukėlė) chaosą. razitinių žodžių, pvz: Reiškia ( = Vadinasi,) pristatysi- Tenkinti. Neretai svetima reikšme pavartojamas me darbus kitą savaitę Žodis reiškia vartojamas dviem veiksmažodis tenkinti. Norminė šio žodžio reikšmė reikšmėmis: 1 Turėti reikšmę, žymėti: Nesuprantu, ką yra daryti, ko prašoma, pageidaujama ar apskritai ko visa tai reiškia 2. Pasakyti žodžiais, veiksmais, elgesiu, reikia, pavyzdžiui: Bus tenkinami žmonių prašymai darbais: Reikšti kam meilę, pagarbą, jausmus [4]. [10]. Tačiau tenkinti nevartotinas reikšme atitikti, to- dėl tokius sakinius reikėtų taisyti: Rezultatas netenkina Žodžių darybos klaidos ( = neatitinka) kokybės reikalavimų. Žodžių darybos klaidų studentų darbuose nėra daug, Dabartinės lietuvių kalbos žodyne pateikiamos žo- dažniausios priesagų ir priešdėlių vartosenos klaidos. džio tarnauti reikšmės siejamos su atsidavimu, kieno nors valios vykdymu ( tarnauti tautai, būti tarnu, tar- Priešdėlių vartosenos klaidos nautoju, gražiai tarnauja šuo). Studentai šio žodžio Neretai studentai neskiria, kokį priešdėlį reikėtų reikšmę perkelia į specialybės tekstus: Automobilio vartoti, ir pasirenka ne tą priešdėlį. Taisant keičiamas tarnavimo ( = naudojimo, eksploatacijos ) laiką lemia priešdėlis: atremontuoti ( = suremontuoti ); išrodyti ( daug veiksnių. Akseleratoriaus tarnavimo ( = veikimo) = atrodyti); praeiti ( = paeiti) į priekį; prigalvoti ( = su- laiką lemia remonto technologijos naujovės. galvoti), paskaičiuoti ( = apskaičiuoti), užskaityti ( = Aptarnavimas. Dažna studentų kalbos klaida – žo- įskaityti). džio aptarnavimas vartosena: automobilių techninis Kartais vartojamas priešdėlis, nors jo nereikia, pvz.: aptarnavimas ( = techninė priežiūra). Dabartinės lietu- apšildymas ( = šildymas), apšiltinimas ( = šiltinimas). vių kalbos žodyne pateikiama viena žodžio aptarnauti reikšmė: patenkinti reikalus, reikmes: Aptarnauti pir- Priesagų vartosenos klaidos kėjus: Taigi aptarnauti galima žmones, o įrenginius Priesagų vartosenos klaidų, į kurias vertėtų atkreip- reikia prižiūrėti: Bendrovė atlieka aukštos kokybės ti dėmesį, studentų darbuose aptikta nedaug. Klystama 36 Grašienė J. vartojant priesagas -ėjas, -tojas. ,,Jų vartojimas yra nu- veikiamosios rūšies būtojo kartinio laiko dalyviai arba lemtas kitų kalbų žodžių struktūros kopijavimo“ [6, p. aukštesniojo laipsnio būdvardžiai. Studentai netaisy- 37]. Studentams reikėtų prisiminti, kad priesagos -ėjas, klingai vartoja neveikiamosios rūšies dalyvius, pvz: su- -tojas tinka asmenims, o ne prietaisams, įrankiams pa- mažintas ( = sumažėjęs) slėgis, apsunkintos ( = sunkes- vadinti. Lietuvių kalboje įvairiems prietaisams, įrengi- nės) eismo sąlygos. niams įvardyti vartojamos priesagos -tuvas, -iklis, -tukas, -alas, -eklis, -urys, -orius ir kt, pvz: akumuliatoriaus Sintaksės klaidos pakrovėjas ( = kroviklis), autopakrovėjas ( = automa- Sintaksės klaidos apima linksnių, prielinksnių var- tinis krautuvas, automobilių krautuvas), prailgintojas tosenos, žodžių tvarkos klaidas. Studentų darbuose ras- ( = ilgintuvas), vandens išpurškėjai ( = vandens purkš- ta nemažai linksnių ir prielinksnių vartosenos klaidų. tukai). Taip pat šios priesagos netinka medžiagoms, su Linksnių vartosenos klaidos kuriomis atliekamas veiksmas, pavadinti, pvz: skiedė- jas ( = skiediklis), rūdžių surišėjas( = rišiklis). ,,Linksnių vartojimo klaidos dažniausiai plinta dėl sudėtingų ir sunkiai įsimenamų linksnių reikšmių ir Morfologijos klaidos dėl netinkamo vertimo iš kitų kalbų“ [2, p. 51]. Links- Morfologijos klaidos palyginti retos studentų dar- nių vartosenos klaidos studentų darbuose įvairios. buose.Dažniausiai klystama vartojant įvardžiuotines Vardininkas. Dažniausiai vardininkas netinkamai žodžių formas. Kai žodis įgyja termino reikšmę, būti- vartojamas neapibrėžtam kiekiui reikšti, pvz.: gauti pana vartoti įvardžiuotinę formą, pvz: draudžiantys ( = siūlymai ( = gauta pasiūlymų). Remontuojant variklį draudžiamieji), įspėjantys ( = įspėjamieji) kelio žen- kilo neaiškumai ( = neaiškumų). Taigi vardininką stu- klai, išperkama ( = išperkamoji) nuoma. Įvardžiuoti- dentai dažniausiai netaisyklingai vartoja nesuprasdami nės formos taip pat vartojamos įstaigoms pavadinti, visumos ir dalies santykio (dalies kimininkas teiktinas kalbant apie neapibrėžtą kiekį). pvz, uždara ( = uždaroji) akcinė bendrovė. Kilmininkas. Kilmininkas nevartotinas su aukštes- Kur įmanoma, rekomenduojama analitines formas niojo laipsnio prieveiksmiais be lyginamųjų dalelyčių keisti sintetinėmis, pvz: Ši užduotis labiau sudėtinga ( kaip, negu, nei, pvz: Daugiau šimto ( = daugiau kaip = sudėtingesnė). Labiausiai keista ( = Keisčiausia), kad šimtas). vis dar neradau sprendimo. Kilmininkas nevartojamas veiksmo objektui reikšti Neturėtų būti laipsniuojami būdvardžiai, rodantys su veiksmažodžiais pasiekti, prieiti, pvz: Įmonės tiks- didžiausią ar mažiausią ypatybės kiekį: Maksimaliau- las – pasiekti kuo didesnio pelno ( = kuo didesnį pel- sias (=Maksimalus) leistinas greitis –130 km/h. ną). Meistrai priėjo bendros nuomonės ( = prie ben- Viena dažniausių studentų kalbos klaidų – nežy- dros nuomonės) dėl automobilio remonto. mimųjų įvardžių kažkoks, kažkuris, kažkas, kažkoks, Naudininkas. Reikėtų vengti naudininko linksniu kai kuris vartosena su dalelyte tai, pvz: Kažkada tai ( = reiškiamų daiktavardžių tikslui, paskirčiai nusakyti, Kažkada) naudotos automobilių apsaugos sistemos. pvz: šios programos įgyvendinimui ( = šiai programai Dažnai nepaisoma reikalavimo su daugiskaitiniais įgyvendinti), prekės transportavimui ( = prekei trans- daiktavardžiais vartoti dauginius skaitvardžius, pvz: Au- portuoti), automobilio paviršiaus apsaugojimui (= pa- tomobilis naudotas septynis ( = septynerius) metus. viršiui apsaugoti) naudojamos tam tikros medžiagos. ,, Paini studentams atrodo įvardžio keletas vartose- Kai reiškiama paskirtis su aiškiu tikslo atspalviu, veiks- na. Įvardis keletas linksniuojamas pagal kuopinių skai- mažodinių daiktavardžių (ypač su priesaga -imas) nau- tvardžių vyriškojo linksniavimo tipą ( keletas, keleto, dininkai vengtini“ [16]. keletui, keletą, keletu, kelete) [13]. Šios vyriškosios gi- Studentai klysta vartodami naudininką laikui reikš- minės formos vartojamos tiek su vyriškosios, tiek su ti, pvz: Darbus turime baigti gruodžio pirmai dienai (= moteriškosios giminės daiktavardžiais: Dėl keletos ( = iki gruodžio pirmos dienos). keleto) priežasčių. Darbai turi būti baigti po keletos ( = Galininkas. Pravartu studentams atkreipti dėmesį į keleto) dienų. galininko vartosenos klaidas. Galininkas netinka tiks- Sangrąžiniai veiksmažodžiai nevartojami savaimi- lui reikšti, pvz: Per mažai duomenų atlikti tyrimą (= ne reikšme. ,,Jeigu sangrąžinė forma lengvai pakeičia- tyrimui atlikti). Galininkas nevartojamas ir tada, kai ma neveikiamosios rūšies dalyviu, o veiksmo atlikėjas galvoje turimas neapibrėžtas kiekis, nes galininku įvar- yra negyvas daiktas, neturintis galios veiksmą nukreip- dijamas apibrėžtas kiekis, visuma, pvz: Įmonė patyrė ti nuo objekto į save, tada jos vartojimas yra klaida, nu- nuostolius ( = nuostolių). Su veiksmažodžiu atstovauti krypimas nuo normos, nes lietuvių kalbos sangrąžai galininkas taip pat nevartotinas [1]. Taisoma naudi- neveikiamosios rūšies reikšmė nebūdinga“ [2, p. 46]. ninku: Studentai atstovavo Vilniaus technologijų ir di- Sangrąžinės formos nevartojamos, kai veiksmas negali zaino kolegiją ( = kolegijai). vykti savaime.Vis dėlto studentų darbuose gausu tokių Įnagininkas. Nevartotinas žodžio pagalba įnagi- klaidų: Uždavinys sunkiai sprendžiasi ( = sprendžia- ninkas, pvz: Šio prietaiso pagalba (= Šiuo prietaisu) mas). Aiškiai matosi ( = matomas) patalpų planas. Šis įmanoma atlikti automobilio diagnostiką. Galima ben- žodis rašosi ( = rašomas) su nosine. drauti e. pašto pagalba (=e. paštu). Darbą atlikome Savaiminei ypatybei reikšti turėtų būti vartojami kompiuterio pagalba ( = kompiuteriu). Kalbos klaidos technikos krypties studentų darbuose 37

Vietininkas. Vietininkas nevartojamas daikto bū- skatinti kūrybiškumą, rinktis išradingesnius būdus viui, būsenai reikšti, pvz: Automobilių remonto dirb- kalbai mokytis, būtent – skirti kūrybines užduotis tuvės avarinėje būklėje ( = avarinės būklės). Tokiose (pavyzdžiui, rengti viešąsis kalbas) ir jas pristatyti sąlygose ( = Tokiomis sąlygomis) sunku dirbti. Auto- grupei. Pristatymo metu galima aptarti pasitaikan- mobilis gerame stovyje ( = geros būklės). Nukrypimai čias kalbos klaidas ir paskatinti studentus atkreipti nuo normos yra leistinose ribose ( = leistino lygio; ne- dėmesį į kalbos kultūrą, ugdyti šnekamosios ir ra- dideli).Dažna klaida – laiko tarpą reiškiantys vietinin- šytinės kalbos įgūdžius. Prie studentų taisyklingos kai, pvz.: metų bėgyje ( = per metus), semestro eigoje kalbos įgūdžių formavimo turėtų prisidėti visų da- (= per semestrą), darbo eigoje ( = dirbant). lykų dėstytojai vertindami studentų darbus. Prielinksnių vartosenos klaidos Prielinksnis pagal. Vis dar pasitaiko prielinksnio Literatūra pagal vartosenos klaidų: pagal galimybes ( = jeigu galima, jeigu yra galimybė). 1. Administracinės kalbos aktualijos. Sudarė L. Murinienė, R. Vla- Prielinksnis prie. Prielinksnį prie studentai varto- darskienė [žiūrėta 2015 m. gruodžio 4 d.]. Prieiga internetu: ja su kilmininku aplinkybei reikšti: Prie ilgųjų šviesų http://administracinekalba.lki.lt. ( = Degant ilgosioms šviesoms) matomumas geresnis. 2. Barzdžiukienė, E.; Celiešienė, V.; Kaulakienė, A. Baigiamasis Tačiau, anot J. Šukio [16], prie konstrukcijos nevar- studijų darbas. Kalbininkų patarimai: teorija ir tvarkyba. Vil- totinos būdo, priežasties, sąlygos ir nuolaidos aplin- nius: Technika, 2005. kybėms reikšti. Prielinksnio prie konstrukcijos daž- 3. Dabartinės lietuvių kalbos gramatika. Red. V. Ambrazas. 4-oji niausiai reiškia vietą šalia, netoli ko arba vietą, į kurią patais. laida. Vilnius: Mokslo ir enciklopedijų leidykla, 2006. krypstama, pavyzdžiui: Jie gyveno prie ežero. 4. Dabartinės lietuvių kalbos žodynas. Vyr. red. S. Keinys. Šeštas Prielinksnis ant. Prielinksnis ant turi nemažai reikš- (trečias elektroninis) leidimas. Vilnius: Lietuvių kalbos insti- mių, tačiau bendrinei kalbai teiktinos vos kelios: vietos, tutas, 2011 [žiūrėta 2016 m. sausio 15 d.]. Prieiga internetu: veiksmo, priemonės ir asmens ar daikto, į kurį nukreip- http://dz.lki.lt. tas veiksmas [3]. Kitomis reikšmėmis šis prielinksnis ne- 5. Didžiųjų kalbos klaidų sąrašas [žiūrėta 2016 m. kovo 14 d.]. Pri- vartojamas, nes tokios reikšmės perimtos iš tarmių arba eiga internetu: http://www.vlkk.lt/lit/klaidos. svetimų kalbų, pavyzdžiui, šis prielinksnis netinka ma- 6. Gaivenis, K. Lietuvių terminologija: teorijos ir tvarkybos metme- tmenų ar dydžių santykiui įvardyti: 9 ant 10 ( = 9 ir 10). nys. Vilnius: Lietuvių kalbos institutas, 2002. Polinksnis dėka. Su kilmininku vartojamos polinks- 7. Jackevičius, M. Pasiklydę „Google“: kuri karta buvo protingiau- nio dėka konstrukcijos turėtų būti taisomos, kai nuro- sia. [žiūrėta 2015 m. lapkričio 15 d.]. Prieiga internetu:

17. 2016–2018 m.valstybinės kalbos vartojimo, norminimo ir of technical studies, explains reasons of incorrect lan- sklaidos programa, patvirtinta 2015 m. balandžio 30 d. nr. guage usage, provides examples of errors and suggests n-2 (157) [žiūrėta 2015 m. gruodžio 14 d.]. Prieiga internetu: ways to correct them. The material was collected from http://www.vlkk.lt. Vilnius College of Technologies and Design students’ written papers and spoken language. The aim of this article is to discuss the most impor- LANGUAGE USAGE ERRORS IN THE tant language usage errors of students of the Technical PAPERS OF STUDENTS OF TECHNICAL Faculty of Vilnius College of Technologies and Design. STUDIES Tasks: 1. To find out, following an analysis of students’ pa- Jolita Grašienė pers, what errors are most commonly made. Vilnius College of Technologies and Design, Antakalnio 2. To discuss errors of all levels (spelling, vocabula- g. 54, LT-10303 Vilnius ry, word composition, morphology, syntax). 3. To provide recommendations for the correction Anotation. The article examines the most com- of most common language usage errors and discuss mon language usage errors in the papers of students possible reasons of such errors. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Mechanikos inžinerijos profesinio bakalauro žinių ir gebėjimų atitiktis darbdavių lūkesčiams

Sofija Petraševičienė, Rita Senulienė, Povilas Vilkas Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius, e. p. [email protected]; [email protected]; [email protected]

Anotacija. Straipsnyje analizuojama mechanikos inžinerijos profesinio bakalauro žinių ir gebėjimų atitiktis darbdavių lūkesčiams. Pateikiama dėstytojų, studentų nuomonė apie studijas, gamybinių praktikų vadovų, darbdavių požiūris į mechanikos inžinerijos profesinio bakalauro technines ir socialines kritines kompetencijas. Atlikus tyrimus galima teigti, kad absolventų teoriniai gebėjimai atitinka darbdavių poreikius, o praktinius įgūdžius reikia tobulinti. Studijų programos rezultatai atitinka įmonių veiklos strategiją. Įmonės vadovai yra patenkinti įdarbintais kolegijos absolventais ir mano, kad studijų programos dalykai sukuria prielaidas specialistams sėkmingai dirbti besikeičiančioje profesinėje aplinkoje. Pagrindinės sąvokos: kompetencija, kvalifikacija, studijų kokybė, kritinė kompetencija, gamybos, kokybės, socialinės ir asmeninės kritinės kompetencijos.

Įvadas vadovų nuomonė apie studentus (domėjimasis darbu, iniciatyva, tvarkingumas, drausmė ir t. t.), teorinio pa- Studijų programos ,,Mechaninių technologijų inži- rengimo trūkumus, atlikto darbo kokybę, savarankiš- nerija“ paskirtis atitinka kolegijos misiją [1]: sudaryti kumą praktikos metu ir praktikos vadovų pastabos. sąlygas asmenims įgyti aukštąjį koleginį išsilavinimą, • Specialistų rengimo Lietuvos institucijų galimybės užtikrinti studijų kokybę ir Europos Sąjungos stan- užtikrinti inžinerinės pramonės konkurencingumo dartus atitinkantį studijų procesą; rengti kvalifikuotus augimą [7]. Tyrimo ataskaitoje atliekama mecha- specialistus, atitinkančius žinių visuomenės ir regio- nikos inžinerijos, pramonės inžinerijos specialistų no poreikius, aktyviai prisidėti kuriant Lietuvos ateitį; kritinių kompetencijų analizė: įmonių konkuren- sudaryti sąlygas žmogui tapti imlia asmenybe ir akty- cinių strategijų poveikis kritinių kompetencijų pa- viu visuomenės nariu, tarptautinės mokslo ir studijų klausai, absolventų pasiūla darbdavių akimis, tech- erdvės dalyviu; ugdyti bendražmogiškąsias ir tautines ninės, socialinės kritinės kompetencijos ir kt. vertybes, skatinti mokytis ir tobulėti visą gyvenimą“. Tyrimo objektas. Dėstytojų, studentų, absolventų, Studijų programa yra nuolat atnaujinama ir tobu- darbdavių bendradarbiavimas, siekiant rengti kvalifi- linama, atsižvelgiant į pokyčius teisiniuose dokumen- kuotus specialistus, atitinkančius žinių visuomenės ir tuose, norminiuose aktuose ir gamyboje. Mechanikos gamybos įmonių poreikius. inžinerijos katedros dėstytojai sistemingai analizuoja Tikslas – ištirti ir įvertinti mechanikos inžinerijos socialinių dalininkų, dėstytojų, studentų, absolventų, profesinio bakalauro žinių ir gebėjimų atitiktį darbda- įmonių vadovų nuomonę apie dėstomus dalykus, stu- vių lūkesčiams ir pateikti išvadas bei pasiūlymus. dijų metodus, studentų praktikų metu aptiktus rengi- Uždaviniai: mo trūkumus, programos kokybę, atskleidžia ir patiks- • Apžvelgti tyrimus, kuriais vadovaujantis rašomas lina mechanikos inžinerijos specialisto veiklos sritis, straipsnis. profesines kompetencijas, bendruosius ir specialiuo- • Pateikti dėstytojų nuomonę apie studijų programos sius gebėjimus veiklai vykdyti. ,,Mechaninių technologijų inžinerija“ vykdymą. Tyrimų, naudotų rengiant straipsnį, apžvalga: • Išanalizuoti studentų nuomonę apie studijų progra- • Dėstytojų nuomonė apie studijų programos ,,Mecha- mos ,,Mechaninių technologijų inžinerija“ vykdymą. ninių technologijų inžinerija“ vykdymą. [5]. Tyrime • Apžvelgti studijų programos ,,Mechaninių techno- analizuoti klausimai: studijų programos kokybės, logijų inžinerija“ studentų gamybinių praktikų ver- dėstytojų aktyvumo vertinimas, programos adminis- tinimo rezultatus. travimo tinkamumas, atsakomybės už įgyvendinimą, • Išanalizuoti absolventų pasiūlą, atsižvelgiant į darb- priežiūrą ir sprendimų priėmimą pasiskirstymas. davių reikalavimus • Studentų nuomonė apie studijų programos ,,Mecha- • Įvertinti aplinkybes, turinčias įtakos praktinių ge- ninių technologijų inžinerija“ vykdymą. [6]. Tyrime bėjimų trūkumui. Įvertinti studijų programos ,,Me- analizuoti klausimai: studijų programos vykdymo chaninių technologijų inžinerija“ studentų kritines kokybės, studentų aktyvumo vertinimas, studentų kompetencijas. Parengti išvadas ir pasiūlymus. nuomonė apie studijų proceso organizavimą fakul- Problema: studento žinių ir gebėjimų gerinimas, tete, vidinės fakulteto kultūros vertinimas, pasirink- atsižvelgiant į darbdavių lūkesčius. tos studijų programos vertinimas. Pagrindinės sąvokos. • Studijų programos ,,Mechaninių technologijų inži- Kompetencija – gebėjimas atlikti tam tikrą darbą nerija“ studentų gamybinių praktikų vertinimas [4]. (užduotį) realioje ar imituojamoje veiklos situacijoje. Tyrime analizuojama įmonių gamybinės praktikos Kompetenciją lemia mokantis ar studijuojant įgytos 40 Petraševičienė S., Senulienė R., Vilkas P.

žinios, mokėjimai, įgūdžiai. Kompetencijos kokybiš- veikloje (71%). Reikia sudaryti galimybes mokytis kumui įtakos turi darbuotojo sukaupta veiklos patir- užsienio kalbą, sudaryti grupes stažuotėms su gerai tis. Profesinio rengimo įstaigose įgytas kompetencijas mokančiais kalbą ir skatinti dėstytojus dalyvauti mai- patvirtina išduoti pažymėjimai, sertifikatai. Apibrėžtai nų programose, stažuotėse ir seminaruose. platesnei veiklai (profesijai) reikalingos kompetencijos 3. Dėstytojų nuomone, studijų programos administra- sudaro kvalifikaciją [2,3]. vimas yra tinkamas (86%). Kompetencijas sudaro gebėjimai ir asmeninės ver- Studentų nuomonės apie studijų programos tybės, o gebėjimus – žinios ir įgūdžiai, kvalifikacijos ,,Mechaninių technologijų inžinerija“ vykdymą. ty- apima gebėjimus, įgūdžius ir žinias (1 pav.) rimo rezultatai [6]. Studijų programą „Mechaninių technologijų inži- nerija“ sudijuoja 124 studentai. Užpildytas anketas at- siuntė 55 (44,4 %) nuolatinių ir ištęstinių studijų studentai. Dažniausiai šią specialybę pasirenka studijuoti jaunuoliai (96%), kurių amžiaus vidurkis – 24,5 m. 1. Studentai sutinka, kad studijų dalykų apimtis yra pakankama, taikomi tinkami studijų metodai (72%), įranga studijoms (laboratorinė, kompiuterinė, reikmenys) tinkama ir jos pakanka (80%). Studentų manymu, metodiniai ištekliai (vadovėliai, knygos, periodika, duomenų bazės) yra prieinami ir jų pakanka, numatytos patalpos studijoms yra tinkamos ir 1pav. Kompetencijų, gebėjimų ir kvalifikacijos sąvokų medis [7] jų pakanka, o mokymo(si) krūvis atitinka realias stu- dentų galimybes (68%). Studentai sutinka, kad stu- Lietuvos inžinerinės įmonės specializuojasi ga- dijų proceso organizavimas užtikrina tinkamą pro- mindamos vienetinius arba serijinius mažos apimties gramos įgyvendinimą (67%), dėstytojų konsultacijos produktus, todėl įmonės veiklos strategijos pagrin- padeda siekti studijų programos rezultatų (60%), stu- das – didelis lankstumas, aukšta gamybos sparta, grei- dentai mano, kad jų savarankiškumo, pareigingumo to tiekimo užtikrinimas, naujausia įranga ir technolo- lygis yra pakankamas (75%). Studentai sutinka, kad gijos. Kadangi Lietuvos įmonės užima atskiras nišas, o dalykai ir moduliai išdėstyti nuosekliai, kolegijoje produkciją eksportuoja, jų tarpusavio konkurencijos įrengta tinkama bazė praktikoms (56%), taikomi tin- lygis nėra aukštas, t. y. jos konkuruoja globalioje rinko- kami vertinimo metodai (44%), kitiems studentams je užsienyje. Tokios įmonių konkurencinės strategijos sunku vertinti šiuos teiginius (25%). turi poveikį kompetencijų paklausai (2 pav.) 2. Vertinant studentų aktyvumą, galima teigti, kad stu- Dėstytojų nuomonės apie studijų programos dentai lanko paskaitas ir pratybas (88%), dalyvauja ,,Mechaninių technologijų inžinerija“ vykdymą tyri- kolegijos renginiuose (8%), organizuoja studentų mo rezultatai [5]. parodas, renginius (4%), kartu su dėstytojais skaito Studijų programą vykdė 24 dėstytojai. Anketinėje pranešimus studentų konferencijose (28%). Studen- apklausoje dalyvavo 20 dėstytojų (9 vyrai ir 11 mote- tai mažai dalyvauja kolegijos veiklose po paskaitų rų). Amžiaus vidurkis – 45 m. (saviveikla, sportas, būreliai), mainų programose 1. Studijų programos vykdymo kokybę dėstytojai vertina (Erasmus ir kt.) (8%), studentų atstovybės veikloje labai gerai ir gerai: studijų metodai, studento pasieki- (4%). Reikia didinti studentų motyvaciją mokytis ir mų vertinimo metodai, konsultacijos (100%), meto- aiškinti taikomus vertinimo metodus, įtraukti dau- diniai ištekliai (93%) ir bazė praktikoms, įrenginiai, giau studentų į kolegijos veiklą. patalpos studijoms, studijų organizavimo metodai 3. Vertindami studijų proceso organizavimą fakultete, (86%) yra tinkami ir padeda siekti studijų programos studentai sutinka, kad gauna pakankamai informa- rezultatų. Studijų dalykų apimtis pakankama, studentų cijos apie studijų proceso organizavimą. mokymo(si) krūvis atitinka realias studento galimybes 4. Vidinę fakulteto kultūrą studentai vertina labai ge- (79 %). Reikėtų didinti studentų motyvaciją (64%), sa- rai ir gerai. varankiškumo, pareigingumo lygį (57%), gerinti sąly- 5. Studentai (84%) patenkinti pasirinkta specialybe, gas dėstytojų profesiniam tobulėjimui (57%). nekeistų pasirinktos specialybės (87%) ir ruošiasi 2. Savo aktyvumą dėstytojai vertina gerai ir labai gerai. dirbti pagal specialybę (85%). Dėstytojai tobulina savo dalyko programą, atnaujina Studijų programos ,,Mechaninių technologijų metodinius išteklius (100%), dalyvauja katedros po- inžinerija“ studentų gamybinių praktikų vertinimo sėdžiuose, teikia pasiūlymų dėl studijų programos rezultatai [4]. tobulinimo (86%), ieško galimybių patobulinti studi- Gamybinę praktiką antro (nuolatinės studijos) arba jų programos materialiuosius išteklius, kviečia įmo- trečio (ištęstinės studijos) kurso studentai atliko įmo- nių atstovus skaityti paskaitų (78%), skaito praneši- nėse: UAB ,,Vingriai“, UAB ,,Arginta Engineering“, AB mus mokslinėse konferencijose (76%), organizuoja ,,Avedra“, UAB ,,Pamario altergrana“, UAB ,,Žibin- pažintines išvykas į įmones, dalyvauja projektinėje Mechanikos inžinerijos profesinio bakalauro žinių ir gebėjimų atitiktis darbdavių lūkesčiams 41

2 pav. Įmonių konkurencinės strategijos ir žmogiškųjų išteklių politikos poveikis kompetencijų paklausai [7] tas“, UAB ,,Barduva“, UAB ,,Metalmeta“, UAB ,,Švy- savarankiškai atliko praktines užduotis, reaguoja į tėjimas“, UAB ,,Tanagra“, UAB ,,Krasta Auto“, UAB pastabas ir tikslingai planuoja atliekamus darbus, ,,Elektrėnų energetikos remontas“, UAB ,,Anykščių sugeba pritaikyti žinias ir įgūdžius įvairiose situaci- varis“, UAB ,,Stansefabrikken“, AB ,,Vilniaus baldai“, jose. Sutaria su bendradarbiais, dirbo kruopščiai ir UAB ,,Technopakas“, UAB ,,Ekobazė“, UAB ,,Standa“, kūrybiškai, skiriami įvairūs ir sudėtingi darbai, ge- UAB ,,Sparnai“. Analizuoti 44 įmonių praktikų vadovų rai dirba su CAD programomis, mandagus ir pan. atsiliepimai (2015–2014 m.). 5. Gamybinės praktikos vadovų neigiamos pastabos: 1. Gamybinės praktikos vadovai gerai atsiliepia apie sunkiai taikė teorijos žinias praktikoje (3), studen- studentus: tvarkingai ir atsakingai atlieka užduotis tas turėtų įgauti daugiau pasitikėjimo kolektyve, (2), (35), drausmingi (21), iniciatyvūs (20), domisi dar- trūksta praktinių žinių (2), nepakanka ryžto ir įgū- bu, įmone (13), praktikos užduotis atliko gerai ir džių rimtesnėms problemoms spręsti (2). laiku (15), domisi technologijos procesais ir įrengi- 6. Gamybinės praktikos rezultatų vertinimas pažymiu:10 nių mechanika (10), naujomis technologijomis (9), (puikiai) – 21, 9 (labai gerai) – 21, 8 (gerai) – 2. kruopštūs (6), pareigingi (6) ir t. t. Specialistų rengimo Lietuvos institucijose galimy- 2. Pastebėti teorinio parengimo trūkumai praktikos bės užtikrinti inžinerinės pramonės konkurencingu- metu: trūkumų nepastebėta ir turimas žinias gerai mo augimą tyrimo rezultatai. Absolventų pasiūla taiko realybėje (31), trūksta techninių brėžinių skai- darbdavių akimis ir kritinės kompetencijos [7]. tymo įgūdžių (5), nepakanka praktinių gebėjimų Interviu dalyvavo: UAB „Stevila“, UAB „Karbonas (3), trūksta žinių, susijusių su techniniais įrenginiais “, UAB „Precizika“, UAB „Arginta Engineering“, UAB (2), nieko nežino apie suvirinimą (1), nepakanka te- „Ekspla“, UAB „Selteka“ ir AB „Vilma“. Tai vidutinio orinių žinių apie chromavimo procesą, metalų lieji- dydžio įmonės, kuriose dirba 50–500 darbuotojų. Jų mą (1). veiklos sritys apima metalo apdirbimą, produktų surin- 3. Gamybinės praktikos vadovų nuomonė apie atlikto kimą, lazerių ir lazerinių sistemų komponentų gamy- darbo kokybę ir savarankiškumą praktikos metu: bą, fotoelektrinių saulės elementų tyrimus ir gamybą, savarankiškai ir kokybiškai atliko užduotis (33), metrologinių įrenginių kūrimą ir gamybą, elektroninės savarankiškų sprendimų nebuvo pavesta atlikti (5), įrangos ir prietaisų konstravimą ir gamybą, elektros dirbo savarankiškai, įrankiais ir įrenginiais nau- mašinų ir įrengimų konstravimą ir gamybą. dojosi tiksliai ir pagal paskirtį (6). Be to, praktikos Interviu dalyvavę įmonių vadovai teigia, kad pri- metu studentai stengėsi kuo daugiau įgyti žinių, sa- imtų aukštųjų mokyklų absolventų mokymas įmonė- varankiškai ruošė užduotis. se trunka apie 3 mėnesius, tačiau visos būtinos kom- 4. Gamybinės praktikos vadovų teigiamos pastabos: petencijos yra įgyjamos per 2–3 metus. Tyrimo metu praktikantas motyvuotas, pasitiki savimi, pasa- buvo išsiaiškinta: ,,Lietuvos inžinerinės pramonės įmo- ko savo nuomonę, moka priimti kritiką, studentas nių nišinės gamybos strategija lemia, kad įmonėms rei- 42 Petraševičienė S., Senulienė R., Vilkas P.

kia inžinierių, turinčių bazinių žinių, kurie gebėtų įgyti trijos, fizikos, chemijos pagrindai, (7) gamybos techno- specifinių gebėjimų darbo metu. Tai yra lankstūs, aukš- logijų žinios, (8) gamybos valdymo procesų žinios, (9) tos motyvacijos bei nuolat tobulėjantys darbuotojai. Te- projekto valdymo žinios (taip pat gamybos planavimas); orinės absolventų žinios vertinamos kaip pakankamos kokybės užtikrinimo kritinės kompetencijos: (1) tech- ar priimtinos. Nors specifinės žinios, aktualios atski- ninių matavimų įgūdžiai, (2) duomenų analizės įgū- roms inžinerinės pramonės nišoms, nėra pakankamos, džiai, (3) matavimo priemonių žinojimas…“ absolventai jų įgyja darbo metu. Mokymąsi skatina pa- ,,…Absolventams daugiausia trūksta braižymo ir kankami absolventų bendrieji gebėjimai, tačiau apsun- kina praktinių žinių ir gebėjimų stoka“. brėžinių skaitymo, techninių matavimų, medžiagotyros, ,,Absolventams trūksta: (1) gamybos įmonių vei- koncepcijų kūrimo, projektų valdymo kompetencijų…“ klos ir procesų suvokimo; (2) gebėjimų susieti ir taikyti ,,Socialinės kritinės kompetencijos: (1) užsienio įgytas žinias, sprendžiant problemas; (3) gebėjimų re- kalbos žinios, (2) darbo komandoje įgūdžiai, (3) kūry- aliai pagaminti numatytą produktą; (4) gebėjimų kurti biškumas, (4) motyvacija tobulėti, (5) efektyvaus ben- naujus procesus ar produktus..“ dravimo įmonėje įgūdžiai, (6) savarankiškumas, (7) ,,…..Studentai renkasi inžinerines specialybes ne kritinių situacijų valdymo įgūdžiai. Socialinės kompe- pirmu pasirinkimu, kas lemia prastą inžinerinės pa- tencijos yra itin prastos. Darbdaviai teigiamai įvertino kraipos studentų studijų kokybę. Tokie studentai nere- tik absolventų užsienio kalbų žinias…“ tai yra nemotyvuoti savarankiškai siekti žinių. Dėl že- mos motyvacijos jų mokymosi rezultatai būna prasti“ Aplinkybių, turinčių įtakos praktinių gebėjimų Tyrime sudarytas kritinių kompetencijų žemėlapis: trūkumui, vertinimas ,,…Nustatytos techninės kritinės kompetencijos gali Apžvelgus gamybinių praktikų vadovų atsiliepi- būti sąlygiškai suskirstytos į tris grupes pagal pridėtinės vertės grandis: naujų produktų kūrimo kritinės kom- mus, kai kuriems studentams (3) pastebėtas praktinės petencijos: (1) projektavimo įgūdžiai (produkto mode- patirties bei teorinių žinių taikymo praktikoje trūku- liavimas), (2) koncepcijų kūrimo žinios, (3) konstravimo mas (žr. 1 lentelę). įgūdžiai; gamybos kritinės kompetencijos: (1) kompiu- terinio projektavimo pagrindai, (2) braižymo ir brėžinių Studijų programos ,,Mechaninių technologijų skaitymo įgūdžiai, (3) staklių ir kitos įrangos struktūros inžinerija“ studentų kritinių kompetencijų vertinimas ir darbo bei programavimo žinios, (4) elektronikos prie- Pastebėtos trūkstamos kritinės kompetencijos ir taisų ir jų sistemų žinios, (5) medžiagotyra, (6) geome- studijuojami dalykai pateikti 2 lentelėje.

1 lentelė. Aplinkybės, lemiančios studentų praktinių gebėjimų trūkumą, ir studijų programos „Mechaninių technologijų inžinerija“ atitikties analizė Aplinkybės, lemiančios studento praktinių Studijų programos „Mechaninių technologijų inžinerija“ atitikties analizė gebėjimų trūkumą [7] Praktikai įmonėse skiriama nepakankamai laiko, Praktikoms skirta 30 kr. Praktikų, atliekamų įmonėse, vadovai vertina o pačios praktikos neretai yra nekokybiškos. Anot studento atlikto darbo kokybę ir savarankiškumą: savarankiškai ir kokybiškai įmonių atstovų, praktika turėtų sudaryti apie 30% atliko užduotis (20), dirbo kokybiškai ir užduotis atliko tiksliai, atsakingai, studijų programos. savarankiškų sprendimų nebuvo pavesta atlikti (13), dirbo savarankiškai, įrankiais ir įrenginiais naudojosi tiksliai ir pagal paskirtį (6). Be to, praktikos metu studentai (5) stengėsi kuo daugiau įgyti žinių, savarankiškai ruošė užduotis. Įmonių vadovų nuomone, studentai Praktikumai ir kursiniai darbai 1102 + 86 val. Dėstytojų nuomone, bazė nepakankamai laiko praleidžia laboratorijose, praktikoms, įrenginiai, patalpos studijoms, studijų organizavimo metodai (86%) kuriose formuojami gebėjimai vertinti medžiagų yra tinkami ir padeda siekti studijų programos rezultatų. Studentų nuomone, ar produktų savybes, kuriami ir išbandomi nauji įranga studijoms (laboratorinė, kompiuterinė, reikmenys) tinkama ir jos pakanka produktai ir kt. (80%). Aukštųjų mokyklų ir darbdavių Nedaug gamybininkų vadovauja studentams, rengiantiems baigiamuosius bendradarbiavimas išlieka formalus. Dalis įmonių darbus, nes neturi tam laiko. Studijų programos kvalifikacijos komisijos vadovų išreiškė norą dalyvauti formuojant pirmininkas ir du nariai yra gamybininkai. Studentams įmonėse skaitomos baigiamųjų studentų darbų temas, diskutuojant edukacinės paskaitos, darbdavių atstovai atvyksta į kolegiją skaityti dalykinių dėl inžinerinių studijų tobulinimo, priimant paskaitų. studentus į praktiką. Nedaug dėstytojų turi inžinerinio darbo įmonėse Katedros personalo sudėtis pagal praktinę patirtį atitinka reikalaujamas normas. ar taikomųjų tyrimų užsakymų rengimo patirties. Dėstytojai stažuojasi įmonėse Lietuvoje ir užsienyje. Taikomųjų tyrimų galėtų būti atliekama ir daugiau, bet katedros dėstytojai rengė mokymo(si) medžiagą technologams, šaltkalviams UAB ,,Arginta Engineering “ „Prasta studentų kokybė“, lankomumas. Tokie Šis klausimas aktualus 1 kurso studentams. 2, 3 kurso dauguma studentų žino, ko studentai neretai yra nemotyvuoti savarankiškai nori. Gamybinės praktikos įmonėje rezultatų vertinimas pažymiu: 10 (puikiai) – siekti žinių. Dėl žemos motyvacijos jų mokymosi 21, 9 (labai gerai) – 21, 8 (gerai) – 2. Gamybinės praktikos vadovai apie 2,3 kurso rezultatai prasti. studentus atsiliepia: tvarkingai atlieka užduotis (21), drausmingi (21), iniciatyvūs (20), domisi darbu, įmone (13), praktikos užduotis atliko atsakingai, gerai ir laiku (29), domisi technologijos procesais ir įrenginių mechanika, naujomis technologijomis (19), kruopštūs (6), pareigingi (6) ir t. t. Mechanikos inžinerijos profesinio bakalauro žinių ir gebėjimų atitiktis darbdavių lūkesčiams 43

2 lentelė. Kritinės kompetencijos ir studijuojami dalykai Praktikos metu pastebėtos Studijų programoje numatyti dalykai, kurių metu ugdomos kritinės kompetencijos trūkstamos kritinės kompetencijos Gamybos kritinės kompetencijos Techninių brėžinių skaitymo Inžinerinė grafika, mechanika, techniniai matavimai, įrangos projektavimas, mašinų gamybos įgūdžiai (5) technologija, metalo apdirbimo praktika, technologinė praktika, gamybinė praktika, baigiamoji praktika, baigiamasis darbas Chromavimo procesas, metalų Medžiagotyra, chemija, fizika, šiuolaikinės medžiagos ir dangos. liejimas, liejinių apdirbimas (1) Techniniai įrenginiai (2) Metalo apdirbimo technologijos įrenginiai, metalo apdirbimo praktika, technologijos įrenginių praktika, programinio valdymo įrenginiai, technologijos įrenginių remontas Suvirinimas (1) Suvirinimo technologijos Socialinės kritinės kompetencijos Pasitikėjimo savo žiniomis (3) Sociologija, psichologija Nepakanka ryžto ir įgūdžių Sociologija, psichologija, rimtesnėms problemoms spręsti (2) Pasitikėjimas dirbant kolektyve (2) Sociologija, psichologija, praktikos

Išvados ir pasiūlymai tinė patirtis, gamybinės kritinės kompetencijos, te- orinių žinių taikymas praktikoje. 1. Studijų programos vykdymo kokybę dėstytojai vertina 4. Vertinant darbdavių lūkesčius ir atsižvelgus į tyri- gerai, jų nuomone, reikia didinti studentų motyvaciją mų rezultatus galima teigti, kad kolegijoje sudary- savarankiškumo, pareigingumo lygį, gerinti sąlygas tos galimybės mechaninių technologijų inžinerijos dėstytojų profesiniam tobulėjimui. Savo aktyvumą profesiniam bakalaurui parengti. Studijų programos dėstytojai vertina gerai ir labai gerai. Reikia sudary- „Mechaninių technologijų inžinerija“ absolven- ti galimybes mokytis užsienio kalbą, sudaryti grupes tai yra laukiami verslo įmonėse. Studijų programa vykti į stažuotes ir skatinti dėstytojus dalyvauti mainų nuolat tobulinama, atsižvelgiant į darbdavių lūkes- programose, stažuotėse ir seminaruose. Katedros per- čius. Nors darbdaviai ir rado mechanikos inžineri- sonalo sudėtis pagal praktinę patirtį atitinka reikalauja- jos profesinio bakalauro rengimo trūkumų, baigę mas normas. Dėstytojai stažuojasi įmonėse Lietuvoje ir studijas visi studentai įsidarbina. užsienyje. Atlieka eksperimentinės plėtros darbus, tai- komuosius tyrimus, bendradarbiauja su darbdaviais. 2. Studentai sutinka, kad studijų programos vykdy- Literatūra mo kokybė yra pakankama, studentų aktyvumas nepakankamas. Reikia didinti studentų motyvaciją 1. Integruotos plėtros strategija 2011–2021 metams. Vilnius: mokytis ir aiškinti taikomus vertinimo metodus, VTDK, 2011. įtraukti studentus į kolegijos veiklą. Studentai vi- 2. Laužackas, R.; Stasiūnaitienė, E.; Teresevičienė, M. Kompeten- cijų vertinimas neformaliame ir savaiminiame mokymesi. Kau- siškai sutinka, kad studijų proceso organizavimas nas: VDU, 2005. fakultete geras, vidinę fakulteto kultūrą studentai 3. Laužackas, R. Svarbiausios profesinės edukologijos sąvokos. Vil- vertina labai gerai ir gerai. Kai kuriems studentams nius: Phare VetReform, 1996. sunku atsakyti į klausimus ir vertinti anketos teigi- 4. Petraševičienė, S.; Vilkas, P. Studijų programos ,,Mechaninių nius (25%). Studentai (84%) patenkinti pasirinkta technologijų inžinerija“ studentų gamybinių praktikų vertini- specialybe, nekeistų pasirinktos specialybės (87%) mas. Taikomojo tyrimo ataskaita. Vilnius: VTDK, 2016. ir ruošiasi dirbti pagal specialybę (85%). 5. Senulienė, R. Dėstytojų nuomonė apie studijų programos vyk- 3. Gamybinės praktikos vadovų nuomone, studijų dymą. Taikomojo tyrimo ataskaita. Vilnius; VTDK, Mechani- programos „Mechaninių technologijų inžinerija“ kos inžinerijos katedra, 2014. studentai motyvuoti, tvarkingi, drausmingi, inici- 6. Senulienė, R. Studentų nuomonė apie studijų programos vyk- atyvūs, domisi technologijos procesais ir įrenginių dymą. Taikomojo tyrimo ataskaita. Vilnius: VTDK, Mechani- mechanika, naujomis technologijomis, kruopštūs, kos inžinerijos katedra, 2014. pareigingi ir t. t., savarankiškai, kokybiškai ir atsa- 7. Specialistų rengimo Lietuvos institucijų galimybės užtikrinti kingai atlieka pavestas užduotis. Dauguma studentų inžinerinės pramonės konkurencingumo augimą. Tyrimo atas- turi gerą teorinį pasirengimą ir taiko žinias prakti- kaita. Parengė Socialinių inovacijų institutas. Tyrimo užsakovas: koje. Pastebėti studentų parengimo trūkumai: prak- Lietuvos inžinerinės pramonės asociacija. Vilnius, 2013. 44 Petraševičienė S., Senulienė R., Vilkas P.

MEETING EXPECTATIONS OF student opinion about the studies in mechanical engi- EMPLOYERS ON KNOWLEDGE AND neering technology, industrial managers, practitioners SKILLS OF MECHANICAL ENGINEERS in the applicant’s opinion on the two sides of the professional Bachelor ofmechanical engineering technical Sofija Petraševičienė, Rita Senulienė, and social-critical competencies. Research suggests that Povilas Vilkas graduates obtained the theoretical capacity to meet the needs of employers, and the practical skills you need to Vilnius College of Technologies and Design, improve. The program has produced consistent with Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius the corporate strategy. Company executives are recrui- ted to meet the college graduates, and believes that the Abstract.The article analyses the professional mecha- prerequisites of the program have already been the su- nical engineering Bachelor of science knowledge and bjects of professional work successfully in a changing skills match employers expectations. Provides faculty, professional environment. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Medinių pėsčiųjų tiltų architektūrinių ir konstrukcinių sprendinių tyrimas

Alvyda Anciūtė, Tatjana Grigorjeva Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, Vilnius

Anotacija. Nagrinėjama medinių pėsčiųjų tiltų architektūros ir konstrukcijų estetika. Apžvelgti pagrindiniai architek- tūros teorijos aspektai ir ypatybės, taikomos tiltų architektūros klausimams nagrinėti. Aptarti architektūros linijos, kontūro, formos, spalvos ir tekstūros aspektai bei tvarkos, proporcijos, ritmo ir harmonijos ypatybės. Nagrinėjamos pėsčiųjų tiltų architektūros ypatybės. Pėsčiųjų tiltų ypatybėms pagrįsti analizuojami tiltų pavyzdžiai. Aptartos konstrukcijų estetikos teorijos pagal Gottemoeller skirstymą: geometrijos, racionaliosios, skulptūriškumo ir konstrukcijų teorijos. Pateiktos primity- viųjų, paprastųjų, Kinijoje statytų vaivorykštės arkinių, dengtų ir šiuolaikiškų medinių tiltų apžvalga ir analizė. Raktiniai žodžiai. Mediniai pėsčiųjų tiltai, architektūra, konstrukcijos, aspektai, kriterijai, tektonika

Įvadas Šiandien mokslo pažanga, spartus naujų medžiagų ir konstrukcijų tyrimo bei kūrimo tempas nuo 1930 - Tiltai visais laikais buvo svarbūs kiekvienos šalies eko- ųjų metų leidžia perdengti net didesnius nei kilometras nominiam, politiniam ir kultūriniam gyvenimui. Tiltų tarpatramius. Tiltais jungiamos salos ir net žemynai [4, statyba nėra vien topografinis, susisiekimo, transporto, 8, 17, 20]. ekonominis, kultūrinio paveldo ar konstrukcijų medžiagų Nuo senovės mediena buvo viena svarbiausių me- klausimas. Tai ir patirties, meistriškumo, mados, prestižo, džiagų tiltams statyti. Didėjant perdengiamų angų tar- privilegijos ir išankstinio nusistatymo problema. Tiltai turi patramiams, atsirandant naujoms medžiagoms me- simbolinę reikšmę bei atspindi to laikotarpio dvasią [10]. diena kaip tiltų statybinė medžiaga buvo nepelnytai Tiltų statyba prasidėjo tada, kai žmogus upelio ar pamiršta. Šiandien inžinieriai, vėl atradę šią konstruk- griovio viduryje supylė kauburį ir nuo vieno krašto cinę medžiagą, stengiasi ją perprasti ir iš naujo pažvelgti rąstą permetė iki to kauburio, o nuo jo į kitą krantą. į jos suteikiamas galimybes įgyvendinti architektūrines Pirmieji tiltai, tai primityvūs lianų kabamieji tiltai, idėjas. Kadangi pėsčiųjų tiltus veikia mažesnės apkro- akmeniniai tiltai, permestų per kliūtį rąstų lieptai [10]. vos, tai šios idėjos geriausiai įgyvendinamos medinių Antikos laikotarpiu ištobulėjo medinių ir akmeni- pėsčiųjų tiltų statyboje. nių tiltų statyba. Karinių kampanijų metu specialūs Nagrinėjant tiltų architektūrą reikalingi tam tikri kariniai daliniai statė tiltus. Statomi pontoniniai til- kriterijai, pagal kuriuos būtų galima įvertinti tilto metai, išrandama pusapskritimio arka, kuri leido statyti ninį vaizdą. Šie kriterijai nėra vienodai taikomi auto- kur kas didesnio tarpatramio, aukštesnius tiltus nei iki mobilių ir pėsčiųjų tiltams. tol buvę mediniai ar akmeniniai sijiniai tiltai. Romė- Tiltai yra tektoniški statiniai, kurių architektūrą nai atrado natūralų gamtinį cementą - pucolaną, kurį diktuoja konstrukcija, tačiau tik XX–XXI a. pėsčiųjų naudojo akmeninių tiltų taurams sutvirtinti. Taip pat tilto meniškumas tapo toks pat svarbus uždavinys kaip išrasta kesoninė atrama tiltų taurams [10, 14, 19]. stiprumas ir ilgaamžiškumas. Viduramžiais tiltų statyboje paplito smailioji arka. Prie pilių, gynybos sumetimais statomi pakeliamieji mediniai tiltai – vartai. Renesanso laikotarpiu italų ar- Medinių pėsčiųjų tiltų architektūros ypatumai chitektas A. Paladijus patobulino stogo santvaras ir pri- taikė jas tiltams, kurių tarpatramis siekė net 30 metrų. Architektūra – tai vaizduojamasis menas, kurį ste- Didesnio tarpatramio tiltai buvo statomi iš akmens. bėtojas suvokia per reginį. Tačiau kiekvienas asmuo Akmenų mūrą imta mūryti taip, kad akmenys gultų vaizdą mato ir vertina savaip. Estetiniam įspūdžiui iš- statmenai arką veikiančiai ašinei jėgai [2, 8, 14, 19]. reikšti vartojami tiksliai apibrėžti ir vienodai supranta- Klasicizmas – akmeninių tiltų apogėjaus laikotarpis mi terminai. Todėl architektūriniam vaizdui nagrinėti Europoje. Statomi kur kas grakštesni, lengvesnių for- reikia žinoti, kokiomis priemonėmis vaizdas yra kuria- mų akmeniniai tiltai. Medinėmis santvaromis perden- mas. Aspektai – tai charakteristikos, skirtos apibrėžti giama 58 metrų anga Jungtinėse Amerikos Valstijose, matomam objektui, jo dalims bei apibūdinti tų dalių ir paplinta dengti mediniai tiltai. Kuriamos naujos for- aplinkos kompozicijai. Pagrindiniai tokie aspektai yra mos medinės santvaros [8, 19]. linija, kontūras, forma, spalva, tekstūra, o projektuo- Pramonės revoliucijos metu geležis, ketus išstūmė jant tiltus dar labai svarbūs yra šešėliai ir atspindžiai lig tol vyravusius akmenį ir medį. Pirmą kartą geležin- [6, 11]. Šie aspektai labai praverčia projektuojant bei keliui panaudota dėžinio skerspjūvio sijos ir vamzdinio nagrinėjant tiltų architektūrą. Jie nurodo žiūrovo akies skerspjūvio arkos, kombinuotos su lynais. Metalinių prisitaikymą prie regimo vaizdo. Pirmiausia sceno- konstrukcijų panaudojimas atvėrė naujas galimybes vaizdyje pastebima tilto linija – dažniausiai tai būna perdengti net iki 260 metrų angas [8, 20]. tilto paviršius, kuriuo vyksta eismas. Tačiau tilto do- 46 Anciūtė A., Grigorjeva T. minuojančia linija gali tapti ir turėklai. Taip atsitinka, kur gamtinis reljefas nepastovus, gausu plačių upių ir jei turėklų statiniai (arba ilginiai) tankiai išdėstyti arba tarpeklių pėsčiųjų tiltai paprastai būna ilgesni kaip 100 stebėjimo vieta parinkta taip, kad tiltas regimas pers- metrų. Tokiose vietovėse tiltai skirti pagerinti susisie- pektyvoje. Tada turėklų statiniai susilieja sudarydami kimui tarp atokių gyvenviečių bei rekreacinėms rei- naują plačią dominuojančia juostą. Tokia juosta kom- kmėms. poziciškai naudojama tilto horizontalioms laikančio- Dabartiniai pėsčiųjų tiltai savo architektūrine idėja sioms dalims vizualiai susiaurinti, tai sukuria iliuziją, nenusileidžia šiuolaikinio meno kūriniams. Tilto for- kad tiltas yra liaunesnis, grakštesnis. moms apibūdinti nebetinka statiškumo kategorija. Til- Suvokus pagrindinę tilto liniją, ima ryškėti papildo- tas pėstiesiems nebėra vien takas nueiti į tam tikrą vie- mosios linijos – taurų ir atramų vertikalės, sijų briaunos, tą. Tiltas skirtas susitikimams, pasisėdėjimams, tai ir atraminių sienučių ir triukšmo ekranų viršaus ribos. Šios apžvalgos aikštelė, kur galima pasigrožėti vietos gam- linijos sukuria kontūrą ir taip riboja scenovaizdžio plotą. tovaizdžiu ar miesto panorama [6]. Tokio tilto pavyz- Šis kontūru apribotas plotas yra dvimatis. Trimatis vaiz- džiai galėtų būti Onepoto tiltas Naujojoje Zelandijoje das – forma – išryškėja atidžiau įsižiūrėjus į tilto dėmę. bei Henderson Road tiltas Singapūre. Formą suvokti labiausiai padeda šešėlis ir perspektyva. Onepoto tiltas pastatytas šalia istorinio tilto taurų Trys pirminiai aspektai – linija, kontūras, forma – lei- liekanų ir greitkelio tilto, kurį rekonstravus ir papla- džia visiškai suvokti tilto esmę, tačiau spalva ir tekstūra tinus, neliko šalitilčio pėstiesiems (1 pav). Išskirtinė papildo ši suvokimą medžiagiškumu. Nors spalvą mes istorinė vieta, kur nuo seno vietiniai maoriai pelkėse suvokiame kaip paviršiaus gebėjimą atspindėti šviesą, žvejodavo, įpareigojo suprojektuoti tokios formos tiltą, būtent šviesa yra nepastoviausias tilto vaizdo dėmuo. kuris atspindėtų vietovės dvasią, kartu organiškai įsilie- Apšvietimas kinta priklausomai nuo paros laiko, metų tų į natūralią medžių ir krūmų mangrovę. Tilto forma laiko ir oro sąlygų, paties tilto iliuminacijos, kartu kinta buvo modeliuojama tiktai skaitmeniškai, naudojant ir tilto spalva. Paprastai pėsčiųjų tiltų spalvą regi ir verti- specializuotą programinę įrangą. Tai leido ieškoti ne- na pats pėstysis. Jo matymo lauke dominuoja grindinio pastovios, sudėtingos, organiškos, kartu racionalios ir spalva, turėklų, šviestuvų ir kitų smulkesniųjų tilto dalių estetiškos formos. Todėl tilto forma primena milžiniš- spalvinė kompozicija. kus žuvies kaulus ar banginio griaučius. Griaučių įspū- Tiltų kompozicijai įvertinti yra naudojamos vizua- dį kuria vienodu spinduliu lenkti klijuotos medienos linės ypatybės, kurios apibūdina aspektų išsidėstymą. elementai. Šie elementai yra kintamo ilgio ir sudėlioti Tvarka, proporcija, ritmas, harmonija, vientisumas yra taip, kad sudarytų nepastovios amplitudės sinusoidės neapčiuopiamos vaizdinės savybės, kurias suvokia ir formos skydą. Šis skydas einantiems tiltu per specialiai interpretuoja stebėtojas. paliktus tarpus ir iškirstas angas suteikia mirgančios Tvarka. Kompozicijos tvarkingumu laikomas toks aplinkos įspūdį. Taip pat jis atlieka svarbią pėsčiųjų ap- elementų išdėstymas, kai visi turi aiškią vietą, reikšmę saugos nuo greta esančio greitkelio triukšmo ir dulkių ir funkciją. funkciją [1]. Šio tilto struktūra atspindi istorinę vie- Proporcija ir ritmas. Tvarkos įspūdžiui sukurti nau- tovės reikšmę, užtikrina pčsčiųjų saugumą bei sukelia dojama proporcija ir ritmas. Tai dalių dydžių ir jų san- jiems susidomėjimą vietine gamtine aplinka. tykių bei elementų išdėstymo tvarka. Įmantrios linijos tilto pavyzdys gali būti minėtasis Harmonija. Harmonija pasireiškia tilto ir jo dalių Henderson Road tiltas, dar kitaip vadinamas Hender- vizualiniu panašumu. Jei formos, kontūrai ir linijos iš son Wave (2 pav). Šis pėsčiųjų tiltas yra aukščiausias esmės yra nepanašių charakteristikų, tada jie yra verti- Singapūre, jo aukštis – 36 metrai virš žemės, o ilgis sie- nami kaip neharmoningi, nederantys. kia 274 metrus. Jis jungia dviejų parkų kalvas Singa- Vientisumas. Vienovė stebėtojui suteikia vientisu- pūro priemiestyje. Šios kalvos driekiasi aplink miesto mo jausmą. Tą suteikia dominuojantis kompozicijos pietinę dalį beveik devynis kilometrus [12]. Šių kalvų elementas, kuris apima likusias dalis, veikia kaip jung- įvaizdis subtiliai panaudotas organiškose tilto formos tis su kitomis išraiškos priemonėmis. linijose. Pagrindinę tilto idėją sudaro banguojanti til- Kiekviename tilto projekte šie aspektai ir ypatybės to tūrio linija, kuri tai pakyla virš pėsčiųjų tako, tai turi nevienodą reikšmę, todėl sudaro unikalias kombi- smenga žemyn pradingdama po keleivių kojomis. Kie- nacijas. Vis dėlto galima įžvelgti tam tikras nuostatas, kvienos bangos šoktelėjimas sukuria poilsio zoną, apž- taikomas pėsčiųjų tiltams. Bene svarbiausi aspektai, valgos aikštelę su ažūrine pavėsine, kur iš pat medžiu taikomi pėsčiųjų tiltams, yra linija, forma, paviršiaus grįsto grindinio nepastebimai iškyla suoliukai atsisės- tekstūra bei spalva. Pėsčiųjų tilto linija tapatinama su ti. Pavėsinės ažūras sudarytas iš pačių tilto plieninių judėjimo paviršiumi ir, kitaip nei greitkelių tiltuose, ši elementų, iškilusių ir tarsi lūžtanti banga gaubiančių linija nėra ilga. Tilto ilgis priklauso ir nuo jo aplinkos, dalį pėsčiųjų tako. Tačiau šio tilto forma neišplaukia jo funkcijos bei reikšmės pėstiesiems. Mažesnio ilgio iš funkcijos, greičiau atvirkščiai – funkcija seka formą. tiltai būdingi urbanizuotai vietovei, kur pagrindinius Tokia elegantiška ir skulptūriška forma, sudėtingas pėsčiųjų takus kerta judrios gatvės ir upės. Jie skirti koncepcijos, erdvės ir medžiagų ryšys tampa orientyru saugiai ir per trumpiausią galimą laiko tarpą pasiekti ne vien miesto panoramoje, bet ir nauja architektūros miesto traukos vietas. Mažai urbanizuotose vietovėse, bei inžinerijos sintezės metafora. Medinių pėsčiųjų tiltų architektūrinių ir konstrukcinių sprendinių tyrimas 47

tiltams dažnai parenkami mediniai turėklai, kurie ma- lonūs liesti, o tako dangos tekstūra parenkama tokia, kuri suteikia patrauklų raštą ir komfortą vaikščiojant. Spalvą žmogus supranta kaip paviršiaus gebėjimą at- spindėti tam tikras šviesos spektro bangas. Spalvos gali pabrėžti, sušvelninti, akcentuoti ar prislopinti objekto liniją, kontūrą ir formą. Skirtingu metų ir paros laiku spalvos keičiasi dėl kintančio natūralaus apšvietimo ir atmosferos sąlygų [6]. Taip pat tilto spalva yra veikia- ma aplinkos spalvinės kompozicijos. Todėl dažnai tilto 1 pav. Onepoto tiltas Naujojoje Zelandijoje [3] spalva vertinama kaip tinkanti arba netinkanti aplin- kai. Kiekvienu atveju pėsčiųjų tilto spalva renkama pagal įvairius kriterijus, pavyzdžiui, pagal paveldo ar istorinės vietovės bruožus, vietovės simbolio ar rėmėjo ženklo spalvinius sprendimus. Dažnai ji renkama prie- šinga ar kontrastinga aplinkos spalvai, tada toks tiltas pavadinamas tiesiog tos spalvos tiltu, pavyzdžiui, Bal- tasis tiltas. Kartais medinių tiltų atskiros dalys nedažo- mos, o paliekama natūrali medienos spalva, kuri ilgainiui dėl atmosferos poveikio kinta. Minėto Henderson Wave tilto dangai parinkta geltonosios azijinės šorė- jos (balau) mediena, kuriai nereikalingas papildomas apdorojimas nuo vabzdžių ar pelėsių. Ilgainiui ši mediena keičia spalvą ir po keliolikos metų gelsvo vario atspalvio tašai tampa pilkai sidabrinės spalvos. Šio tilto grindiniui panaudoti daugiau kaip 5000 medinių tašų modulių, kurie plastiškai pereina į turėklus, altanose 2 pav. Henderson Wave tiltas Singapūre [16] išnyra kaip suoleliai [12]. Tai ne vienintelis pavyzdys, kai natūrali medienos spalva neslepiama, o specialiai Tilto liniją ir formą nesunku pastebėti žvelgiant iš paliekama neimpregnuota. Alyvuojant ar dažant įvai- tolo, tačiau tako dangos faktūrą pastebėti galima tik ei- riomis dažyvėmis pabrėžiama medienos struktūra ir nant pačiu tiltu. Pėsčiųjų tiltų paviršių veikia nedidelės spalva, nors šiltos natūralaus medžio spalvos savaime apkrovos, todėl jų dangai pasirenkamos įvairesnės me- malonios akiai, lengvai derinamos įvairiose aplinkose džiagos nei automobilių tiltams. Senovėje tradiciškai ir scenovaizdžiuose. tiltų paviršiai grįsti akmenimis, plytomis ir mediena. Pėsčiųjų tiltų architektūra pasižymi išskirtiniu dė- Šiuolaikiniuose tiltuose akmenį ir plytas dangai pakeitė mesiu linijai, kuri nebūtinai sutampa su pėsčiųjų taku, asfaltas, betoninės plytelės ir trinkelės, nors projektuo- kartais pats tilto tūris suvokiamas kaip linija. Pėsčiųjų tojai vėl atranda ir pritaiko medinių tašų grindinį nau- tiltų formai įtakos turi aplinkos istorinis ir gamtinis as- jiems pėsčiųjų tiltams. Medinis grindinys patrauklus pektai, taip pat ypatingi projektuotojų iškelti uždavi- ne vien savo įrengimo nesudėtingumu, bet ir tekstūra. niai. Tekstūra tiltui suteikia papildomo žaismingumo Jis išsiskiria iš kitų medžiagų minkštumu, dusliu garsu ir įdomumo, o spalva gali atlikti keletą vietovės žymės vaikštant bei spalvine gama. Tekstūra charakterizuoja ir akcento funkcijų. Pėsčiųjų tiltai projektuojami ne tik objektų paviršių, apibūdina paviršiaus šiurkštumą, ku- kaip statiniai infrastruktūrai gerinti, bet ir patenkinti ris gali būti raštuotas arba atsitiktinai gruoblėtas [6]. pėsčiųjų erdvės poreikį, kur galima pasigrožėti pano- Tekstūra dėl mažyčių šešėlių susidarymo ant objekto rama, bendrauti ir pailsėti. paviršiaus padeda suvokti formą. Taip pat tekstūra gali vizualiai sušvelninti, sumažinti stambų mastelį, suteikti įdomumo plokštumai bei sukurti žmogiško maste- Medinių pėsčiųjų tiltų konstrukciniai lio įspūdį tokioms stambioms tilto dalims, kaip taurai, sprendiniai kontraforsai ir atraminės sienutės. Judėjimo greitis ir atstumas keičia tekstūros suvokimą. Kuo didesnis ste- Tiltas, kuriam apibūdinti taikomos tokios charak- bėjimo atstumas ir greitis, tuo stambesne tekstūra de- teristikos, kaip paprastumas, vizualinis lengvumas ir koruojama, antraip ji susilieja į vientisą neaiškiai še- vientisumas, vertinamas kaip patrauklus akiai ir geros šėliuotą plokštumą [6]. Bet pėsčiųjų tiltams tekstūra kompozicinės sandaros. Šios tilto savybės yra abstrak- parenkama ir labai smulki, kadangi čia vyrauja nedide- čios, kiekvienu atveju skirtingos, todėl jos sunkiai api- lis einančiojo greitis, tekstūrą pėstysis ne vien regi, bet brėžiamos ir dažniausiai tėra hipotetiškai suvokiamos. gali paviršių paliesti ir pačiupinėti, jausti kojomis dan- Tačiau nuo seniausių laikų žmogus bandė įvesti tam gos grubumą ar atvirkščiai – lygumą. Todėl pėsčiųjų tikrus parametrus, kuriais naudojantis gali būti išgau- 48 Anciūtė A., Grigorjeva T. namas tam tikras vizualinis efektas. Jau senovės graikai rankų darbo. Statomi akmeniniai tiltai, taip pat pato- susistemino estetinės raiškos mintis bei iškėlė meninio bulėjo medinių tiltų konstrukcija ir išvaizda. Nuo rąstų vertingumo teorijas. Tokios teorijos gali būti suskirs- pašalinama žievė, jie tašomi, suteikiama stačiakampio tytos į keturias kategorijas: geometriškumo, racionalu- skerspjūvio tašo forma. Tašai tarpusavyje rišami vir- mo, skulptūriškumo ir struktūriškumo [6]. vėmis, jungiami sprausteliais. Tokie tiltai platesni, sti- Geometriškumo teorija. Geometrijos teorijos, dar presni, mažiau įlinksta, lygesniu paviršiumi, kartais jau kartais vadinamos klasikinėmis, paremtos idėja, jog ir su turėklais bent iš vienos pusės. Stengiamasi tiltą žmogus objektus suvokia kaip gražius ir malonius tada, įrengti kelio paviršiaus lygyje, o tilto atramos stiprina- kai jie sukelia rezonansą su struktūromis ir modeliais, mos akmenimis [15]. Tokio tipo tiltų – lieptų – dar daug užfiksuotais žmogaus pažintinėje sistemoje. Šios teori- kur statoma, ypač prie ežerų ir upių nereikšminguose jos remiasi geometrinėmis proporcijoms, pavyzdžiui, keliukuose ir takuose vietinių gyventojų poreikiams. stačiakampio sienų ilgio santykis pagal auksinio pjūvio Šie tiltai taip pat nepasižymėjo ilgaamžiškumu – juos teoriją (1:1,618) automatiškai priimamas kaip puikus nunešdavo ledonešis, jie sudegdavo per karus. Todėl dėl numanomai įgimto proporcingumo jausmo. svarbesnėse vietose statyti akmeniniai tiltai. Menkas Racionalumo teorija. Racionalumo teorijos teigia, inžinerinis išmanymas, nepatrauklios šiurkščios for- kad objekto forma patraukli tada, kai ji atspindi tiesio- mos neprisidėjo prie žmonių tikėjimo medinių tiltų ginę to objekto funkciją ir reikšmę. Ši teorija lengvai stiprumu bei architektūrinės minties tobulinimo. pritaikoma objektams, kurie turi tik vieną akivaizdžią Tuo tarpu Kinijoje apie 1032 – 1033 imti statyti va- funkciją, o nagrinėjant daugiafunkcinius objektus ji dinamieji vaivorykštės mediniai tiltai. Šie tiltai buvo nėra lengvai pritaikoma. pirmiausiai aptikti senuosiuose tapybos darbuose. Pa- Skulptūriškumo teorija. Skulptūros, kaip meno ša- gal piešinį atkūrus tokio tilto konstrukciją imta ieškoti kos, tikslas yra per trimatį vaizdą sukelti stebėtojui išlikusių pavyzdžių pietinėse ir rytinėse Kinijos vieto- tam tikras emocijas ir paskatinti mąstyti. Skulptūriškas vėse (3 pav). Išlikusių vaivorykštės tipo arkinių medi- objektas tampa gražus, įsimintinas tada, kai jo sukeltos nių tiltų nebuvo rasta, tačiau aptikti išlikę patobulintos emocijos atitinka stebėtojo vertybes ir poreikius tuo konstrukcijos tiltai, kurių seniausias datuojamas nuo momentu. 1090 metų (Wan’an Bridge, Pingnan apygardoje, Fu- Struktūriškumo teorija. Šios teorijos teigia, kad gra- jian provincijoje). Vaivorykštės arkos medinių tiltų žūs tie objektai, kurių formos ir detalės atspindi vei- konstrukciją sudarė dviejų tipų arkos, pirmojo tipo kiančias jėgas ir apkrovas. Šią teoriją grindžia įgimtu arkų yra 11, o antrojo – 10, kurios suglaustos paeiliui. žmogaus konstrukcijų suvokimu, kuris paremtas jo Arkos sudarytos iš įkirčiais sujungtų rąstų, kurių dia- paties kūno sandara ir gamtinės aplinkos analize. metras yra 40 cm. Tarp jų prakišti penki ilginiai taip, Estetinio vaizdo kūrimo teorijos bando paaiškinti ir kad arkos sudarytų žirkles, bet ilginiai neleidžia ar- pagrįsti objekto kompozicijos sudarymo principus. Ge- koms judėti. Šie ilginiai jungia arkas, suteikia tiltui sta- ometriškumo, racionalumo, skulptūriškumo ir struk- bilumo ir paskirsto apkrovas visoms arkoms vienodai. tūriškumo teorijos remiasi žmogaus įgimtu suvokimu, Tilto atramos statomos iš medinio rėmo, kuriame su- mąstymu, logika ir emocijomis. Tilto estetinio vaizdo guldyti tvirtos uolienos akmenys arkų skečiamajai jėgai kūrimas nėra vien turėklų ir šviestuvų priderinimas atlaikyti [7]. Tokio sudėtinio arkinio tilto konstrukcija prie tilto konstrukcijos. Tilto konstrukcijos projektavi- atitiko ją veikiančias gniuždymo jėgas, o atramos įren- mas tiesiogiai susijęs su jo estetika. Laikui bėgant skir- giamos suvokiant jų darbą ir reikšmę. tingose pasaulio regionuose išsivystė savitas požiūris į medinius pėsčiųjų tiltus. Ankstyvieji primityvūs tiltai buvo statomi ten, kur buvo medienos. Tokie pirmieji tiltai buvo paprastai permesti per upelį ar griovą rąstai. Tokie tiltai nebuvo didelio tarpatramio, jų dydį ir plotį ribojo rąstų ilgis ir skersmuo. Rąstai nejungiami, stabilumui užtikrinti rąstų galai įgilinami į krantus, tačiau atramų papėdžių, pamatų ar specialus šlaitų stiprinimas nedaromas. 3 pav. Senovinio vaivorykštinio arkinio tilto konstrukcijų aksono- metrinis vaizdas [7] Šiems tiltams statyti nereikalingos specialios žinios, o įrankiai paprasti – kirvis rąstui nuleisti bei šakoms nu- kapoti, virvės, reikalingos paruoštam rąstui nutempti į Žymus italų architektas Paladijus savo klasikinia- tilto vietą. Tokie tiltai nepatogūs, nes paviršius nelygus, me 1570 – aisiais išleistame traktate apie graikų ir ro- rąstai juda vienas kito atžvilgiu. Šio tipo tiltai neilga- mėnų architektūrą „I Quattro Libri dell’Architettura“, amžiai, rąstų galai dėl drėgmės greitai sutrešdavo, todėl pavaizdavo paprastas santvaras, sudarytas iš trikam- juos reikėjo keisti kas keletą metų. pių, jų perduodamas apkrovas atramoms ir pamatams. Laikui bėgant statymo technika tobulėjo, žmogus Paladijus pritaikė tradicines stogų santvaras tiltams, išrado ratą ir vežimą. Vežimams reikalingas lygus ke- iš kurių vienintelis išlikęs yra Bassano tiltas dar kitaip lias, todėl tiltai imti statyti kruopščiau, įdedant daugiau vadinamas Ponte Vecchio. Santvaros, perimtos iš ro- Medinių pėsčiųjų tiltų architektūrinių ir konstrukcinių sprendinių tyrimas 49 mėnų ir pritaikytos tiltams, buvo vienas iš svarbiausių renesanso inžinierių įnašų į tiltų konstrukcijų vystymą [2]. Tačiau medinės tiltų santvaros ypatingu meniš- kumu nepasižymėjo, ilgainiui Europoje plačiau nepa- plito, kadangi renesanso inžinieriai tiltams daugiausia naudojo segmentines, elipsinės ir daugiacentres arkas. Medinės santvaros plačiau paplito Šiaurės Ameri- koje po nepriklausomybės paskelbimo, prasidėjus pra- monės revoliucijai imta sparčiai vystyti susisiekimo sistema, urbanizuojamos vietovės. Iš Europos kviečia- mi įvairių sričių specialistai, taip pat ir inžinieriai ke- 4 pav. Kjærra pėsčiųjų tiltas per Numedalslågen upę Norvegijoje [9] liams bei tiltams projektuoti. Dengtiems santvariniams tiltams statyti daugiausia naudojo medieną. Tuo metu Architektas Georgas Šteinklameris (Georg Stein- tai bene gausiausios ir lengviausiai pasiekiamos me- klammer) laimėjo konkursą tilto archtektūrinei idėjai džiagos tiltų statybai. Todėl Šiaurės Amerikoje buvo Drau vietovėje Austrijoje. Tai 50 metrų ilgio pėsčiųjų ir ištobulinti keli santvarų tipai ir unikali dengtų tiltų dviratininkų tiltas, kurio denginį laiko spirale susukta stilistika. Dengtiems tiltams santvaras patentavo Vilja- klijuotos medienos kiauto konstrukcija (5 pav). mas Houvas (William Howe), Stevenas Longas (Step- hen H. Long), Teodoras Buras (Theodor Burr), Itelis Taunas (Ithiel Town), Hermanas Hauptas (Herman Haupt), Robertas Smitas (Robert Smith), Reubenas Partridžas (Reuben L. Partridge), Horacijus Čaildsas (Horace Childs) ir kiti [13]. Beveik visi jie projektavo tiltus atskirose valstijose Amerikoje ir Kanadoje, tačiau kiekvienas iš jų turėjo ambicijų perdengti kuo didesnį tarpatramį bei sukurti kuo efektyvesnę konstrukciją. Europoje XIX amžiaus viduryje patobulėjus gele- 5 pav. Pėsčiųjų tilto Drau vietovėje Austrijoje konkurso žies apdirbimo technologijai atpigo geležis ir plienas, nugalėtojas – modelis [5] o po 50 metų konstrukcijoms pritaikytas gelžbetonis. Po Pirmojo pasaulinio karo imta masiškai naudoti Tai pirmasis medienos lukšto tilto projektas. Kiautą gelžbetonį, taip pat ir tiltų statyboje, todėl tiltų kons- sudaro kryžmiškai sujungtos lentos, kurios bus paslėp- trukcijoms gaminti mediena buvo naudojama itin retos po vientisa apkala, o prie spiralės linkio prikabintos tai. Inžinieriai medieną kaip konstrukcijų medžiagą plieninės pakabos laikys medinį denginį, kurio plotis tiltams vertino neigiamai, manė ją esant nepatikimą, 3,2 m [5]. Šiam tiltui pasiūlytos ir sumodeliuotos dvi greit yrančią ir ribotų konstrukcinių sprendinių bei galimos denginio konstrukcijos, o detalų konstrukcijos neišvaizdžių architektūrinių formų. Mediena vėl at- tyrimą ir projektavimą atlieka Insbruko (Innsbrouck) rasta maždaug apie 1980 – uosius metus. Klijuota me- universiteto profesorius Michaelis Flachas. diena panaudota keliems tiltams, taikant inovatyvius sprendinius – slėgiu modifikuotą medieną, suveržtos klijuotos medienos denginį, dėžinio ir „T“ formos kli- Medinių tiltų tektonika juotosios medienos sijas bei sijos su kompozitinėmis medžiagomis [15]. Nauji mokslininkų išradimai ska- Tektonika [gr. tektonike – statybos menas] yra ar- tina inžinierių susidomėjimą naujomis medinių kons- chitektūros arba dailės kūrinio konstrukcinės sanda- trukcijų ir gaminių galimybėmis. ros, meninių priemonių darna; visumos ir elementų Kjærra pėsčiųjų tiltas per Numedalslågen upę Nor- santykis[18]. Kompozicijoje tektonika yra gaminio, vegijoje, pastatytas 2001 metais, yra portalo formos kūrinio ar statinio konstruktyvinis sprendimas, ati- medinis tiltas (4 pav). Jį sudaro trikampės gembės, o tinkantis kūrinio formos plastikos turinį. Architek- į jas remiasi 66 metrų vidurinė dalis. Vidurinė dalis tūrinę statinio tektoniką lemia jo dalių išdėstymas ir turi nedidelį išlinkį, kurį dar labiau pabrėžia paspyri- pavaldumas, išplaukiantis iš jo bendros struktūros – iš nė konstrukcija. Ji sukonstruota stengiantis panaudoti konstrukcinės sandaros meninės išraiškos. Kiekvienai kuo daugiau medinių elementų, todėl statiniai ir spy- konstrukcinei statinio sandarai ir struktūrai būdingos riai pagaminti iš medžio, o templė ir skersiniai ryšiai iš tam tikros tektoninės formos. Tektoninė forma gali plieno. Kombinuoto su metalinėmis ir medinėmis pas- būti išreiškiama pabrėžiant medžiagų savybes ir gamy- pyrinėmis konstrukcijomis tilto ilgis siekia 132 metrus, bos būdą [11]. Tektonika kaip kūrinio kompozicijos o pagrindinis tarpatramis – 92 metrus [9]. Šis tiltas raiškos priemonė tiltams taikoma labai dažnai. pastatytas gerinant susisiekimą Kjærra krioklių parke Tiltuose tektonika išreiškiama keliais būdais, bet pa- tarp abiejų upės krantų. Parko traukos centras yra upė, grindiniai iš jų – tai tektonikos raiška per konstrukci- kurioje plėtojama pramoginė lašišų žvejyba. jas ir jų medžiagiškumą. Tiltų estetika iš esmės susiju- 50 Anciūtė A., Grigorjeva T.

si su jų konstrukcijomis, o konstrukcijų kompozicija, Colloquium: Long arch bridges“. Brijuni Islands, 10-14 July paremta tektoniškumu, yra vienas iš tilto vaizdo har- 2008. [Žiūrėta 2015 10 29] Prieiga per Internetą: . neuždengtos, nepagražintos architektūrinėmis deko- 5. flach, M. Die Form von Holzbrücken. In: Holz Bildung Fors- ratyvinėmis formomis ir detalėmis, o konstrukciniai chung. Innsbruck:Technische Universität Innsbruck, 2004, elementai modeliuojami taip, kad atitiktų estetinius p.6-8. ISSN 1812-6928 reikalavimus, sukurtų lengvumo ir grakštumo įspūdį, 6. Gottemoeller, F. Bridgescape: The Art of Designing Bridges. vertinami kaip išryškintos tektonikos statiniai. Medžia- Second Edition. Hoboken, NJ: John Willey & Sons, Inc. 2004. giškumo tektonika išreiškiama pabrėžiant konstrukcijų ISBN: 978-0-471-26773-7. medžiagų savybes ar apdirbimo būdą. Tiltams naudoja- 7. Yang, Y.; Chen, B.; Gao, J. Timber arch bridges in China. In- mos medžiagos – mediena, akmuo ir plytos, metalas ir vestigation on historical bridges. In „arch’07: 5th International gelžbetonis, turi savo tektonines formas. Medinės tiltų Conference on Arch Bridges“. Madeira, Portugal 12-14 Sep- konstrukcijos dažnai būna paprastos paspyrinės iš ap- tember 2007. Selected papers. Madeira: Multicomp, Lda Pu- valiųjų ir tašytų rąstų, akmens luitai ir plytos naudoja- blishers, 2007, p. 171-178. ISBN 978-972-8692-31-5 mi mūriniams arkiniams tiltams, metalai ir gelžbetonis 8. Johnson, S.; Leon R. T. Encyclopedia of Bridges and Tunnels. yra plastiški, todėl naudojami beveik visų tipų tiltams. New York: Chekmark Books, 2002. ISBN 0-8160-4483-X Bet, pavyzdžiui, gelžbetoninius tiltų elementus, galima 9. Kleppe, O.; Dyken, T. The Norwegian aproach to modern tim- išlieti taip, kad atsispaustų klojinių medinių lentų meti- ber bridge. In: 25th International Baltic Road Conference. Vil- nių rievių raštas, tada tokia gelžbetonio kaip medžiagos nius. 2013 [Žiūrėta 2015 m. spalio 29 d.] Prieiga per Internetą: tektonika bus vadinama imituojančiąja, arba fiktyviąja. . 10. Meierhofer, U. A. Timber Bridges in Central Europe, Yesterday, Išvados Today, Tomorrow. In: Ritter, M.A.; Duwadi, S. R.; Lee, P. D. H., ed(s). National conference on wood transportation structures. Medinių tiltų konstrukcijos ir architektūra tobulė- Madison, Wisconsin: U.S. Department of Agriculture, Forest jo kartu su žmogaus suvokimu apie gamtą, medžiagas, Service, Forest Products Laboratory, 1996, p. 22-26. daiktus ir jų struktūrą. Medinių pėsčiųjų tiltų savybės 11. Mogilnickas, I. Techninės estetikos pradmenys. Vilnius: Pun- betarpiškai susijusios su pačios medienos kaip medžia- tukas. 1995, p. 206. ISBN 9986-422-63-9 gos trūkumais ir privalumais. 12. Peng Beng, K. Design of the year Henderson Wave. [Žiūrėta Pėsčiųjų tiltas nėra vien objektas susisiekimui ge- 2015 10 31] Prieiga per Internetą: . taikomi tie patys estetikos dėsniai kaip ir pastatams, 13. Pierce, Ph.C.; Brungraber, R.L.; Lichtenstein, A.;. Sabol, S.; taikomajai dailei ar skulptūrai. Tačiau tilto forma be- Morrel, J.J. 2005. Covered Bridge Manual. [Žiūrėta 2015 10 31] tarpiškai susijusi su jo konstrukcijomis ir jų meniš- Prieiga per Internetą: . monių nagrinėjimo tilto estetikoje papildomai reikia 14. Razauskas, R. 2003. Tiltai, Transporto pasaulis. [Žiūrėta atsižvelgti į konstrukcijų meniškumo kūrimo būdus. 2015 10 31] Prieiga per Internetą: . tektonikos būdai. Išskirtinis tilto estetikos kūrimo bū- 15. Ritter, M.A. Timber Bridges: Design, Construction, Inspecti- das, tai tilto projektavimas taip, kad viso tilto menišku- on, and Maintenance. Washington DC: University Press of the mas būtų atskleistas per jo laikančiąsias konstrukcijas. Pacific, 2005. ISBN-10: 141022192X 16. RSP Architects Planners & Engineers Inc. Nuotrauka [žiū- rėta 2015 10 30] Prieiga per Internetą . 1. Alhashimi, S. Bridge Architecture. [Žiūrėta 2015 m. spalio 29 17. Structurae [Interaktyvus]. Interaktyvi duomenų bazė. [Žiūrė- d.] Prieiga per Internetą: . ta 2015 m. spalio 29 d.] Prieiga per Internetą: . blication with TICCIH (The International Committee for the 18. Tarptautinių žodžių žodynas. Vilnius: Alma littera, 2013. ISBN: Conservation of Industrial Heritage), Occasional Papers for 9786090110843. the World Heritage Convention, International Council on Mo- 19. The New Encyclopadia Britannica in 30 Volumes. [Interakty- numents and Sites. Paris. Prieiga per Internetą: . tannica, Inc. Chicago: Helen Hemingway Benton. [Žiūrėta 3. Devitt, S. Onepoto Bridge. Beca Architects. [Žiūrėta 2015 10 2015 m. spalio 29 d.] Prieiga per Internetą: < http://www.bri- 31] Prieiga per Internetą: . studies/onepoto-footbridge/#next>. 20. Virola, J. World’s Longest Bridge Spans. 2010. [Žiūrėta 2015 4. Duan, X.; Virola, J.; Ding, D. Design of main bridge of Chao- 10 31] Prieiga per Internetą: . Medinių pėsčiųjų tiltų architektūrinių ir konstrukcinių sprendinių tyrimas 51

Architectural and constructio- chitecture’s line, shape, form, colour and texture are nal solutions for Pedestrian tim- discussed, as well as characteristics of rhythm and har- ber bridges mony. Peculiarities of architecture of pedestrian bridges are analysed. In order to substantiate the qualities A. Anciūtė, T. Grigorjeva of pedestrian bridges the examples of bridges are ana- Vilnius College of Technologies and Design, lysed. The aesthetics’ theories according to Gottemoel- Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius ler distribution (geometric, rationalist, sculptural and structural theories) are discussed. The review and anal- Abstract. The architectural and structural aesthetics ysis of primitive and simple bridges, rainbow arched of timber pedestrian bridges and constructions is ana- bridges in China, also covered and modern timber lysed. The main aspects and features of architecture’s bridges are provided. theory concerning questions of line, shape, form, col- Keywords: timber pedestrian bridges, architecture, our and texture are reviewed. The dimensions of ar- structures, aspects, criterion, tectonics. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Šilo tilto nuosėdžių vizualizavimas

Natalija Augūnienė, Jelena Pavliukovič Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, Vilnius

Anotacija. Viena pagrindinių problemų nuosėdžių stebėjimo srityje yra tai, kad žymų (markių) stebėjimas yra destruk- cinis procesas, todėl atsiranda poreikis vizualizuoti tyrimų metu sukauptus duomenis tam, kad atsiradus papildomiems duomenims būtų sudarytos sąlygos pakartotinai juos peržiūrėti, analizuoti ir naujai interpretuoti, t. y. atlikti pakartotinį virtualų stebėjimą. Straipsnyje analizuojamas sukauptų, Šilo tilto per Nerį Vilniuje, duomenų vizualizavimas. Žymų (mar- kių) nuosėdžiai gauti atlikus 13 metų (nuo 2002 m. iki 2015 m.) matavimus. Pagrindinės sąvokos. Precizinis niveliavimas, nuosėdžiai, vizualizavimas, žyma (markė).

Įvadas mosios dalies plotis 16 m, pėsčiųjų zonos plotis 2,5 m. Tiltas keturių eismo juostų. Susisiekimo statiniai (tiltai, viadukai, tuneliai, pralai- Geograﬁnės informacinės sistemos (toliau GIS) – dos) yra sudėtingi, brangūs ir didelės avarijų rizikos in- viena perspektyviausių informacinių technologijų sri- žineriniai statiniai, turintys svarbią reikšmę kiekvienos čių, apibūdinamos kaip „erdvėje orientuotų duomenų šalies ekonominiams, politiniams ir kultūriniams proce- rinkimo, saugojimo, įvertinimo, analizės ir pateikimo sams. Greitas šių statinių fizinis ir funkcinis senėjimas, sistemos“. Vizualizavimas remiasi technologijomis, lei- dažnos avarijos ir griūtys rodo, kad šių statinių projekta- džiančiomis per vientiso kūno, jo ypatybių, paviršiaus vimas, statyba bei priežiūra reikalauja esminių pokyčių. bei animacijų vaizdavimą atlikti vaizdinę duomenų in- Reglamentuojamas plieninių ir gelžbetoninių tiltų terpretaciją. Šilo tilto žymų (markių) nuosėdžių tyri- eksploatacinis laikotarpis turėtų tęstis atitinkamai 50 ir mų metu sukaupta daug įvairių fiksuotųjų duomenų. 80 metų bei užtikrinti ilgalaikę transporto infrastruk- Siekiant visus juos saugoti ir pateikti vienoje vietoje, tūros saugą ir patikimumą. Laikui bėgant didėja tiltą sukurtas erdvinis tyrimų vietos modelis su integruota veikiančios apkrovos, kinta aplinkos sąlygos ir povei- duomenų baze. kiai. Dėl šių priežasčių tiltuose atsiranda įvairių defek- tų ir pažeidimų, galinčių sukelti avarijas. Vilniaus miesto transporto ir komunikacijų tiltą, jun- Niveliavimo darbai giantį Neries krantus (Antakalnio rajono Šilo g. su Žirmū- nų rajono Minties g.), projektavo Almatos „TRANSNII- Tilto perdangos nuosėdžiai pradėti stebėti, kai tik PROJEKT“ institutas, statė UAB „Tilsta“. Tiltas pradėtas jis buvo pradėtas eksploatuoti. Nulinis stebėjimų ciklas statyti 1989 m., baigtas – 1997 m. rugsėjo 13 d. įvykdytas 2002 m. tiksliosios niveliacijos būdu. Tilto pagrindinė konstrukcija yra keturių angų, Sėdimo žymos (markės) perdangoje išdėstytos tarp penkių gelžbetonio sijų, skerspjūvyje iš surenkamų šaligatvio ir ties tilto atramų apačia. Sėdimo žymos vienodo aukščio dėžės profilio elementų, sujungtų iš (markės) įrengtos abiejose tilto pusėse, t. y. dešinėje anksto įtemptais didelio stiprio lynais K – 7. Perdangą tilto pusėje – 22 žymos (markės) ir kairėje – 18 žymų sudaro keturios dėžės profilio sijos, sumontuotos ka- (markių). Žymos (markės) konstrukciją sudaro rutuli- bamuoju metodu iš 2 m ilgio ir 3,2 m aukščio blokų. nis guolis, kuris įbetonuotas perdangos konstrukcijo- Už tilto galinių atramų esančios kameros perdengtos je ties tilto atramų apačia. Žymų (markių) išdėstymo gelžbetonio sijomis. Suminis tilto ilgis – 180,9 m, ben- schema parodyta 1 paveiksle. dras tilto ilgos 192,7 m, bendras plotis 32 m, važiuoja- Aukščių pagrindą sudaro keturi reperiai, dešiniaja-

1 pav. Žymų (markių) išdėstymo schema Šilo tilto nuosėdžių vizualizavimas 53 me krante – T7 ir T13, kairiajame – Rp. 0101 ir Rp. 1–22) ir kairėje (Nr. 32–48) pusėje. Trasa niveliuota 601. Atraminių reperių tarpusavio padėtis stebėjimų atliekant dvipusį niveliavimą, t. y. tiesioginį ir atgalinį metu turi būti pastovi. Jų stabilumas tikrinamas pagal ėjimus. Dvipusis niveliavimas stotyse atliktas nively- formulę: rais pagal numatytą niveliavimo seką BFFB. Tilto, kairėje ir dešinėje pusėje, žymų (markių) nu- ' − ≤ ± + ' hi hi 0,1mm 2(n n ) (1) sėdimų dinamika pateikiama grafiškai (žr. 2 ir 3 pav.). Iš pateiktų rezultatų matyti, kad perdangos per pir- čia, hi ir h’i – aukščių skirtumai tarp atraminių reperių muosius eksploatavimo metus tolygiai sėdo iki 10 ci- nuliniame ir einamajame stebėjimų cikle; klo, 11 cikle nuosėdžiai buvo analogiški šeštam ciklui. n ir n’ – stočių skaičius nuliniame ir einamajame ste- bėjimų cikle. Skaitmeniniu metodu gautų duomenų Tikrinant nustatyta, kad reperių stabilumas buvo vizualizavimas užtikrintas, todėl nesąryšiai atskiruose cikluose išlygi- nami ir žymų (markių) altitudžių nuosėdžiai skaičiuo- Vizualinis stebėjimas (monitoringas) – tam tikru jami tarp minėtų reperių, esančių priešinguose upės procesų, reiškinių stebėjimas. Šilo tilto rezultatų vizua- krantuose. lizacijai buvo pasirinkta erdvinė duomenų analizė, nes 12-ąjį ciklą nuosėdžių žymos (markės) buvo nive- geostatistikos analizės metodas paremtas duomenų liuojamos dviem ėjimais, nutiestais per nuosėdžių žy- erdvine struktūra, kuri priklauso konkrečiai padėčiai. mas (markes) nuo reperio Nr.601 iki reperio Nr.0101: Esamus erdvinius duomenis charakterizuoja priklau- pirmasis kairiąja (žemupio) puse, antrasis dešiniąja somybė. Mūsų atveju, Šilo tilto žymų (markių) nuosė- (aukštupio) pirmyn ir atgal. džiai turi „bandinio vietą“, t. y. konkrečią vietą ir tos Žymų (markių) nuosėdžiai nustatyti ne mažesniu vietos kintamuosius nuosėdžius. kaip 1 mm tikslumu, todėl buvo niveliuota II klasės Siekiant parengti duomenų bazę, kuriai galima būtų tikslumu, panaudojant skaitmeninį nivelyrą GeoMax taikyti erdvinės analizės metodą, žymos (markės) nuo ir kodinę matuoklę. Skaitmeninio nivelyro GeoMax 2013 metų buvo koordinuojamos, t. y. buvo nustatytos veikimo principas pagrįstas 2° kampu matomo matuo- žymų (markių) koordinatės LKS-94 koordinačių siste- klės kodinio vaizdo skaitmeniniu apdorojimu. moje. Duomenų bazė buvo sudaryta taip, kad vienerius stebėjimo metus atitiko sukurtas duomenų sluoksnis su stebėjimo rezultatais. Tyrimo rezultatai Visų metų duomenų rinkiniai yra visiškai susiję koordinatėmis ir buvo naudojami erdvinei struktūrai Siekiant įvertinti Šilo tilto žymų (markių) nuosė- modeliuoti. džių analizę, atlikti tilto perdangos 13-os ciklų matavi- Elektroniniai matavimo prietaisai fiksuoja ir kau- mai. Niveliuotos nuosėdžių markės tilto dešinėje (Nr. pia duomenis apie kiekvieno matuojamo erdvinio taš-

2 pav. Žymų (markių) nuosėdžiai dešinėje tilto pusėje 54 Augūnienė N., Pavliukovič J.

3 pav. Žymų (markių) nuosėdžiai kairėje tilto pusėje ko koordinates (X, Y, Z). Šiais prietaisais ir naudojant biau krypsta į dešinę pusę, nes dešinėje pusėje nuokry- specialias išvesties programas išmatuoti Šilo tilto er- piai ties 15, 14, 13 žymomis (markėmis) yra didesni. dviniai duomenys perkeliami į kompiuterinę aplinką, Iš pateikto 2002-2015 metų tilto žymų (markių) kurioje apdorojami ir susiejami su valstybine koordi- nuosėdžių vizualizavimo modelio matyti, kad tiltas la- načių sistema. Pagal šią skaitmeninių duomenų perkė- biausiai krypsta į dešinę pusę (žr. 5 pav.). limo į trimatę erdvę metodiką matyti, kad tiesioginių Konvertavus duomenis į ArcGIS programinei įran- matavimų metu sukaupti erdviniai duomenys visada gai tinkamą SHP formatą, toliau duomenys tvarkomi, gali būti papildomi. papildomi taškai koordinuojami, nauji sluoksniai bei 4 pav. yra pavaizduotas 2015 metų Šilo tilto žymų atributinė informacija apdorojama ArcGIS ArcScene (markių) nuosėdžių vizualizavimas IDW interpoliaci- aplinkoje. 2002–2015 metų tilto erdvinio modelio vijos metodu. Galima padaryti išvadą, kad Šilo tiltas la- zualizavimas leidžia stebėti žymų (markių) nuosėdžius

4 pav. 2015 metų tilto žymų (markių) nuosėdžių vizualizavimas

5 pav. 2002–2015 metų tilto žymų (markių) nuosėdžių vizualizavimas Šilo tilto nuosėdžių vizualizavimas 55

6 pav. Tilto erdvinis modelis laike (žr. 6 pav.). ArcScen aplinkoje galima apžvelgti džia sujungti ir kaupti koordinuotus daugelio tyri- tilto žymų (markių) kitimo dinamiką iš skirtingų pa- mų duomenis, vykdyti erdvinę modelio analizę. dėčių. Apibendrinus Šilo tilto taikomų vizualizavimo 5. Atlikus Šilo tilto trimačio vizualizavimo rezultatų metodų analizės duomenis, galima pastebėti, kad iš analizę buvo išsiaiškinta, kad tiltas ne tik sėda ties visų žymų (markių) labiausiai išsiskiria kairėje tilto pu- viduriu, bet ir kyla jo kraštinės dalys. Taip pat buvo sėje esančios žymos (markės) 13, 14, 15. Absoliutinių išsiaiškinta, kad tiltas labiau virsta į dešinę pusę. nuosėdžių krypties kitimo intervalas – nuo -33,4 mm iki 18,1 mm kairėje tilto pusėje ir nuo -41,8 mm iki 9,3 mm dešinėje tilto pusėje. Literatūra Atlikta analizė parodė, kad didžiausias aukščių skir- tumas tarp pirmo ir paskutinio matavimo ciklų siekia 1. Aksamitauskas, V. Č. Inžinerinių statinių deformacijų tyrimas geodeziniais metodais. Mokslo darbų apžvalga. Technologijos 49,9 mm. Per metus tiltas sėda apie 5 – 10 mm. Atski- mokslai, matavimų inžinerija. Vilnius: Technika, 2011. ISBN rai nagrinėjant tam tikras erdvinio modelio vietas, ga- 978-9955-28-819-0 lima pastebėti, kad kai kurios žymos (markės), staigiai 2. Aksamitauskas, V. Č. et.al. Investigation of Error Sourses Me- kirsdamos kitas matavimų ciklų deformacinių markių asuring deformation of Engineering Structures by geodetic linijas, sėda arba iškyla netolygiai. Šias deformacijas Methods. Vilnius: Technika, 2010. ISBN 978-9955-28-592-2. lėmė oro ir drėgmės sąlygos, bet didžiausią įtaką darė 3. Augūnienė, N.; Pavliukovič, J. Šilo tilto nuosėdžių stebėjimų ty- transportas. Didžiausius tilto perdangos svyravimus rimas. Technologijos ir menas, 2014, Nr.5, ISSN 2029-400X. nulėmė viešasis ir kitas sunkiasvoris transportas, o tai 4. Burbulis, G. Šilo tilto Vilniuje nuosėdžių šešių ciklų (2001-2006) veikia tilto deformacijų tikslumą. stebėjimų rezultatų analizė. Baigiamasis darbas. Vilniaus tech- nologijų ir dizaino kolegijos Geodezijos katedra. Vilnius, 2006. Išvados 5. Zubanov, A. Šilo tilto devynių ciklų stebėjimų rezultatų (2002- 2010 metų) analizė. Baigiamasis darbas. Vilniaus technologijų ir dizaino kolegijos Geodezijos katedra. Vilnius, 2010. 1. Nustatyti Šilo tilto kairės ir dešinės pusių žymų 6. Kurpavičius A. G., Paukštienė, R., Šilo tilto per Nerį dešimties (markių) vertikaliųjų nuokrypių ir su jais susijusių metų nuosėdžių stebėjimo rezultatai. Technologijos ir menas. aukščių skirtumų pokyčiai. Absoliutinių nuosėdžių Tyrimai ir aktualijos, 2013, Nr. 4, p.78-82. krypties kitimo intervalas – nuo -33,4 mm iki 18,1 7. Азаров, Б. Ф. Современные методы геодезических наблю- mm kairės tilto pusės ir nuo -41,8 mm iki 9,3 mm дений за деформациями инженерных сооружений. Пол- dešinės tilto pusės. зуновский вестник, 2011, № 1, 19-29 c. 2. Įvertintas tilto žymų (markių) kairės ir dešinės vidu- 8. Бикташев, М. Д. Башенные сооружения. Геодезический tinių sėdimo greičių pokytis. Maksimalus vidutinis анализ осадки, крена и общей устойчивости положения: abiejų tilto pusių sėdimo greičio per metus pokyčių Учебное пособие для студентов. М.: Изд-во АСВ, 2006. intervalas – 0,5 mm ir -4,7 mm. 9. Марфенко, С. В. Геодезические работы по наблюдению за де- 3. Atlikus vizualizacijos analizę, galima teigti, kad da- формациями сооружений: Учебное пособие. М.: Изд-во bartinės kompiuterinės galimybės leidžia sukurti МГУГиК, 2004. erdvinius trimačius modelius, kuriuos galima tai- 10. Шеховцов, Г. А.; Шеховцова, Р. П. Современные геодези- kyti įvairių pokyčių stebėsenai. ческие методы определения деформаций инженерных со- 4. Trimačio vizualizavimo privalumas yra tas, kad lei- оружений: Монография. Н. Новгород: ННГАСУ, 2009. 56 Augūnienė N., Pavliukovič J.

THE MARKS SETTLEMENTS process.Therefore, there is a need to visualize the ac- VISUALIZATION OF ŠILAS BRIDGE cumulated data in order to enable to repeatedly revise, analyze and interpret in a new way (i.e. make repeated Natalija Augūnienė, Jelena Pavliukovič visual observation ) if additional data emerge.The article analyzes the accumulated data visualization of Šilas Vilnius College of Technologies and Design, bridge over the Neris River in Vilnius. Settlements of Antakalnio st. 54, Vilnius marks are resulting from 14 years (from 2001 till 2015) of measurements. Abstract. One of the main problems in settlements Keywords. Precise levelling, settlement, visualization, observation is that marks observation is a destructive mark. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Automobilio kėbulo elementų poveikio aerodinaminėms savybėms tyrimas

Liudvikas Narkaitis, Donatas Kriaučiūnas, Tadas Vipartas Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius, e. p.: [email protected]; [email protected]; [email protected].

Anotacija. Straipsnyje analizuojama automobilio Lexus LS460 kėbulo elementų įtaka automobilio oro pasipriešinimo koeficientui. Aprašomi eksperimentinių bandymų ir teorinio skaičiavimo metu gauti rezultatai. Pagrindinis tikslas – ištirti automobilio kėbulo elementų daromą įtaką oro pasipriešinimo koeficientui ir nustatyti minimalų oro pasipriešinimo koefi- cientą. Šie duomenys gali būti pritaikyti siekiant optimizuoti automobilio variklio galią, tuo pačiu sumažinant degalų sąnau-

das ir CO2 emisiją. Suformuluotos išvados ir pasiūlymai. Pagrindinės sąvokos: oro pasipriešinimo koeficientas, oro pasipriešinimo jėga, Lexus LS460, kėbulo elementai.

Įvadas oro pasipriešinimo koeficientas atidarytais ir uždary- tais langais [3]. Kai tik padidėjo automobilių greitis, transpor- Literatūroje nėra aiškiai suformuluota, kaip pasi- to priemonių gamintojai pastebėjo, kad automobilio keičia oro pasipriešinimo koeficientas lyginant auto- forma ir išsikišusios detalės daro įtaką variklio galiai mobilį su šoniniais veidrodžiais ir be jų, taip pat nėra norimam greičiui pasiekti. Kuo automobilis aerodin- išsamesnių tyrimų dėl oro pasipriešinimo koeficiento mamiškesnis, jo oro pasipriešinimo koeficientas ma- kitimo atidarius automobilio langus, todėl buvo atlikti žesnis, tuo mažiau variklio galios reikia pasiekti nori- eksperimentiniai bandymai aerodinaminiame vamz- mam greičiui, o tuo pačiu sumažėja degalų sąnaudas ir dyje su automobilio Lexus LS460 modeliu norint įver- tinti šiuos dydžius. CO2 emisija. Tikslas – nustatyti, kaip automobilio kėbulo ele- Teoriniai skaičiavimai mentai daro įtaką automobilio aerodinaminėms savy- Visi Lexus LS460 duomenys, būtini skaičiavimams, bėms. pateikiami 1 lentelėje. Uždaviniai: 1. teoriškai apskaičiuoti automobilio Lexus LS460 oro 1 lentelė. Techniniai duomenys pasipriešinimo jėgos priklausomybę nuo važiavimo Gamintojo pateiktas oro pasipriešinimo koeficientas, (oro)K 0,26 greičio; Automobilio plotis, B , m 1,875 2. eksperimentinių bandymų metu nustatyti Lexus a Automobilio aukštis, G , m 1,465 LS460 modelio oro pasipriešinimo koeficientus kei- a

čiant kėbulo elementus; Bandomasis greitis, v1, m/s 10,91 3. remiantis gautais oro pasipriešinimo koeficientais Bandomasis greitis, v , m/s 13,57 apskaičiuoti automobilio Lexus LS460 oro pasiprie- 2 Bandomasis greitis, v , m/s 15,89 šinimo jėgos priklausomybę nuo važiavimo greičio. 3

Yra nemažai gamyklinių arba papildomų elementų, Bandomasis greitis, v4, m/s 17,85 kurie pagerina arba pablogina automobilio aerodina- Bandomasis greitis, v , m/s 20,31 mines savybes. Viena iš tokių detalių – šoniniai veidro- 5 dėliai, kurie bendro automobilio pasipriešinimo koe- Pagal empirinę formulę apskaičiuojamas automo- ficiento sudaro 3–6% ir padidina oro pasipriešinimą bilio priekinės dalies paviršiaus plotas: nuo 2–7%. Tai svarbi automobilio dalis, kurios naujų automobilių gamintojai nori atsisakyti ir pakeisti nau- 2 S = 0,78 ∙ Ba ∙ Ha (m ) (1) jomis technologijomis. Aptakūs, mažo pasipriešinimo šoniniai veidrodėliai sukuria apytiksliai 0,012 oro pasi- Tada pagal 1 formulę: priešinimo koeficientą (K ), bet ši reikšmė gali svyruoti d 2 S = 0,78 ∙ 1,875 ∙ 1,46 = 2,16 (m ) nuo Kd=0,025 iki Kd=0,030 [5]. Atidaryti automobilio durelių langai taip pat daro Oro pasipriešinimo jėga apskaičiuojama automobi- įtaką oro pasipriešinimo koeficientui. Buvo atliktas liui važiuojant pasirinktais greičiais nuo v1 iki v5 pagal praktinis tyrimas 3 klasės BMW automobiliu, lyginant formulę: kuro sąnaudas atidarytais langais ir uždarytais langais, tačiau įjungus oro kondicionavimo sistemą. Atidarius F = K ∙ S ∙ v 2 (N) (2) langus ir važinėjant miesto režimu prarandama apie o (oro) a 1% energijos, t. y. oro pasipriešinimo jėga didesnė nei Tada braižomas oro pasipriešinimo jėgos priklau- uždarytais langais. Tačiau neaprašyta, kaip pasikeistų somybės nuo važiavimo greičio grafikas 1 pav. 58 Narkaitis L., Kriaučiūnas D., Vipartas T.

kad būtų prarasta kuo mažiau energijos, nes minima- lūs energijos nuostoliai garantuoja maksimalų slėgį. Aerodinaminio vamzdžio gale yra sumontuotas ventiliatorius. Tai elektros variklio sukama sparnuotė. Variklio galia 1,8 kW, valdomas dažnių keitikliu, nuo 0 Hz iki 60 Hz. Maksimalus sukuriamas oro srauto greitis yra 22 m/s. Ventiliatoriaus pajėgumas esant 60 Hz yra 19000 m3/val., sparnuotės sūkiai – 1715 min-1 [4]. Eksperimentinių bandymų metu automobilio Le- xus LS460 modelis buvo įdėtas į tiriamąją kamerą, norint nustatyti išsikišusių automobilių detalių ir atidary- tų langų daromą įtaką oro pasipriešinimui. 1 pav. Oro pasipriešinimo jėgos priklausomybės nuo važiavimo Bandymų metu duomenys buvo fiksuoti ties 5 reikš- greičio grafikas mėmis, tai yra pasirenkant skirtingą, nuolat didėjan- tį ventiliatoriaus sukimosi dažnį nuo 30 Hz iki 60 Hz. Nustatytas oro srauto greitis (m/s), temperatūra (oC), Eksperimentiniai bandymai automobilio oro pasipriešinimo jėga (N), automobilio prispaudžiamoji jėga (N). Siekiant tikslesnio rezultato Aerodinaminis vamzdis yra svarbi priemonė, atlie- bandymai buvo kartojami 6 kartus, apskaičiuotas ari- kant inžinerinius ir mokslinius tyrimus bei patikrinant tmetinis vidurkis. Duomenys pateikti 2 lentelėje [6]. kompiuterinių programų skaičiavimų patikimumą [1]. 2 lentelė. Bandymų rezultatai Aerodinaminis vamzdis – tai prietaisas, skirtas tirti, kaip objektą veikia dirbtinai sukurtas vėjas ar oro Modelis Modelis srautas. Jį sudaro atviras vamzdis su ventiliatoriumi, Modelis su Modelis be su galiniu atidarytais v , įrengtu vamzdžio gale, kurį suka elektros variklis. Atsi- Hz a veidrodėliais veidrodėlių sparnu ir langais, su m/s; žvelgiant į vamzdžio tipą ir paskirtį, oro greitis gali būti Fo (N); Fo (N); veidrodėliais veidrodėliais F (N); F (N); keičiamas įvairiais diapazonais, o kai kuriuose aerodi- o o naminiuose vamzdžiuose – srauto greitis gali viršyti 30,0 10,91 0,018 0,000 0,027 0,019 net garso greitį (žiūr. 2 pav.). 37,5 13,57 0,119 0,064 0,124 0,122 45,0 15,89 0,216 0,133 0,212 0,246 52,5 17,85 0,335 0,278 0,316 0,367 60,0 20,31 0,420 0,360 0,409 0,501

Oro pasipriešinimo jėga apskaičiuojama pagal for- mulę:

1 2 2 pav. Aerodinaminio vamzdžio struktūra [2] F = ⋅ Koro ⋅r ⋅ S ⋅va (N) 3 2 r 3 čia ° – oro tankis, kg/m . Kolektorius – tai vamzdžio pradinė dalis. čia oras Tada oro pasipriešinimo koeficientas apskaičiuoja- patenka pro tiesinančias grotelės, kurių pagrindinė mas pagal formulę: funkcija – išlyginti oro srautą. Kolektorius yra kvadra- to formos. 2⋅ F Koro = 2 4 Tiriamoji kamera – pati svarbiausiai vamzdžio da- r ⋅ S ⋅va lis, joje atliekami objekto bandymai. Kvadrato formos tiriamosios kameros matmenys yra 500×500 mm, il- Oro pasipriešinimo koeficientui apskaičiuoti nau- gis –1000 mm, sienelės pagamintos iš 2 mm aukštos dojami duomenys, gauti, kai maksimalus oro srauto kokybės skaidraus polikarbonato, dugnas iš 5 mm or- greitis va=20,31 m/s. Buvo įvertintas modelio mastelis. ganinio stiklo. Kameros apatinėje dalyje sumontuota Gamintojo pateiktas oro pasipriešinimo koeficientas – sistema, matuojanti automobilio oro pasipriešinimo Koro= 0,26. bei automobilio prispaudžiamąją jėgą, kuri yra išreiš- Toliau pagal 4 formulę išskaičiuojami oro pasiprie- kiama svorio vienetais – gramais. Tai dviejų jutiklių šinimo koeficientai skirtingais atvejais: sistema iš spaudimui jautrių tiltelių. Maksimalus iš- 2⋅0,42 KG = 2 ⋅18 = 0,254 matuojamas svoris – 300 g. Jutiklių tikslumas ±0,01 g. 0,12⋅1,204⋅ 20,31 Kameroje yra įmontuotas oro srauto greičio ir tempe- 2⋅0,36 Kbv = ⋅18 = 0,218 ratūros jutiklis. 0,12⋅1,204⋅ 20,31 2 Difuzorius – tai dalis, jungianti tiriamąją kamerą ir 2⋅0,41 K gs = ⋅18 = 0,248 ventiliatorių. Jos forma besikeičianti – iš kvadratinės į 0,12⋅1,204⋅ 20,31 2 apvalią (Ø720mm). Difuzoriuje oro srauto greitis ma- 2⋅0,5 Kal = ⋅18 = 0,302 žėja, o slėgis didėja. Greitis difuzoriuje turi mažėti taip, 0,12⋅1,204⋅ 20,31 2 Automobilio kėbulo elementų poveikio aerodinaminėms savybėms tyrimas 59

KG – gamyklinis modelio oro pasipriešinimo koeficien- 3. Važiuojant 120 km/h greičiu be automobilio šoni- tas. nių veidrodėlių oro pasipriešinimo jėga sumažėjo

Kbv – modelio be veidrodėlių oro pasipriešinimo koe- 16,4%. Automobilio su papildomu galiniu sparnu ficientas. oro pasipriešinimo jėga sumažėjo 4,7%. Automobi-

Kgs – modelio su veidrodėliais ir galiniu sparnu oro pa- lio su atidarytais šoniniais langais oro pasipriešini- sipriešinimo koeficientas. mo jėga padidėjo 16,2%.

Kal – modelio su veidrodėliais ir atidarytais langais oro pasipriešinimo koeficientas. Literatūra Matoma, kad gamintojo pateiktas ir apskaičiuotas oro pasipriešinimo koeficientai skiriasi tik 2,3%, taigi 1. Bielskus, J. Mažo aerodinaminio vamzdžio skaičiavimas ir įren- galima teigti, kad bandymai atlikti tiksliai ir gauti duo- gimas. Vilnius: VGTU, 2012. menys yra teisingi. 2. Hucho, W.H.; Sovran, G. Aerodinamics of road vehicles. Michi- Gavus oro pasipriešinimo koeficientus, apskaičiuo- gan: Annual Review of Fluid Mechanics, 1993. jama oro pasipriešinimo jėga automobiliui važiuojant 3. MetroMPG [interaktyvus]. Vilnius: Kuro taupymo entuzias- nuo 12km/h iki maksimalaus 250 km/h greičio. Skai- tų portalas [žiūrėta 2016 m. vasario 19d.]. Prieiga internetu: čiavimai matomi 3 pav. http://www.metrompg.com/ 4. Ramunis, G. Automobilių aerodinaminių savybių priklauso- mybė nuo kėbulo formos tyrimas, panaudojant aerodinaminį vamzdį. Vilnius: VTDK, 2013. 5. Technical F-1 Dictionary [interaktyvus]. Vilnius: Techninis F-1 žodynas [žiūrėta 2016 m. kovo 10d.]. Prieiga internetu: http:// www.formula1-dictionary.net 6. Uncevičius, V. Automobilių išsikišusių elementų įtakos oro pa- sipriešinimo tyrimas, panaudojant aerodinaminį vamzdį. Vil- nius: VTDK, 2013.

RESEARCH OF AUTOMOBILE BODY PARTS INFLUENCE IN AERODYNAMIC 3 pav. Oro pasipriešinimo jėgos priklausomybės nuo važiavimo CHARACTERISTICS greičio grafikas Liudvikas Narkaitis, Donatas Kriaučiūnas, | Tadas Vipartas Išvados Vilnius College of Technologies and Design, Antakalnis str. 54, LT-10303 Vilnius, Atlikus eksperimentinius tyrimus ir teorinius skai- e-mail: [email protected]; [email protected]; čiavimus galima formuluoti išvadas: [email protected]. 1. Teoriškai apskaičiavus automobilio Lexus LS460 oro pasipriešinimo jėgos priklausomybę nuo va- Abstract. The article analyzes Lexus LS460 protrud- žiavimo greičio matoma, kad didėjant automobilio ing elements influence in the car air resistance coeffi- greičiui tendencingai didėja ir oro pasipriešinimo cient. Described obtained experiments and theoretical jėga. Padidinus greitį 15,92 km/h, t. y. nuo 57,20 iki calculation results. The main goal – to explore the pro- 73,12 km/h greičio, oro pasipriešinimo jėga padidė- truding elements of the car ‘s impact on air resistance jo 38,8% (nuo 141,8 iki 231,7 N). coefficient and determine the minimum air drag co- 2. Eksperimentiniu būdu nustatytas oro pasipriešinim efficient with projecting elements, and without them. ir gamintojo pateiktas koeficientas skiriasi tik 2,3%. These data may be adjusted to optimize car’s fuel con- Automobilio be šoninių veidrodžių Kbv sumažė- sumption and CO2 emissions. Formulated conclusions jo 14,2%. Sumontavus galinį sparną Kgs sumažėjo and recommendations. 2,4%. Automobilio su atidarytais šoniniais langais Keywords: air resistance coefficient, air resistance Kal padidėjo 18,9%. force, Lexus LS460 , protruding elements . Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Komutacinių viršįtampių tyrimas šunto reaktoriaus schemoje

Saulius Gudžius1, Alfonsas Morkvėnas1, Vidmantas Tička1, Jasiūnas Kęstutis2, Žydrūnas Čeponis2 1Elektrinių sistemų katedra, Kauno technologijos universitetas, K. Donelaičio g. 73, LT-44249 Kaunas e.p.: [email protected]; [email protected]; 2Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius, e.p.: [email protected]; [email protected].

Anotacija: Šunto reaktoriai perdavimo tinkle naudojami įtampai ir elektros energijos perdavimo srautams reguliuoti. Reaktoriai yra prijungti prie autotransformatoriaus 10 kV apvijos. Reaktorių schema veikia izoliuotos neutralės tinkle. Re- aktoriaus komutavimas atliekamas keletą kartų per dieną. Reaktorių prijungimo schemoje nėra viršįtampių lygį ribojančių įrenginių. Įvykusių gedimų priežastis buvo viršįtampiai. Šiame straipsnyje analizuojami komutacinių viršįtampių pereinamieji procesai, lemiantys didžiausią viršįtampių lygį. Siekiant nustatyti viršįtampių lygį buvo vykdomi eksperimentai, per- jungimų metu matuojant trumpalaikius pereinamuosius procesus. Sudarytas skaitmeninis modelis pereinamiesiems procesams šunto reaktoriaus schemoje imituoti. Pagrindinės sąvokos: viršįtampiai, ribotuvai, pastotės.

Įvadas vakuuminiu jungtuvu atjungiamas reaktorius, dėl lanko pirmalaikio lanko nutraukimo jungtuve, gali susidaryti Elektros energetikos sistemos galios srautų ir įtam- aukštos amplitudės viršįtampiai. Šie viršįtampiai gali pa- pos valdymui naudojami šuntiniai reaktoriai. Reaktorius veikti įrenginių izoliaciją, todėl juos reikalinga eksperi- įjungtas į autotransformatoriaus 10 kV apviją per parą, mentiškai užregistruoti. dėl besikeičiančių apkrovų, gali būti įjungiamas ir atjun- Siekiant apsaugoti šuntinius reaktorius nuo gedimų giamas po keletą kartų. Komutacijų metų viršįtampiai yra ir užtikrinti energijos perdavimo patikimumą reikalin- neišvengiami. Yra įvykę gedimų, kurių priežastis viršį- ga atlikti eksperimentinius tyrimus maksimalių viršį- tampiai. Schemoje komutacijų metu susidaro asimetrinis tampių lygiui nustatyti ir reikiamų charakteristikų ap- režimas. Dėl asimetrijos jungimo metu registruojami dar saugos nuo viršįtampių priemonių poreikiui įvertinti. aukštesnių amplitudžių viršįtampiai [1]. Pasitaikė jau ne Eksperimentinius tyrimus tikslinga patvirtinti tai- vienas atvejis, kai schemos elementai buvo pažeisti viršį- kant elektromagnetinių pereinamųjų vyksmų skaitme- tampių. Tokioje izoliuotos neutralės schemoje, esant įže- ninio modeliavimo metodą. mėjimui komutacijų metu viršįtampiai gali būti aukštos amplitudės [2]. Ypač aukšto lygio viršįtampiai gali būti tuomet, kai kartojant atjungtos dalies jungimą atjung- Šuntinio reaktoriaus prijungimo schemos toje dalyje yra liekamasis krūvis. Nustatant maksimalų charakteristika viršįtampių lygį eksperimentiniu būdu reikalinga įver- tinti nevienalaikį jungtuvo fazių įsijungimą ir galimą lie- Tiriamoje reaktoriaus prijungimo schemoje (1 pav.) kamąjį krūvį, nes atjungiant indukyvines sroves elektros buvo modeliuojami komutaciniai viršįtampiai, nusta- tinkle įtampa artima maksimumui. Be to, grandinėje, kai tant maksimalių viršįtampių lygį. Komutaciniams viršįtampiams modeliuoti reaktoriaus prijungimo grandinėje buvo sudaryta skaičiuoja- moji schema (2 pav.). Reaktorius prijungtas kabeliu. Viršįtampių pereinamuosius vyksmus sudėtingose linijose analizuoti patogiausia, taikant skaitmeninius viršįtampių modeliavimo metodus [1, 2]. Šynų ir kabelių skaitmeninis modelis sudaromas iš sutelktųjų parametrų mazguose ir linijų paskirstytųjų parametrų [1, 2, 3]. Paskirstytųjų parametrų grandinės elementas sudarytas iš varžos, induktyvumo, talpos ir laidumo pirminių elementų. Staigus įtampos pokytis iš vieno linijos taško į gretimą perduodamas elektro- magnetine banga, sklindančia dielektriku šalia linijos laido. Elektromagnetinių bangų sklidimo greitis yra lygus šviesos greičiui. Kabeliuose elektromagnetinė banga sklinda beveik dvigubai lėčiau. Atjungiant reaktorių induktyviąją srovę geru jung- 1 pav. Reaktoriaus prijungimo schema tuvu, dėl lanko gesimo anksčiau nei srovė keičia ženklą, Komutacinių viršįtampių tyrimas šunto reaktoriaus schemoje 61

3 pav. Reaktoriaus įjungimo pereinamasis vyksmas

2 pav. Reaktoriaus prijungimo skaičiuojamoji schema galimi aukšto dažnio viršįtampiai. Reaktoriuje likutinė magnetinės energija ir įtampa talpos elemente gali sukelti aukštos amplitudės viršįtampius, kurie gali būti pavojingi reaktoriaus grandinėje prijungtiems įrenginiams.

Viršįtampių tyrimas dėl reaktoriaus grandinės komutavimo

Valdant sistemos reaktyviosios galios srautą reaktorius atjungiamas ir įjungiamas keletą kartų per dieną. Reakto- riaus induktyviąją srovę atjungia vakuuminis jungtuvas. 4 pav. Reaktoriaus įjungimo pereinamojo vyksmo pradžia Tiriant viršįtampių lygį reaktoriaus prijungimo ir atjungimo metu buvo prijungtas pereinamųjų vyksmų registratorius prie esančių schemoje įtampos transformatoriaus TV-1 (1pav.) fazinių įtampų antrinės gran- dinės gnybtų, o komutacijų metų srovė registruojama prijungus vieną kanalą prie vienos fazės srovės transformatoriaus TC-1. Reaktoriaus įjungimo visas pereinamasis vyksmas parodytas 3 pav., o jo pradžia – 4 pav. Išanalizavus registracijų oscilogramas maksimalių viršįtampių lygis ant šynų, nuo kurių jungiamas reaktorius, gali būti iki 210 V. Maksimali antrinės įtampos transformatoriaus fazinės įtampos amplitudė yra 89,8 V. Viršįtampių lygis 10 kV šynose gali būti 2,34 karto aukštesnis už maksimalią tinklo įtampą. Reaktoriaus atjungimo pereinamasis vyksmas parodytas 5 pav. 5 pav. Reaktoriaus atjungimo pereinamasis vyksmas Reaktoriaus atjungimo pereinamojo vyksmo metu viršįtampių lygis užgesus lankui pirmoje atjungiamoje fa- zėje gali pasiekti 2,3 karto aukštesnę amplitudę įtampos Viršįtampių tyrimas reaktoriaus komutavimo transformatoriaus prijungimo šynose. Atsijungus pasku- skaitmeniniame modelyje tinę fazei, kai reaktorius pilnai atjungtas įtampa dar gali pakilti 1,44 karto aukščiau maksimalios tinklo įtampos. Modeliuojant įjungimo ir atjungimo pereinamuo- Išanalizavus jungtuvo jungimo charakteristikas, sius vyksmus su pirmalaikiu lanko gesinimu jungtuve jungtuvo fazių susijungimo nesutapimas tarp pirmo sudaromas atjungimo imitacinis modelis su skirtin- įsijungusio polio ir paskutinio apie 100 µs. gu atjungiamos fazės momentu. Taikant skaitmeninį 62 Gudžius S., Morkvėnas A., Tička V., Jasiūnas K., Čeponis Ž. modelį elektromagnetiniams pereinamiesiems vyks- k = µ ⋅ ()ε − jsw – aplinkos banginis skaičius; mams modeliuoti dėl trumpų atkarpų tenka naudoti µ, ε ir σ – aplinkos magnetinė, elektrinė konstantos ir labai mažą kelių nanosekundžių skaičiavimo žingsnį. savitasis laidis. Trifazėje elektros sistemos modelyje elektromagneti- ∆ – diferencialinis operatorius laplasianas, kuris cilin- nės bangos kabelių linijose ir šynose sklinda banginiais drinėse koordinatėse yra: kanalais: tarplaidiniais bei tarp laidų ir žemės. Bangi- ∂2 1 ∂ 1 ∂2 ∂2 nius kanalus ir juose vykstančius energijos disipacinius D = + + + ; vyksmus apibūdina kanalų (sekų arba modų) banginės ∂r 2 r ∂r r 2 ∂θ 2 ∂x2 varžos, perdavimo funkcijų dažninės charakteristikos bei įtampos ir srovės bangoje kaitos pereinamoji cha- Lygties (3) sprendinys nustatomas kintamųjų at- rakteristika [4]. skyrimo metodu rodo, kad elektromagnetinio lauko Atjungiant induktyviąją srovę jungtuvu, srovė gali dedamosios turi eksponentinę priklausomybę nuo iš- būti nutraukta užgesinus lanką jungtuve anksčiau, kol ilginės kabelio kryptimi x koordinatės: dar srovė nelygi nuliui. Elektros lankas, net tekant sil- + −γ x − γ x ψ =ψ e +ψ e ; pnai induktyviajai srovei jungtuve gesinamas intensy- + − viai, todėl gali būti nutrauktas anksčiau. čia ψ ir ψ – krintančioji į x ir atsispindinčioji nuo x Modelyje jungtuvo asimetrija modeliuojama per du taško skersiniame linijos pjūvyje bangos; nuosekliai sujungtus mazgus su komutavimo elementu. γ = α + jβ – bangos sklidimo koeficientas;α ir β – ban- Jungtuvo, įterpto tarp dviejų skaičiuojamosios sche- gos slopimo ir fazės koeficientai. mos mazgų (2 ir 3, 2 pav.), kontaktų padėtį susijungi- Eliminavus šią, vadinamą plokščiąja banga, iš (3), mų nevienalaikiškumo modeliavime aprašo lygtys: galima gauti supaprastintą dviejų koordinačių banginę

I j = Yj ⋅ U j , lygtį:  I = Y ⋅ U (1)  k k k ; 2 Dψ + ξ ψ = 0 ; (4) čia I – krintančiųjų į n-tąjį mazgą elektromagnetinių n čia ξ2 = k2 + γ2; ξ - banginis skaičius dvimatėje (statme- bangų srovės reikšmių vektorius, n = j, k; no laidui pjūvio plokštumos) aplinkoje. −1 + Tuomet laplasianas cilindrinėje koordinačių siste- I = 2 ⋅ w ⋅ U ; n n n moje įgyja pavidalą: U + ir w – krintančiųjų į n-tąjį mazgą elektromagne- n n ∂2 1 ∂ 1 ∂2 tinių bangų įtampų vektorius ir prie n-tojo mazgo pri- D = + + ; ∂ 2 ∂ 2 ∂θ 2 jungtų linijų banginių kanalų diagonalinė matrica; r r r r Banginės (4) lygties sprendiniai įvairioms elektro- −1 Yn = w n ; magnetinio lauko dedamosioms atrodo taip: laidininko viduje (kabelio šerdyje): Un – n-tojo mazgo įtampų (sekų) vektorius; ribinės sąlygos, nusakančios jungtuvo kontaktų padėtį: ()1 E x = AJ0 ()ξ1r ; u js − uks = 0 ,  i + i = 0 , ()1 1 dA  js ks = − ξ  (2) E r J1()1r ; i jr = 0 , ξ1 dx  ikr = 0 ; s ()1 = 1 ()ξ H θ AJ1 1r ; ξ1 čia uns ir ins, unr – n-tojo mazgo s fazės įtampa ir ište- kanti iš n-tojo mazgo s, r fazėse srovė; laidininko išorėje: s – fazės, kuriose jungtuvo kontaktai sujungti, ()2 s ⊂ {a, b, c}; E x = CH0 ()ξ2r ; r – fazės, kuriose jungtuvo kontaktai nesujungti, r ∉ s. ()2 1 dC Tiriamoje schemoje atkarpos tarp mazgų 3 ir 4 ban- E r = H1()ξ2r ξ dx ; ginė varža apskaičiuojama pagal šynų išdėstymą, o tarp 2

()2 jw()ε − js w 2 ir 3 mazgų yra kabelio banginė varža. = 2 ξ H θ CH1()2r ; Elektromagnetinių vyksmų kabelyje modeliavimą ξ2 patogiausia atlikti naudojant cilindrines matematinės čia J0 ir J1 – Beselio pirmosios rūšies nulinės ir pirmo- fizikos funkcijas. Jų pagrindą sudaro banginė lygtis, su- sios eilės funkcijos; randama iš Maksvelo lygčių: H0 ir H1 – Hankelio pirmosios rūšies nulinės ir pirmo- 2 sios eilės funkcijos; Dψ + k ψ = 0 ; (3) A ir C integravimo pastoviosios konstantos, kurių čia Ψ – bet kuri (E) elektrinio stiprio arba (H) magneti- dydį galima nustatyti iš pilnosios srovės dėsnio laidi- = nio stiprio elektromagnetiniame lauke dedamoji; ninko paviršiuje: ∫ H θ dl I . Taip apskaičiavus inte- Komutacinių viršįtampių tyrimas šunto reaktoriaus schemoje 63 gravimo pastoviąją A, gaunamas kabelio gyslos laidi- Viršįtampių lygis komutuojant reaktorių yra gana ninko vidinis impedansas: aukštas nors jungiama linija gana trumpa. Elektros tinklo

() neutralė yra izoliuota, o tokiame tinkle galimas vienfazis E 1 ()r ξ J ()ξ ⋅ r Z = x 1 = 1 ⋅ 0 1 1 įžemėjimas, kurio relinė apsauga neatjungia. Komutuo- v π ⋅s ⋅ ()ξ ⋅ (5) I 2 1 r1 J1 1 r1 jant reaktorių su įžemėjimu elektros tinkle viršįtampių

lygis gali pakilti iki 4 · Uf . Toks viršįtampių lygis pavojin- čia r1– kabelio gyslos spindulys; σ1– gyslos medžiagos specifinis laidis. gas komutuojamos reaktorius grandinės įrenginių izo- Praktiniuose impedansų skaičiavimuose, paprastai liacijai. Viršįtampiams pažeminti reaktoriaus prijungi- daromas nereikšminis suprastinimas. nyje turėtų būti įrengti viršįtampių ribotuvai. Supaprastinimas leidžia vietoje Beselio ir Hanke- lio funkcijų panaudoti modifikuotas Beselio funkcijas Išvados Iv ir Kv. Toks formalus argumento pakeitimas, pasirodo, kiek supaprastina funkcijų procedūras ir pagreitina skaičiavimą. 1. Taikant eksperimentinių tyrimų ir pereinamųjų Impedansas tarp dviejų elektrodų (tarp gyslos ir vyksmų skaitmeninio modeliavimo metodus nusta- apvalkalo, arba, pavyzdžiui, tarp dviejų cilindrų) nu- tyta, kad dėl susidarančių viršįtampių reaktoriaus statomas tokia išraiška: prijungimo grandinėje viršįtampiai gali pasiekti izoliacijai pavojingas beveik 2,4 · U įtampos vertes. jwµ d f Z = ln ; (6) 2. Tyrimų ir modeliavimo rezultatai parodė, kad pa- i 2π c vojingiausi viršįtampiai reaktoriaus grandinėje gali čia µ – izoliacijos sluoksnio magnetinė konstanta. būti, kai komutuojamas reaktoriaus kabelis, esant Taikant skaitmeninį modelį elektromagnetiniams sistemoje įžemėjimui. Viršįtampių lygis gali pasiekti pereinamiesiems vyksmams modeliuoti dėl trumpų 4 · Uf . atkarpų (iki 50 m) tenka naudoti labai mažą kelių na- 3. Atsižvelgiant į tyrimų ir modeliavimo rezultatus, nosekundžių skaičiavimo žingsnį. siekiant apsaugoti įrenginius nuo gedimo šunto Komutacinių viršįtampių kompiuteriniam mode- reaktorių prijungimo grandinėje reikalinga įrengti liavimui yra sukurtos programos, kurių algoritmuose viršįtampių ribotuvus, kurie leistų užtikrinti tinka- yra panaudotos banginių vyksmų linijose lygtys. Tam, mas darbo sąlygas esant įvairiems tinklo režimams kad galima būtų adekvačiau atspindėti elektromagneti- (taip pat ir komutavimui esant įžemėjimui). nių vyksmų eigą elektros tiekimo schemose, sudaryto- se iš įvairaus ilgio linijų atkarpų bei jungiamųjų laidų, tenka priimti galimai trumpesnį diskretizacijos laike Literatūra žingsnį. Kompiliuotos programos, esant priimtinoms modeliavimo trukmėms, leido sumažinti šį žingsnį iki 1. Gudžius, S.; Markevičius, L.; Morkvėnas, A. Recursive method 1 ns. Kad išgauti pilną viršįtampių kaitos vaizdą, vieno to examine electromagnetic transient processes in cable net- modeliavimo seanse su tokios trukmės žingsniu tenka work. IV Sympozjum, “Metody matematyczne W elektroenerge- atlikti iki 106 pilnos skaičiavimų procedūros žingsnių. tyce MMwEE’98”, Zakopane, 1998, p. 235-244. Skaičiavimų algoritme elektros linijų atkarpose srovės 2. Gudžius, S.; Markevičius, L.; Morkvėnas, A. The research of ir įtampos buvo atvaizduojamos modalinėse koordina- overvoltages arresters efficiency in high voltage substation. tėse. XI International Conference on Electromagnetic Disturbances: Modeliuojant pereinamuosius vyksmus komutaci- EMD’2001, Overvoltage in Power – Electronic – and Computer jų metu gautas maksimalių viršįtampių skirstinys pa- Engineering. Bialystok Technical University, Vilnius Gedimi- rodytas 6 pav. nas Technical University, Kaunas University of Technology. Bialystok, 2001, p. 3–6. 3. Gudžius, S; Markevičius, L. A. ; Morkvėnas, A.; Rožanskienė, A. The analysis of the processes of the temporary earth faults in the insulated neutral electrical network. Proceedings of the XX International Conference on Electromagnetic Disturbances EMD 2010. Bialystok University of Technology, Kaunas Uni- versity of Technology, Vilnius Gediminas Technical Universi- ty. Kaunas : Technologija, 2010, p. 179-182. 4. Schelkunoff, S. A. The electromagnetic theory of coaxial transmission line and cylindrical shields. - Bell Syst. Techn.l Journ., 1934,v.13, pp. 532–579. 5. Saied M. M.; Al-Fuhaid, A. S., Oufi E. A. Application of nou- niform-line theory to the simulation of electromagnetic tran- sients in power systems. Electrical Power & Energy Systems, 6 pav. Viršįtampių lygio histograma 1998, v. 20, 3, p. 225-233. 64 Gudžius S., Morkvėnas A., Tička V., Jasiūnas K., Čeponis Ž.

INVESTIGATION OF THE LEVEL OF 10 kV winding of autotransformer. The diagram of re- SWITCHING OVERVOLTAGES IN THE actor operates with isolated neutral. Switching of re- DIAGRAM OF SHUNT REACTOR actor are performed several times per day. There are no devices limiting the level of overvoltage in the con- Saulius Gudžius1, Alfonsas Morkvėnas1, Vidmantas nection diagram of reactor. Faults have happened and Tička1, Jasiūnas Kęstutis2, Žydrūnas Čeponis2 the reasons of it were overvoltage. This paper analyzes different situations of transient processes determining 1 Department of Electrical Power Systems, the level of max overvoltage. In order to determine the Kaunas University of Technology level of overvoltage an experiment is performed and 2 Technical Faculty of Vilnius College transient process of overvoltage during switching and of Technologies and Design zero sequence current are recorded. The digital model of the diagram is made in order to simulate transient Abstract: Shunt reactors are used for regulation of processes of overvoltage in the connection diagram of voltage and power flow in the transmission network reactor. of electrical energy system. Reactors are connected to Keywords: overvoltages, arresters, substation. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Elektroniškai komutuojamos pavaros charakteristikų imitaciniai modeliai

Bronius Karaliūnas, Bronė Mitkienė, Antanas Staponas Vilniaus Gedimino technikos universitetas, Vilnius LT-03227, Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius, [email protected], [email protected], [email protected]

Anotacija. Straipsnyje nagrinėjamos pavarų su elektroniškai komutuojamais (EC) varikliais taikymo sritys, jų privalumai ir trūkumai bei valdymo ypatumai. Sudaryti EC pavarų du Matlab/Simulink imitaciniai modeliai, suteikiantys galimybę tirti tokių pavarų dinamines charakteristikas įvairiais darbo režimais. Straipsnyje taip pat aprašyti EC variklių stabdymo rėžimai. Modeliavimo būdu gautos pavaros dinaminės charakteristikos atspindi statoriaus srovių, apvijose indukuotų elek- trovarų, Holo jutiklių, variklio momento bei greičio kitimo kreives. Gavus rezultatus galima palyginti abiejų imitacinių modelių galimybes ir parinkti geriausią ir tiksliausią modeliavimo metodiką. Šio darbo rezultatai padės gamintojams kurti tobulesnes, naudingesnes ir patikimas EC pavaras. Svarbiausios sąvokos: elektroniškai komutuojamas variklis (EC), elektros pavara, imitaciniai modeliai, modeliavimas, dinaminės charakteristikos, variklių stabdymas.

Įvadas procesų imitacinius modelius ir gauti bei palyginti di- naminių charakteristikų imitacijos rezultatus. Nuolatinės srovės varikliai, kuriuose nėra šepečių ir kolektoriaus mazgo, o srovę statoriaus apvijose ko- mutuoja elektroninis įtaisas, vadinami elektroniškai EC variklių valdymo ypatumai komutuojamais varikliais (EC). Techninėje literatūro- je kartais jie dar vadinami brushless motors, commu- EC variklių veikimas pagrįstas sukamuoju magne- tatorless motors, electronic motors [2]. tiniu lauku. Tokiam laukui sukurti variklio statoriuje Pirmą kartą EC varikliai buvo paminėti 1962 m. T. turi būti mažiausiai trys fazinės apvijos, kurios tarpu- G. Wilsono ir P.H. Trickey straipsnyje ,,D.C. Machine savyje jungiamos žvaigžde arba trikampiu. Pastaruoju with Solid State Commutation“ [9]. Deja, tais laikais metu kuriami bei naudojami ir daugiafaziai EC vari- nebuvo galimybių sukurti galingus, daugiau nei 3,7 kW kliai. Tokiems varikliams valdyti parenkamos įvairios EC variklius, kuriuos būtų galima pritaikyti pramonė- valdymo schemos, užtikrinančios statoriaus apvijose je. Didesnės galios EC varikliai pradėti gaminti tada, stačiakampę, sinusinę srovių komutaciją arba komu- kai įvairiose šalyse buvo sukurti galingi nuolatiniai ma- taciją be jutiklių. Elektroninis komutatorius reikiamu gnetai, puslaidininkiniai elementai ir valdikliai. momentu paeiliui į statoriaus apvijas perduoda maiti- EC variklių elektros pavarose kasmet naudojama nimo įtampą. Rotoriuje panaudoti pakankamai stiprūs vis daugiau. Jų geras svorio bei dydžio santykis su ga- nuolatiniai magnetai, kurie sukuria rotoriaus magne- lia, puikios paleidimo ir reguliavimo savybės kuria ma- tinį srautą ir sukasi statoriaus magnetinio lauko kryp- žiau akustinio bei elektrinio triukšmo nei kolektoriniai timi. varikliai. Todėl pastaruoju metu mokslinėje spaudoje Eksploatuojant EC pavaras, tenka valdyti variklio pasirodo straipsnių, kuriuose nagrinėjamos tokių pa- paleidimo procesą, darbo metu – variklio momentą, varų naujos valdymo sistemos, jų charakteristikos bei greitį, pagreitį, posūkio kampą bei rotoriaus padėtį, panaudojimo galimybės įvairiuose pramoniniuose dažnai reikia naudoti judančiųjų dalių greito ir tikslaus objektuose [5, 10, 8]. Straipsnyje [4] pateiktas EC va- stabdymo režimus. riklio charakteristikų tyrimo Matlab/Simulink kom- Sklandus ir patikimas variklio paleidimas priklauso piuterinis modelis, aprašyti jo veikimo blokai ir mode- nuo pasirinkto paleidimo būdo. Moksliniame straips- liavimo metodika. Naujas devynių fazių bešepečio DC nyje [1] palyginami keli paleidimo būdai: trijų pako- variklio modelis tiriamas straipsnyje [6]. Čia Matlab/ pų, sinchroninis paleidimas pamažu didinant impulsų Simulink kompiuteriniu paketu gauti modeliavimo dažnį ir įtampą, įtampos interpoliacijos metodas. rezultatai rodo, kad tokio variklio pakankamai dide- Naudojant trijų pakopų metodą, iš pradžių variklis lis sukimo momentas su mažomis pulsacijomis. Ištirtą paleidžiamas kaip sinchroninis, o pasiekęs stabilų grei- variklį autoriai siūlo naudoti tiksliuose ir aukštos ko- tį, automatiškai perjungiamas į valdymo sistemą. EC kybės įrenginiuose. variklio trijų pakopų paleidimo funkcinė schema pa- Nors EC pavarų statinės charakteristikos moksli- rodyta 1 pav. nėje spaudoje yra gana plačiai nagrinėjamos, tačiau jų Schemoje sinchronizavimo signalai SYA, SYB, SYC dinaminės savybės įvairiais darbo ir valdymo režimais sutampa su atitinkamais rotoriaus padėties signalais dar nėra kaip reikiant ištirtos. CPA, CPB, CPC. Jie nustato rotoriaus sukimosi kryptį Šio darbo tikslas – sudaryti EC pavarų dinaminių ir per enkoderį rezultatas perduodamas trifaziam keiti- 66 Karaliūnas B., Mitkienė B., Staponas A. kliui. Paleidimo procesas apima tris pakopas: nustato- EC variklių pagrindinės lygtys ma rotoriaus pozicija, pagreitis ir variklio veikimas. Pramonėje plačiai naudojami EC varikliai su statoriuje įrengtomis trimis apvijomis. Tokie varikliai daž- niausiai jungiami prie trifazio tiltelio, sudaryto iš še- šių lauko tranzistorių (field–controlled transistors) ar IGBT modulių. Paeiliui komutuojant tuos tranzisto- rius ar IGBT modulius, variklio apvijos gauna maitinimo įtampą. Įvertinant apvijų abipusius induktyvumus (mutual inductances), galima užrašyti tokią fazinių įtampų lygčių sistemą:

 dia dia dia U a = Raia + La + M ab + M ac + ea  dt dt dt  dib dib dib U b = Rbib + Lb + M ba + M bc + eb ; (1)  dt dt dt  dic dic dic U c = Rcic + Lc + M ca + M cb + ec 1 pav. EC variklio trijų pakopų paleidimo schema  dt dt dt

čia Ra; Rb; Rc – statoriaus apvijų aktyvinės varžos; La; Lb; EC pavaros greičio valdymo sistemą (2 pav.) sudaro Lc – apvijų induktyvumai; (Mab.....Mcb) – apvijų abipu- greičio valdiklis, įtampos palyginimo blokas, impulsų siai induktyvumai; ea; eb; ec – apvijose indukuotos elek- pločio moduliacijos (IPM) valdiklis, rotoriaus padėties trovaros. jutikliai, IGBT tranzistorių tiltelis ir variklis [7]. Lygčių sistema (1) gali būti užrašyta kompaktiška matricine forma:

U a  Ra 00ia  La M ab M ac ia  ea       d      U = 0 R 0 i + M L M i + e . (2)  b   b  b  dt  ba b bc  b   b            U c  00 Rc ic  M ca M cb Lc ic  ec 

EC varikliai dažniausiai gaminami su simetriško- mis statoriaus apvijomis. Tada visų fazių varžos yra ly- gios, o apvijų induktyvumai nepriklauso nuo rotoriaus padėties. Tuomet galioja lygybės:

Ra = Rb = Rc = R  . (3)  La = Lb = Lc = L Be to, kai kurie EC variklių gamintojai kataloguose nepateikia apvijų abipusių induktyvumų verčių. Dėl to

galima teigti, kad (Mab.....Mcb) = 0. Įvertinus (3) išraiš- ką, matricinė lygčių forma (2) tampa paprastesnė:

U a   R 0 0 ia  L 0 0ia  ea       d      Ub = 0 R 0 ib  + 0 L 0 ib + eb . (4)     dt                Uc   0 0 R i  0 0 Lic  ec  2 pav. EC pavaros greičio valdymo sistema Variklio sukuriamas elektromagnetinis momentas Greičio valdiklyje faktinis variklio greitis palygina- skaičiuojamas pagal tokią formulę: mas su pasirinkta greičio verte, o atsiradusias paklaidas 1 Tem = (ea ia + ebib + ecic ) kompensuoja PID reguliatorius. w ; (5) EC pavarų pagrindiniai stabdymo būdai yra dina- čia w – rotoriaus kampinis sukimosi greitis. minis, rekuperacinis ir stabdymas priešiniu jungimu, Visi momentai, veikiantys EC pavaroje, matyti ju- atliekant reversą. Pavaroms, kurioms maitinimą tiekia desio lygtyje: akumuliatorius, dažniausiai naudojamas rekuperaci- dw nis stabdymas. Stabdymo metu variklyje generuojama Tem − TL − bw = JS ; (6) perteklinė elektros energija grąžinama atgal į akumu- dt b liatorių, tuo pačiu metu jis įkraunamas. Šis EC pavarų čia TL – pavaros apkrovos momentas; – variklio vidi- valdymo būdas taikomas elektrinėse transporto prie- nės klampiosios trinties momento koeficientas;J S – pa- monėse [3]. varos sunkiųjų dalių suminis inercijos momentas. Elektroniškai komutuojamos pavaros charakteristikų imitaciniai modelia 67

EC pavaros imitacinių modelių sudarymas Detalesnis greičio ir komutacijos signalų valdymo bloko vaizdas pateiktas 5 pav. Pagal anksčiau pateiktas matematines išraiškas buvo sudaromi pavaros charakteristikų imitaciniai modeliai. Tam tikslui buvo panaudotas nuolatinės sro- vės variklio su nuolatiniais magnetais Matlab/Simulink modelis [7]. Šis modelis pakoreguotas ir pritaikytas EC pavarai modeliuoti, parinkti ir pritaikyti šio modelio pagrindiniai blokai. Tai srovės ir greičio valdikliai, tri- fazis maitinimo įtampos keitiklis, Holo jutikliai, mata- vimų grandinės ir pats EC variklis. Pirmasis imitacinis modelis parodytas 3 pav.

5 pav. Greičio ir komutacijos signalų valdymo bloko schema

Modeliavimo rezultatai ir jų analizė

Modeliuojant EC pavaros charakteristikas gautiems imitaciniams modeliams parenkami tokie pavaros ka- taloginiai duomenys: maitinimo įtampa [V]; statoriaus fazės varža [W] ir jos induktyvumas [H]; sukimo mo-  N ⋅ m  3 pav. Pirmasis EC pavaros imitacinis modelis   mento pastovioji  A  ; sukimosi greičio pastovioji rad s  2   ; sukiųjų dalių inercijos momentas []kg ⋅ m ; va-  V  Srovės valdiklį sudaro srovės reguliatorius, Holo  N ⋅ m ⋅s  riklio klampiosios trinties koeficientas   . jutiklių dekoderis ir keitiklis, kuris keičia sukimo mo-  rad  mento signalus srovės signalais. Greičio valdiklyje pa- Modeliavimo metu buvo tirti du pavaros darbo re- naudotas PI tipo reguliatorius palaiko reikiamas suki- žimai: kai pavara veikia be apkrovos tuščiosios eigos mo momento vertes ir tuos signalus perduoda srovės režimu ir kai pavara apkrauta nominaliuoju momentu. valdikliui. Toliau pateikiami imitacijos rezultati, gauti tiriant pir- Pakoregavus ir papildžius pirmąjį modelį, buvo mojo modelio veikimą. gautas antrasis imitacinis modelis, parodytas 4 pav. 6 pav. pateikti variklio maitinimo įtampų ir fazinių elektrovarų grafikai. Apkrautos pavaros greičio, posū- kio kampo ir variklio momento pereinamieji procesai pateikti 7 pav., o fazinių srovių kitimo grafikai parodyti 8 pav. Pirmojo imitacinio modelio Holo jutiklių signa- lų grafikai pateikti 9 pav. Gauti imitacijos rezultatai rodo, kad, apkrovus EC variklį, elektrovarų amplitudė ir Holo jutiklių signalų dažnis sumažėja. Toliau buvo tiriamas EC pavaros veikimas pagal an- trąjį imitacinį modelį. Kaip jau buvo minėta. šiuo modeliu galima tirti bejutiklės pavaros charakteristikas, nes rotoriaus padėčiai nustatyti čia nereikalingi Holo jutikliai. Gauti rezultatai rodo, kad bejutiklės pavaros charakteristikų imitacijos grafikai mažai skiriasi nuo 4 pav. Antrasis imitacinis modelis pirmuoju modeliu gautų grafikų. Didžiausias nesutapimas siekia apie (6–10)%. Be to, modeliavimo rezulta- Kaip matyti 4 pav., modelis papildytas greičio ir koti mažai skirasi nuo EC variklio kataloginių duomenų. mutacijos signalų valdymo bloku, todėl nereikia Holo Taigi galima teigti, kad ištirti pavaros abu imitaciniai jutiklių. Jame įrašomi pradiniai EC pavaros duomenys: modeliai veikia sklandžiai ir patikimai. variklio polių porų skaičius, fazės varža ir induktyvu- Nors bejutiklių pavarų kaina yra mažesnė, tačiau jas mas, nuolatinių magnetų kuriamas srautas ir kiti. Šiuo naudojant susiduriama su variklio paleidimo problema. modeliu imituojamas bejutiklės EC pavaros veikimas. Kol rotorius stovi ar sukasi mažu greičiu, fazėje indu- 68 Karaliūnas B., Mitkienė B., Staponas A.

6 pav. EC pavaros maitinimo įtampų a) ir fazinių elektovarų b) grafikai

kuotos elektrovaros signalas yra silpnas ir negalima tiksliai nustatyti perėjimo per nulį momento. Dėl to variklio paleidimo procesas tampa komplikuotas ir nestabilus. Šiuo atveju pavarai valdyti rekomenduojama rinktis valdiklius su skaitmeniniu signalų apdorojimo įtaisu.

Išvados

Sudaryti du EC pavaros Matlab/Simulink imitaciniai modeliai suteikia galimybę tirti ir palyginti pavaros dinamines charakteristikas, keičiant įvairius pavaros parametrus ir skirtingais darbo režimais. 7 pav. Apkrautos pavaros greičio, posūkio kampo ir variklio momento pereinamieji procesai Siekiant tinkamai komutuoti statoriaus apvijas ir valdyti EC variklį, būtina informacija apie esamą rotoriaus erdvinę padėtį. Pirmasis imitacinis modelis skirtas EC pavarai, valdomai Holo jutikliais, o antrasis – bejutiklei pavarai, kai rotoriaus padėtis nustatoma pagal fazinės elektrovaros nulio kirtimo tašką. Modeliavimo metu buvo gauti ir palyginti abiejų pavarų maitinimo įtampų ir fazinių elektrovarų grafikai, pavaros greičio, posūkio kampo ir variklio mome- to bei fazinių srovių kitimo grafikai ir pirmojo modelio Holo jutiklų signalų formos. Atlikti tyrimai rodo, kad abiejų modelių imitacijos rezultatai tarpusavyje mažai skiriasi ir beveik sutampa su EC variklių kataloginiais duomenimis. Didžiausias charakteristikų nesutapimas siekia apie (6–10)%. Abu ištirti EC pavaros imitaciniai modeliai veikia sklan- 8 pav. EC pavaros fazinių srovių kitimo grafikai džiai ir patikimai. Pastebėta, kad išmatuoti signalai veikiami trukdžių, todėl kai kuriais atvejais statoriaus apvijų perjungimo impulasi formuojami su paklaida. Tokios paklaidai su- mažinti pavaros valdymo algoritmui galima parinkti koreguojančias laiko delsas ir naudoti valdiklius su skaitmeniniu signalų apdorojimu.

Literatūra

1. Anping, Z.; Jian, W. Compare the Starting Methods of the Posi- tion – Sensorless BLDC Motor, IEEE Int. Conf. on Computing, Control and Industrial Engineering, vol. 2, 2010, p. 175–177. 2. Gieras, J. F. Advancements in Electric Machines, 1-st Edition, Springer, 2008, p. 291. 9 pav. Pirmojo modelio Holo jutiklių signalų grafikai Elektroniškai komutuojamos pavaros charakteristikų imitaciniai modelia 69

3. Jing, G.; Minggao, O.; Jiangiu, L.; Dougbin, L.; Chuan, F. and Simulation Models on Character- Yan, M.. Driving and Braking Control of PM Synchronous istics of Electronically Commu- Motor based on Low – Resolution Hall Sensor for Battery tated Drives Electric Vehicle, Chinese Journal of Mechanical Engineering, vol. 26, no. 1, 2013, p. 1–10. Bronius Karaliūnas, Bronė Mitkienė, 4. Karaliūnas, B., Study on the Characteristics of Electronically Antanas Staponas Commutated Motor, Electronics and Electrical Engineering, no. 3 (109), 2011, p. 31–34. Vilnius Gediminas Technical Universitety, 5. Moreton, P. ‘Industrial Brushless Servomotors. A Practical Vilnius College of Technology and Design Handbook, Newnes, 2000, p. 191. 6. Mousavi, S. M. H.; Mirbagheri, S. M.; Sefid, S. S. S. G.; Sefid, S. Abstract. The article deals with the study on the appli- E. S. G, Simulation of a New Multiphase BLDC Motor Drive, cation of drives with electronically commutated mo- IEEE Int. Conf. on Power Electronics, Drives and Energy Sys- tors (EC), their advantages and disadvantages as well tems, 2012, p. 1–5. as peculiarities of their control. There have been com- 7. Sun, J., Chai, Y.; Zhu, Z.; Luo, X. BLDC Motor Speed Control piled two Matlab/Simulink simulation models for the System Fault Diagnosis Based on LRGF neural Network and EC drives, enabling a rather extensive analysis in terms Adaptive Lifting Scheme, Applied Soft Computing, vol. 14, of the dynamic characteristics of such drives when op- part C, 2014, p. 609–622. erated under diverse modes. 8. Wang, H. Design and Implementation of Brushless DC Motor The research study on the EC motor braking modes Drive and Control System, International Workshop on Infor- is defined in the article as well. By applying modeling mation and Electronics Engineering, vol. 29, 2012, p. 2219– there has been obtained information concerning the 2224. dynamic characteristics of the drive, which have been 9. Wilson, T. G.; Trickey, P. H. D. C. Machine with Solid State depicted by the curves of a stator currents in the wind- Commutation, AIEE paper I, CP62-1372, Oct.7, 1962. ings, the curves of the induced electromotive forc- 10. Wu, Y.; Deng, Z.; Wang, H.; Ling, X.; Cao, X., Position Sen- es and Hall sensors, the torque of the motor and the sorless Control Based on Coordinate Transformation for Brus- change of the speed. The extracted findings and results hless DC Motor Drives, IEEE Transactions on Power Electro- have made it possible the comparison of the feasibility nics, vol. 25, 2010, p. 2365–2371. potentials regarding both analyzed simulation models and enabled the best option selection, resulting in the correct choice of the most specific methodology to be applied in modeling. The results of the research study shall have to assist and promote manufacturers when designing and producing more upgraded EC drives possessing significantly more sufficient characteristics or distinguished themselves by a higher reliability standard as well as more extensive range of their applications. Keywords: Electronically commutated motor (EC), electric drive, simulation models, modeling, dynamic characteristics, braking of a motor. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Innovation of production line for producing of nanofibers using TRIZ

Petr Lepsik, Michal Petru Technical Univerzity of Liberec, Studentska 2, 461 17 Liberec 1 Czech Republic, [email protected], [email protected].

Abstract. An increase in the production of production lines for inorganic nanofibres is a very complicated and complex problem that depends on the intensity of the electrostatic field. This complex system may show, under given input and output conditions, variable and nearly chaotic behaviour that may consequently cause fluctuations in the electric field intensity mani- fested by reduced efficiency of the process. An increase in the intensity of the electrostatic field may be carried out by known methods, for example by increasing the electric potential, changing of the environmental conductivity between the electrodes through changing the relative humidity or by replacing the air with an inert gas. However, the higher total intensity of the electrostatic field may not lead to an increase in process efficiency or productivity. This is due to the fact that the main parameter is involved especially in the spatial intensity distribution of the electrostatic field. Other important parameters having an impact on the optimum process are the distance and the type of electrodes, the chemical structure and properties of the polymer solution, ambient temperature, intensity of vapour removal and others. Through TRIZ tools the influence of the polymer reservoir geometry on the electrostatic field distribution were studied. The structural geometry of the polymer reservoir carries a rotating electrode. The rotation creates a thin layer of the polymer on the surface of the roller, but it also stirs the solution – Nanospider principle. It was found that the geometric design and the relative permittivity of the used construction materials have a significant effect on the final distribution and the maximum electric field intensity at a given electric potential. The resulting intensity of the electric field can be understood as a system that is described by a complexity. This system includes subsystems in the form of input parameters such as electrical potential, the polymer type, humidity and temperature of the environment, duration of spinning, as well as the structural design of the polymer reservoir geometry. Key words: Innovation, TRIZ, Electrospinning, Nanofibres, Productivity

Introduction higher performance, but it is not comparable with other technologies producing nanofibres [3-6]. The need for Increasing the productivity of machinery and equip- the development of this technology is the possibility of ment is necessary for efficient and economical produc- preparing nanofibres from certain types of polymers tion. While some technologies are already approaching which are not spinnable using other technologies. This the theoretical maximum productivity, some emerging technology has a wide range of technology and proc- technologies that are still being implemented must be ess parameters which have not yet been fully explored continuously improved and modified. Such technolo- and thus offers the possibility to increase productivity gies include the Nanospider electrospinning method. by their appropriate setting. This article deals with in- The principle is based on spinning from a free level novation and design optimization of the technological [1,2] with non-spinning technologies. The device is ar- parameters of equipment, namely a reservoir for the ranged so that the roller is positioned in a reservoir of polymer, to which TRIZ methods are applied. a polymer solution, whereby the rotating roller attracts the polymer solution to its surface (see figure1). Due to electrostatic forces, nanofibres are removed Materials and Methods from polymer, which are then stored on a grounded or oppositely charged electrode. Compared to the spinning The finding and optimization of a suitable solution from a needle this technology provides significantly can often be inefficient, time-consuming and costly. This is because a certain level of inertia is applied leading to the use of proven principles that do not always lead to the optimal solution. One option for achieving a relatively rapid solution is the TRIZ (rus.: Teoriya Resheniya Izobretatelskih Zadach, eng.: Theory of In- ventive Problem Solving) [7], which is used to solve various innovative tasks [8-10]. TRIZ is a method that is applicable to solving technical contradictions that arise in typical solutions. The Altshuller table [11] was used during the research. The TRIZ and its tool the Altshuller table was applied during the group workshop. When applying this table it is necessary to start with parameters we want to improve. Then we should Figure 1. Electrospinning process find typical solution which leads to improve of chosen Innovation of production line for producing of nanofibers using TRIZ 71 parameters and also find the parameters which will get worsening typical parameters in the Altschuller ma- worse when the typical solution will be used. trix. We can find there principles 1 – Segmentation, 35 – Parameter changes, 10 – Preliminary action, 38 – Strong oxidants. Process of finding an improved solution using Principle 1 – Segmentation has been applyed for TRIZ the segmentation of the roller in past. Principle 35 – can be used for innovation of the reservoir of the poly- First step is to formulate the problem. The problem mer. From principle 35 it is obvious that this can be is that the quantity of produced nanofibres is not suffi- done in the following ways. Object parameters may be cient. Then the problem for solving is: „how to increase seen primarily as a change in geometry (shape dimen- the production of nanofibres?“ Second step is formu- sions, the linear dimensions, bulk parameters), or also lating of the engineering (or technical) contradiction a change in the structural material, thereby altering the in the form „If – then – but“ (see table 1). relative permittivity which affects the resulting distribution and magnitude of the electrostatic field. Table 1. Engineering contradiction in the form „If – then – but“ Engineering contradiction for the nanofibers producing Proposal of new design IF one increase the voltage (it is a typical solution leading to increased productivity of electrospinning) The geometry of the reservoir was designed in CAD THEN the production of nanofibres will increase SolidWorks taking into account the production and BUT the consumtion of energy will also increase, the arcing use of construction material. The actual structural de- between electrodes temporarily disconnects the high voltage circuit sign of the reservoir was also proposed with regard to the dimensions of the spinning electrode and also the same volume of the polymer solution. The individual Third step is to find the typical improving and designs are presented in figure 2. worsening parameters in Altshuller´s matrix accod- ing to the improving and worsening specific parameters. In the table 2, we can see the imroving parameter Verification nr. 39 – productivity and worsening parameters nr. 20 (energy spent by a stationary object) and parameter nr. The potential distribution and the electric field in- 27 (reliability). tensity are very difficult and almost impossible to measure during the electrospinning process using the Nano- Table 2. Typical improving and worsening parameters spider. A certain possibility is to create a simulation in Typical parameter the FEM environment. The FEM model contains: the Specific parameter (see Altschuller matrix) electrode – polymer solution – reservoir – the external Improving the production of capacity/productivity environment – closed box, as was described in [1, 4, 12, parameter nanofibres will increase (parameter 39) 13]. The electric field can be approximately defined as Worsening consumtion of energy energy spent by a stationa- parameters ry object (parameter 20) limiting force acting on unit charge. disconnection of the reliability (parameter 27) Verification of designs of the reservoirs was per- high voltage circuit formed first using the finite element method, which facilitates and considerably reduces the cost of pro- Fourst step is identifying of the inventive principles totyping [12-16]. Based on the results from the FEM from the cell at the intersection of the improving and models, functional prototypes of the reservoirs were

Figure 2. Variations of reservoir for polymer solution 72 Lepsik P., Petru M. made, which were further verified in practice. Mod- The results were also verified experimentally. On the els were created in the FEM program COMSOL Mul- basis of structural designs, prototype polymer reservoirs tiphysic. Geometry, properties of individual materials were produced and used in real spinning processes (fig- and applied boundary conditions correspond to the ure 4). The efficiency of the process was evaluated as the real spinning process. The main parameters were the amount of polymer, which was spun for a period of 10 permittivity of the used material and the applied volt- minutes. The results are shown in Table 4. age, which had a value of 60 kV on the spinning electrode, and the opposite electrode was grounded. FEM Table 4. Average mass (g) of produced fibers in different positions results of intensity for different applied materials are of grounded electrode shown in table 3 and figure 3. Type of Position I Position II Position III Position IV reservoir Table 3. FEM results of intensity for different applied materials PP 1,18±06g 0,72±14g 1,44±01g 1,48±29g Type of reservoir Maximal intensity (statvolt/cm)* Steel 1,01±11g 0,75±01g 1,59±12g 0,51±06g PP 320,22 Wood 1,35±19g 1,45±05g 0,89±07g 1,47±22g Steel 296,84 Glass 1,58±3g 2,08±07g 2,39±12g 1,82±14g Wood 329,78 Glass 526,23 From the results of the experiments it is clear that * 1statvolt=299,793 volt the relative permittivity of the material and structural

Figure 3. Distribution potential and the intensity of the electrostatic field (a) Reservoir made from polypropylene; (b) Reservoir made from steel; (c) Reservoir made from wood; (d) Reservoir made from glass Innovation of production line for producing of nanofibers using TRIZ 73

Figure 4. Electrospinning: Application of a wooden reservoir (left), and a glass reservoir (right) design have a significant impact on the productivity 4. Yu JH, Fridrikh SV, Rutledge GC. Production of submicrom- of the process. A reservoir made of steel showed low eter diameter fibers by two-fluid electrospinning. Advanced productivity, as did polypropylene, which is normally Materials 2004; 16(17):1562–1566. used for the production of reservoirs, and also a wood- 5. Hyung KG., Cho S, Kim WD. Stability analysis for multi-jets en reservoir. On the contrary, the highest productivity electrospinning process modified with a cylindrical electrode. was reached by a glass reservoir. The results of the ex- European Polymer Journal 2006; 42(9): 2031-2038. periments are consistent with the results obtained us- 6. Komarek M, Martinova L. Design And Evaluation Of Melt- ing the FEM models. Electrospinning Electrodes. Proceedings of 2nd NANOCON International Conference Olomouc 2010; 72-77. 7. Altshuller, G. The Innovation Algorithm: TRIZ, systematic in- Conclusion novation and technical creativity. Worchester, Massachusetts: Technical Innovation Center, 1999. The paper deals with the possibility of influencing 8. Lepšík, P., Petrů, M., Novák, O. Increasing of Car Seat Safe- the productivity of nanofibres produced by the elec- ty Using TRIZplus-FOS Method. In. Proceedings of the 13th trospinning method Nanospider. Innovations in the World TRIZ Future Conference 2013, 659-666. design were achieved using the TRIZ method. The 9. Lepšík, P.; Petrů, M.; Novák, O. Reduce of Head Injuries Dur- structural design was verified using a FEM model and ing Whiplash Using TRIZ Methodology. In. Modern Methods then experimentally directly on a line of the company of Construction Design, Lecture Notes in Mechanical Engi- Elmarco. From the results it is clear that the relative neering, Springer International Publishing, 2014, 471-476. permittivity of the material and structural design of the 10. Orloff, A. M. Modern TRIZ: A Practical Course with EASyTRIZ geometry of reservoir have a significant influence on Technology. Springer International Publishing, 2012. the effective productivity of the manufacturing proc- 11. Altshuller, G. et al. Tools of Classical TRIZ. Farmington Hills, ess. A reservoir made of steel showed low productivity, MI: Ideation International Inc, 1999. as did polypropylene, which is normally used for the 12. Petrů M, Novak O, Vejrych D, Lepsik P. FEM study of the strain production of reservoirs, and also a wooden reservoir. kinematics in the 3D nanofibrous structure prepared by the elec- On the contrary, the highest productivity was reached trospinning process, Applied Mathematics 2013; 4(5a), 80-90. by a glass reservoir. It can be said that the intensity of 13. Petru M, Novak O, Lepsik P. Increase of the efficiency of the the electrostatic field is critical to the productivity of production lines for the spinning of inorganic nanofibers by electrospinning and that the permittivity of the mate- the electrostatic field intensity optimization. MM Science rial has a significant influence on the process [17]. Journal 2012; 4:382-385. 14. Dekys M, Broncek J. Measuring Strain of the Lattice Towers, Communications – Scientific Letters of the University of Zili- Literature na 2012;14(3):39-42. 15. Petru M, Novak O, Herak D, Simanjuntak S. Finite Element 1. Petrů M, Novák O, Ševčík L, Lepšík P. Numerical And Exper- Method Model of the Mechanical behaviour of Jatropha Cur- imental Research Of Design Optimization Of Baths For The cas L. Seed under Compression Loading. Biosystems Engi- Production Of Nanofibers By The Electrospinning. Applied neering 2012; 111(4): 412-421. Mechanics and Materials 2014; 486:157-162. 16. Herak, D.; Kabutey, A.; Petru, M.; Hrabe, P.; Lepsik, P.; Si- 2. Petrů M, Novák O, Ševčík L, Lepšík P. Analysis And Measure- manjuntak, S. (2014). Relaxation behaviour of Jatropha curcas ment Of The Charge Intensity Of The Selected Electrospinning L. bulk seeds under compression loading, Biosystems Engi- Electrodes. Applied Mechanics and Materials 2014; 486:217- neering, Vol. 125, pp. 17-23. ISSN 1537-5110. 222. 17. Lepšík, P.; Petrů, M.; Novák, O.; Ševčík, L.: System Solutions 3. Wang X, Niu H, Wang X, Lin T. Needleless Electrospinning of for Increasing Nanofibre Production through TRIZ. In. Jour- Uniform Nanofibers Using Spiral Coil Spinnerets. Journal of nal of the European TRIZ Association INNOVATOR. Vol. 1, Nanomaterials (2012); 1-9. Nr. 1, November 2014, pp 51-56, ISSN 1866-4180 Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Toroidinių KS magnetinių laukų apibendrintas modelis

Rimantas Matuliauskas Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija, Antakalnio g. 54, LT-10303 Vilnius; e. p.: [email protected]

Anotacija. Šiame straipsnyje pateikiamas toroidinės kreipiamosios sistemos (KS) apibendrintas matematinis modelis. KS magnetinio lauko (ML) pasiskirstymo funkcijos randamos pasirinkus potencialo dvigubo sluoksnio (naudojant ritelę) ir potencialo viengubo sluoksnio, įvertinus magnetolaidžio įtaką, teorijas. Pirmajame modeliavimo etape rastas ritelės generuojamo ML potencialas magnetolaidžio paviršiaus taškuose, antrajame etape, įvertinus magnetolaidžio reakciją per fikty- viųjų krūvių pasiskirstymą jo paviršiuje, suformuota dvimatė integralinė lygtis krūviams surasti. Ją transformuosime į seką vienmačių integralinių lygčių, kurios yra žymiai paprasčiau ir tiksliau išsprendžiamos. Tai atliekama apibrėžus integran- dus – fiktyviuosius krūvius – Furje eilute bei fundamentalųjį Laplaso lygties sprendinį – Ležandro funkcijomis. Sumuojant abiejų sluoksnių potencialus randamas ML pasiskirstymas bet kuriame erdvės taške. Pagrindinės sąvokos: kreipiamoji sistema, magnetinis laukas, potencialas, integralinė lygtis, fiktyvus magnetinis krūvis.

Įvadas mažas dydis. Schemiškai tokios KS išilginis radialinis pjūvis pavaizduotas 1 pav. Dėl magnetolaidžio magne- Darbe [1] buvo aptarti toroidinės konstrukcijos tinių savybių tiesiškumo magnetinis laukas tokios KS KS veikimo principai, praktinio pritaikymo sritys bei gali būti surandamas taikant superpozicijos principą pasiūlytas tokių įrenginių matematinis modelis, kurio ritės ir magnetolaidžio kuriamiems laukams. Nagrinė- ypatumas – ritelių vijų visiško prigludimo prie magne- sime atvejį, kai ritės vijos yra bet kokiu atstumu nuo tolaidžio paviršiaus reikalavimas. Tačiau praktikoje rei- magnetolaidžio paviršiaus taškų (1 pav.). kia, kad tokio suvaržymo neliktų. Įvairių elektronikos Tokios konstrukcijos KS magnetinio lauko pasis- įrenginių generuojamiems magnetiniams laukams nu- kirstymui erdvėje surasti reikia keturių skaičiavimo statyti yra naudojami teorinis ir empirinis metodai. Be etapų. Pirmajame yra nustatomas ritelių kuriamas didelio darbo imlumo bei KS konstrukcijų optimizavi- potencialas; antrajame – magnetolaidžio fiktyvių ma- mo galimybių ribojimo taikant empirinį metodą reiktų gnetinių krūvių potencialas; trečiajame – iš integrali- akcentuoti ir padidinto tikslumo poreikį siekiant, ypač nės lygties surandami magnetiniai krūviai; ketvirtaja- mikroschemų gamyboje, elektronikos gaminių aukš- me – toroidinės KS magnetinio lauko pasiskirstymas čiausios kokybės. Šiuo atveju svarbu minimizuoti elek- erdvėje. troninio pluoštelio aberacijas puslaidininkių paviršiaus Pagal analogiją naudojant balno tipo riteles [2] to- taškuose, tam pasitelkiami patys moderniausi analiti- roidinių ritelių kuriamas magnetinio lauko potencialas niai metodai. Straipsnio tikslas – sukurti apibendrin- erdvės taške rt gali būti rastas išsprendus lygtį: tos konstrukcijos toroidinių KS magnetinių laukų pa-  0.25    1  siskirstymo erdvėje tikslų matematinį modelį. Φ()r = n ()r n ∗∇   dS, (1) t π ∫ 0  −  S   r rt   čia S – ritės paviršiaus plotas, n – normalės į šio pavir- Teorinė dalis 0 šiaus taškus vienetinis ortas, n ()r – magnetinio lauko Siekiant apibrėžti toroidinių KS magnetinių laukų šaltinio – ritelių ampervijų, iw – dvigubo sluoksnio struktūras reikėtų pasinaudoti potencialo teorija. To- tankio funkcija, kuri reiškiama Furje eilute;  roidinės KS konstrukcija susideda iš ritės ir magneto- n ()r = ∑bm sin mb, m ∈1,3,5..., laidžio šerdies, kurio µ » 1, o jo potencialas – nykstamai m π (2) 0.25 2 = w b b bm ∫i sin m d . π 0  Orto n0 ir atvirkštinės atstumo tarp integravimo ir stebėjimo taškų funkcijos gradiento skaliarinė sandauga yra lygi [2] :

  1  − ∗∇  = − 3 − b − b n0     ud []p R cos()t , (3)  r − rt 

2 2 2 0.5 čia d = [R + Rt + ζ − 2RRt cos()b − bt ], −0.5 ()1 2 ()1 u = []1+ ()R , p = R − R ζ , ζ = z − zt .   1 pav. Toroidinės KS išilginis pjūvis = ± Ritės z = z1, z = z2 paviršiaus segmentuose n0 k,

Toroidinių KS magnetinių laukų apibendrintas modelis 75

o šių segmentų taškuose skaliarinė sandauga (3) yra Φ()rt = ∑ jm sin mbt , (11) m     1  −3 n0 ∗∇   = ±ζd , (4)     0.5  b  1 1 p 1  z − z b 1   r − rt  j = m ϑ + ϑ − ϑ + t m ϑ r m ∫∫()m−0.5 m+0.5 0.5 m−0.5 dz m−0.5d  , 2R R Rt Rt r R t zi   g  o – atvirkštinės trečiojo laipsnio atstumo tarp integra- (12) 0.5  b  –1 p  z − z b  vimo ir stebėjimo taškųj funkcija,= remiantism ϑ gautąją1 + ϑ d1 − ϑ1 + t m ϑ1 r m ∫∫()m−0.5 m+0.5 0.5 m−0.5 dz m−0.5d  , reikšme [1], yra lygi: 2R R Rt Rt r R t zi   g  −3 2 2 2 −1.5 čia j – ritelių kuriamo potencialo pasirinktame taš- d = [R + Rt + ζ − 2RRt cos()b − bt ]= m −1.5 −1.5 (5) ke harmonikos amplitudė; indeksais ‚i‘ ir ‚g‘ pažymėtos = ()2RRt ()ξ − cos υ , ritelių išilginių vijų (z1 < z < z2) ir galinių vijų (z = z1,

z = z2) kontūrinės linijos segmentai, 2 R − + ζ 2 1∗3∗5,...,()2()2n + m + µ −1 ξ = + {()Rt }υ = b − b µ −µ −()µ +0.5 1 , t . (6) ϑm−0.5 = 2 ξ 2n+m ()2R Rt ∑ n n! ()n + m ! ()4ξ 1∗3∗5,...,()2()2n + m + µ −1 ϑ µ = −µ ξ −()µ +0.5 , (13) m−0.5 2 ∑ 2n+m KS ričių potencialas, kai jos konstrukcija yra api- n n! ()n + m ! ()4ξ brėžta lygybėmis (1), gali būti apskaičiuotas bet kuria- Įvertinus Γ ir F funkcijų trupmeninių argumentų me erdvės taške pasitelkus dvimatį integralą (1). Ta- savybes [3, 4], ji perteikta (8) išraiška. čiau gerokai racionalesnis būdas, ypač turint galvoje Antrajame skaičiavimo etape nustatomas magneto- magnetolaidžio reakcijos į išorinį magnetinį lauką su- laidžio fiktyvių magnetinių krūvių potencialas [2]: radimą, transformuoti integralą (1) į vienmačių inte- gralų seką pasinaudojant lygybėmis [3]: Ψ()rt = ∑ψ m sin mbt , , (14) m −µ−0.5 0.5µ iµπ ()ξ − cos υ e 0.5π Γ()µ + 0.5 ()ξ2 −1 = 0.5 s m 0 µ µ (7) ψ m = ϑm−0.5 dl , , (15) = Θ−0.5 ()ξ + 2 Θχ ()ξ cos()nυ , ∫ ∑ 2R L R n t 1 0 µ čia ϑm−0.5 =ϑm−0.5 µ =0. µ iµπ −χ−1 Γ()χ + µ +1 Θχ ()ξ = e 2 π Γ()µ +1.5 Trečiajame skaičiavimo etape, sulyginus (12) ir (15) µ iµπ −χ−1 Γ()χ + µ +1 išraiškas, magnetolaidžio paviršiaus taškų aibėje for- ξ = π µ Θχ () e 2 −χ−µ−1 0.5 −2 Γ()µ +1.5 ξ ()ξ2 −1 × F(0.5χ + 0.5µ + 0.5, 0.5χ +(8)0.5µmuojamos+1; χ +1 vienmatės.5; ξ ), integralinės lygtys 0.5µ 0.5 s −χ−µ−1 2 −2 j = m ϑ 0 ξ − × F(0.5χ + 0.5µ + 0.5, 0.5χ + 0.5µ +1; χ +1.5; ξ ), m m−0.5 dl, , (16) ()ξ 1 2R ∫ R t L1 µ čia Θχ – antrosios rūšies Ležandro funkcija, F – hiper- kurias išsprendus apibrėžiamos fiktyvių magnetinių s geometrinė funkcija, išreikšta per gama Γ funkcijas [4], krūvių harmonikos m. Visos toroidinės KS magneti- χ = n − 0.5 , n – natūrinis skaičius. nio lauko potencialas bet kuriame erdvės taške suran- Ritelių (1), į kurias įrašius (7) ir (8) išraiškas ir pa- damas sumuojant (11) ir (14) potencialus. sinaudojus trupmeninių Γ funkcijų savybėmis [3], po- Ketvirtajame skaičiavimo etape surandamas ma- tencialo raiška: gnetinio lauko stipris erdvės taške rt :

−1.5       R p − R cos υ  = − Φ + Ψ = rit + mag Φ = t n t 1 ξ + 1 ξ Hυ bgrad[]()rt ()rt H H . (17) i ()rt 2 Θ−0.5 () 2∑ Θχ ()cos()n d dz, π ∫∫ 2 4 S R()ξ −1  n  i (9) Fiktyvių magnetinių krūvių kuriamo magnetinio −1.5  Rt p − Rt cos υ  1 1  lauko stiprio komponentės yra [1]: Φ ()r = n Θ−0.5 ()ξ + 2 Θχ ()ξ cos()nυ dbdz, i t 2 ∫∫ 2  ∑  4π n Si R()ξ −1     mag −1.5 s m 1 1 − H = −()2R  ()ϑ −ϑ dl cos()mb  R 1.5 ζ  b t ∑ ∫ m−1.5 m+0.5 t t 1 1 m L R  Φ ()r = n Θ−0.5 ()ξ + 2 Θχ ()ξ cos()nυ dbdR,  1  g t 2 ∫∫ 2  ∑  4π n (18) S g R()ξ −1     mag −1.5 s m 1 1 −1.5 H = −()2R  (10) ϑ −ϑ dl cos()mb  R ζ   b t ∑ ∫ ()m−1.5 m+0.5 t , t 1 1 m R Φ ()r = n Θ−0.5 ()ξ + 2 Θχ ()ξ cos()nυ dbdR, L1  g t 2 ∫∫ 2  ∑  4π S R()ξ −1  n  g   čia indeksais ‚i‘ ir ‚g‘ pažymėtos ritelių išilginių vijų mag −1.5 s  1 2R 1 1  H = −()2R  m Θ − t Θ + Θ dlsin()mb (z < z < z ) ir galinių vijų (z = z , z = z ) ploto segmen- R t ∑ ∫ m−1.5 m−0.5 m+0.5 t 1 2 1 2 m R  R  L1  tai bei jų kuriami potencialai. (19)   Įrašius į gautąsias (9) ir (10) lygtis− 1ritelių.5 dvigubos  2R  mag = − m Θ1 − t Θ1 + Θ1 b sluoksnio tankio funkcijąH R (2) ir ()jas2R pagalt ∑ b suintegra∫ - m−1.5 m−0.5 m+0.5 dlsin()m t , m  R  R   vus gaunama: L1  76 Matuliauskas R.

   rit −1.5 bm mag 1 s m 1 = + H R 0.5()2Rt ∑  1.5 [()Rg Rt H z = −  Θm−o.5dl sin()mbt ∫ ∑ ∫ . (20) m L R R 2R m R t t L1  2 2 R  2 2 2 2  (ϑm−1.5 + ϑm+0.5 )− ϑm−2.5 + (2 p + Rϑm−0.5 )+ ϑm+1.5 − (28) Surasim ritelių kuriamo magnetinio lauko stiprio 2  R  komponentes. Jų pirminė raiška : − R(ϑ1 + ϑ1 )]dl}(sin mb ),  m−1.5 m+0.5 t ∂Φ()r 0.25  ∂   1  rit = − t = − n ∗∇  H b ∫ ()r n0    dS, ∂b π ∂b − −1.5  b  Rt t Rt S t   r rt  rit rit −1.m5 bm2 2 2 2 2 2   H = 0.5H()2R= 0.5()2R [ζ (2gϑ −ζ 2−gϑϑ+ −−ϑϑ− )+−ϑ + (21) z z t ∑ t∫ 1.5∑ ∫ 1.m5 [0.5(mm0−.05.5 mm0+.05.5 m−0.5 )    m R R ∂Φ()r 0.25  ∂   1  L m L H rit = − t = − n ()r n ∗∇   dS, (29) b ∫ rit  0 −1.5   bm 2 2 2 ()1 1 ()1 1 R ∂b πR H ∂=b0.5()2R r − r [ζ (2gϑ −ϑ +−ϑ2RR )ϑ+m2−0RR.5 ]dlϑ}(sin m]dlbt}()si,n mb ) , t t t S z t  t ∑ ∫t 1.5 m−0.5 m+0.5 m−0.5 m−0.5 t m L R () + 2RR 1 ϑ 1 ]dl}(sin mb ) , čia g = p / R ; dl → dz kai integravimo ribos yra z > z > z m−0.5 t   t 1 2 rit ∂Φ()rt 0.25  ∂   1  H = − = − n ()r n ∗∇   dS, (ritelių išilginių vijų segmentai) ir dl → dR, kai z = z1, R ∂R π ∫ ∂R 0  r − r  t S t   t  z = z2 (ritelių galinių vijų segmentai). (22) Dekarto koordinačių sistemoje magnetinio lauko      rit ∂Φ()rt 0.25  ∂   1  r H = − = − n ()r n ∗∇   dS, stiprio komponentės erdvės taške t yra: R ∂ π ∫ ∂ 0  −  Rt S Rt   r rt    mag rit mag rit H x = −()H b + H b sin bt + ()H R + H R cosbt ,       mag rit mag rit rit ∂Φ()r 0.25  ∂   1  = + b + + b (30) = − t = − n ∗∇  H y ()H b H b cos t ()H R H R sin t , H z ∫ ()r n0   dS . ∂ π ∂  −   mag rit zt S zt   r rt  = +  (23) H z H z H z .  ∂Φ()r 0.25  ∂   1  rit = − t = − n ∗∇  H z ∫ ()r n0    dS . Taigi nustatėme analitinį ryšį tarp KS konstrukci- ∂zt π ∂zt  r − rt  S    ją apibrėžiančių parametrų ir magnetinio lauko pasis- Išdiferenciavus šių komponenčių pointegrines kirstymo erdvėje. Tai palengvina elektroninių optinių funkcijas gaunama : charakteristikų preciziniuose elektronikos įrenginiuo- se optimizavimą. rit 0.25  −5 −3 H b = − n ()r [3d RR ()p − R cosυ sinυ − R d sinυ]dS, πR ∫ t t t t S (24) Išvados rit 0.25  −5 −3 H b = − n ()r [3d RR ()p − R cosυ sinυ − R d sinυ]dS, πR ∫ t t t t S 1. Nustatytas analitinis ryšys tarp toroidinio tipo api- 1  H rit = − n ()r [3d −5 ()p − R cosυ ()R − R cosυ + d −3 cosυ]bendrintosdS, kreipiamosios sistemos konstrukcijos R 4π ∫ t t S (25) parametrų ir jos generuojamo magnetinio lauko 1  rit = − n −5 − υ − υ + −3 υ charakteristikų. H R ∫ ()r [3d ()p Rt cos ()Rt R cos d cos ]dS, 4π S 2. Dvimatės integralinės lygties, apibrėžiančios fikty- 1  − () − vių magnetinių krūvių pasiskirstymą magnetolai- H rit = n ()r [3d 5ζ ()p − R cosυ + R 1 d 3 ]dS. (26) z ∫ t džio paviršiuje, transformavimas į vienmates pa- 4π S didina kreipiamosios sistemos magnetinio lauko Į šias (24)÷(26) išraiškas įrašius ritelių dvigubo skaičiavimo tikslumą. sluoksnio tankio funkciją (2), o atvirkštinius 3 ir 5 3. Siekiant magnetinio lauko tikslumo ir didinant laipsnių tarp integruojamojo ir stebėjimo taškų ats- harmonikų skaičių nebūtina perskaičiuoti jau su- tumus aproksimavus Ležandro polinomais, jas suinte- rastų lauko harmonikų charakteristikų. gravus pagal kintamąjį β, gaunama:

−1.5  b rit = m ϑ 2 −ϑ 2 − Literatūra H b 0.5()2Rt ∑  1.5 [g()m−1.5 m+0.5 ∫ R m L (27) 2 2 1 1 1. Matuliauskas, R. Toroidinių KS magnetinių laukų modeliavi- 0.5()ϑm−2.5 −ϑm+1.5 −ϑm−1.5 +ϑ m+0.5 ]dl}(cos mbt ) , mas. In Technologijos ir menas, 2012, Nr. 3, p. 44–46. 2. Matuliauskas, R. Determination Functions of Magnetic Fields

−1.5  b Saddle-type DY. In Elektronika ir elektrotechnika, 2008, Nr. 5, ritrit = −1.5 bm m + ϑ2 2 + ϑ2 2 − HHR R = 0.05.()52()R2Rt t ∑ 1.5[()Rg[()Rg+ RRt t(ϑ(m−m1.−51.5+ ϑm+m0+.50.)5−) ∑ ∫∫ R1.5 p. 37–40. m mLLR  rit −1.5 bm 2 2 3. Бейтмен, Г.; Эрдейи, А. Высшие трансцедентные функции. −H1.5 =0.5b()2R ()Rg + R ϑR  + ϑ 2 −  rit R m t ∑ ∫ 2 1.5 [ 2 t (R m−1.25 2 m+20.5 )2 2 2 2  1 1 1 1 H = 0.5()2R  [()Rg + R (ϑ − + ϑ + )− ϑϑ − ++ ()2 p++ Rϑϑ − ++ϑϑ + −− Rϑ(ϑ − ++ϑϑ + )]dl}(}(sin mbМосква:b) ), Наука, 1973. R t ∑ ∫ 1.5 m tL Rm 1.5 m 0.5   m−m2.52.5 ()2 p R m−m0.50.5 m+m1.51.5  R(m−m1.51.5 m+m0.50.)5]dl sin m t t, m R 22  RR  L   4. Справочник по специальным функциям. Москва: Наука, R  2  ϑ2 + + ϑ2 + ϑ2 − ϑ1 + ϑ1 b R  2 2  m−22.5 ()2 p2 R m−0.5 1 m+1.51 R(m−1.5 m+0.5 )]dl}(sin m t ), 1979. ϑm−2.5 + ()22p + Rϑm−0.5 R+ ϑm+1.5 − R(ϑm−1.5 + ϑm+0.5 )]dl}(sin mbt ), 2  R  Toroidinių KS magnetinių laukų apibendrintas modelis 77

GENERAL MODEL of MAGNETIC FIELDS core is assumed infinite permeability, charge density of TOROIDAL – TYPE DY can be finding from integral Fredholm equation of the first kind. This equation is two dimensions, so it can be Rimantas Matuliauskas converted to series simple integral equations. For this purpose one part of integrand – fictitious charges – are Vilnius College of Technology and Design determined with Furje series, other part – fundamental solution of Laplace equation – are determined with Abstract. In this paper is investigated magnetic field Legendre series. On the last stage strength of MF are (MF) of toroidal – type deflection yokes (DY), which founded on the specific form, which is suitable to cal- coils are in some distance from magnetic core. Distribu- culate deflection of pencil charge rays. tion of MF are found during the four stages. On the first Such method when MF structure is determined hav- stage deflection coils are changed as double layer mag- ing used series have much advantages. One of them netic dipoles, which density determined by coils am- is possibility to control precision of MF distribution. perwires distribution. Then according to the potential In practice that mean it is calculating some numbers theory are finding magnetic potential on the surface of harmonics of MF distribution and in case to raise the the magnetic core. On the second stage modeling mag- precision MF it is adding new harmonics without any netic potential from unknown fictitious charges den- recalculating having found. sity of the magnetic core. On the third stage are find- Keywords: deflection yoke, magnetic field, potential, ing these fictitious charges. In the case when magnetic integral equation, fictitious magnetic charge. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Design and implementation of improved automated, mobile construction projects monitoring system (MEVMS) based on Earned Value Management as an element of BIM in the execution stage

Andrzej Foremny, Paweł Kluczuk Warsaw University of Technology, Al. Armii Ludowej 16, Warsaw 00-637, Poland, [email protected], [email protected]

Abstract. Polish construction market received huge amount of European Union funds during years 2007-2013 and will receive even more during new budget perspective 2014-2020. Case studies of the most important and valuable Polish construction projects especially in the Design and Build formula (e.g. highways, Warsaw Metro) [6] show that it is very difficult to finish projects on time and within planned cost. New high-efficiency mobile tools for cost and schedule monitoring are needed in order to increase profitability of construction projects [9,10,11]. As a response to this requirements the Mobile Earned Value Monitoring System (MEVMS) was developed and implemented in one of the office construction projects in Poland. New tool is an element of BIM [7] and uses mobile computing technologies. Project manager can use mobile devices (smartphones, tablets etc.) to enter cost, schedule and progress data to the EVM monitoring system. The core of the system receives input data and calculates EVM progress indicators e.g. Budget Cost of Work Performed (Earned Value), Actual Cost of Work Performed, Cost Performance Index, Schedule Performance Index, Estimated Cost at Completion and Estimated Time at Completion. Different users have authenticated access to the MEVMS system and can observe project performance reports “online” using mobile devices. The summary of the paper presents effects of the system upgrade (automatic delay/cost overrun reports), implementation, other application possibilities (e.i. keeping record for claim management) and further possibilities of system upgrading (Augmented Reality). Keywords: Building Information Modeling (BIM), claims, Earned Value Management (EVM), mobile computing, project monitoring.

Introduction gress with regard to time, cost and scope [13,14]. This method is a tool that analyses the project performance The dynamic development of the construction indus- factors and forecast project future performance. This try in the beginning of the twenty-first century, manifes- method can also be applied to the already finished pro- ting construction of higher, bigger and more complicated ject in order to show analytical and graphical characte- structures in connection with the necessity to minimi- ristics of its time and cost performance. ze cost, time and fulfill the conditions of sustainability Essential features of EVM are listed below: require the use of new, more efficient tools in constructi- • PV (Planned Value) – planned cost according to the on project management. A high level of complexity of the financial schedule; project, wide scope of works , high level of specialization, • EV (Earned Value) – project progress measured as frequent and significant changes in the design documen- a planned cost of work performed until the date of tation and technology make it very difficult to efficiently inspection; manage construction projects without modern tools for • AC (Actual Cost) – real, actual cost of work perfor- the design, execution and information exchange. Buil- med; ding Information Modeling seems to be a response to the • BAC (Budget At Completion ) –total planned cost needs of present and future construction projects. Case of the project. studies of the largest construction projects carried out in PV, AC, and EV are function of time and can be pre- Poland in recent years show that often construction costs sented in the form of figures on a graph. PV figure is and realization time are exceeded. This research aim was created in the planning phase of the project, while the edesign and implementation of efficient monitoring sys- AC and EV figures are determined on the basis of data tem of the construction works progress and cost in the collected during the monitoring of the project. [15] execution phase of construction projects. In this paper the Data from graph figures AC, PV and EV is the ba- Mobile Earned Value Monitoring System (MEVMS) of sis for the calculation of further indicators. They can construction works was introduced which can be an ele- be divided into two groups: indicators that are used to ment of Building Information Modeling. Case study with monitor project actual progress and indicators that are the system implementation was conducted on the office used to forecast further costs and progress basing on construction site in Poland. results already achieved. 1.1. EVM monitoring indicators: 1. Earned Value Management description Cost Variance CV = EV – AC (1) The aim of Earned Value Management is the effective monitoring of the project performance and pro- Schedule Variance Design and implementation of improved automated, mobile construction projects monitoring system (MEVMS) based on Earned Value Management as an element of BIM in the execution stage 79

SV = EV – PV (2) metimes even undesirable when these information are unfavorable. In conclusion the mobile EVM monito- Cost Variance by percentage ring system was designed that could be used by Client’s EV − AC Inspector to increase quality and speed of monitoring CV % = 100 ⋅ (3) schedule and cost on a construction site. EV Mobile EVM monitoring system framework is pre- Schedule Variance by percentage sented on figure 1. All the system modules can be divided to 3 key groups: EV − PV SV % = 100⋅ (4) • system input (green color) – data collection, initial PV analysis and transfer to the system core; Cost Performace Index • system core (red color) – a platform receiving and processing data from the system input; EV CPI = (5) • system output (yellow color) – data transfer to the AC Client. Schedule Performance Index The participants of this structure are: Client, Ge- neral Contractor (including subcontractors), Design EV Team and Client’s Inspector. Client commisions exe- SPI = (6) PV cution of works that are conducted by General Con- tractor and the Design Team. In order to supervise the works in terms of schedule, cost and quality Client em- 1.2. EVM forecast indicators: ploys Inspector. EVM mobile monitoring system can be a valuable tool for Client’s Inspector. Estimated Cost at Completion First part of the system implementation is developing the system core – a platform where the data can There are optimistic and pessimistic indicators, be stored, processed and accessed remotely (using mo- which depending on the assumed relationship between bile cloud computing). The decision should be made planned and actual costs have different forms. which parts of the construction process will be moni- If the project cost is lower than planned (CPI> 1): tored by the system. Design documentation including BAC time schedules, cost plans and drawings should be ca- EACOPT = (7) refully analyzed and entered to the calculation sheets CPI of the core. It is more convenient to perform this stage with the use of desktop computers or notebooks rat- EACPES = AC + BAC − EV (8) her than small mobile devices. Complete system core If the project cost is higher than planned (CPI<1): should have all planned data entered – Budget Cost of Work Scheduled for the whole time of realization. Also BAC EACPES = (9) cells, formulas and charts of EVM factors for future CPI data entry should be prepared at this stage. When the construction starts system input is used = + − (10) EACOPT AC BAC EV for real-time data collection from a construction site. Estimated Time at Completion Each time the inspection is made Budget Cost of Work Performed data should be entered with the use of mo- OD − (ATE ⋅ SPI) bile devices (smartphones, tablets, notebooks etc.). ETTC = ATE + (11) SPI Mobile devices must have access to the system core where: via internet. Data entry can be done daily, weekly or ATE – time from the beginning of the project until monthly depending on the type and scope of moni- date of inspection tored works. Data concerning Actual Cost of Work OD – project planned time of realization Performed can be put rather after billing period is finished – then regular and additional cost can be as- signed to particular works. System core should have 2. Mobile EVM monitoring system description built-in error detection that signals obvious data errors for example entering finish time earlier than start time. According to the actual Code of Construction Law The system core engine automatically processes data in Poland there are 4 participants of construction pro- that is entered during inspection. As an effect EVM in- cess: Client, Client’s Inspector, Design Team and Site dicators are calculated and EVM graphs are created in Supervisor. For the Client it is very important to recei- the system core. ve accurate and reliable information concerning work System output allows Client to have a real-time ac- schedule and cost as quickly as possible. From the cess to the mobile EVM monitoring system. Access to Contractor point of view it is not so important and so- the cloud platform with system core is granted through 80 Foremny A., Kluczuk P.

Figure 1. EVM mobile monitoring system framework. personal login and password. With the use of mobile also uses the method of earned value. Improving the devices with internet connection Client can see an up- mobile EVM system included the programming of se- to-date schedule and cost monitoring of the ongoing veral macros written in Visual Basic. As a result, during project. Client could also receive electronic reports of the mobile data entry of the progress of works, user monitoring and alerts when EVM indicators have cri- can click a button, resulting in an automatic checking tical values or significant changes. of the sheet in terms of delays/cost overrun. Cells re- The initial version of the mobile EVM system did presenting works in which the work delays are greater not have the possibility of automatic reporting of cost/ than 20% of baseplan are automatically highlighted in time overrun. New research was conducted and mobi- red. At the end of data input at the sheet user is promp- le EVM system was upgraded. The innovative solution ted to a button that activates automatic e-mail report

Figure 2. Mobile EVM monitoring system core table showing Earned Value (EV). Design and implementation of improved automated, mobile construction projects monitoring system (MEVMS) based on Earned Value Management as an element of BIM in the execution stage 81 delivery to the investor or any other participant in the and the foundation on diaphragm walls with founda- construction process. Email contains a short message tion slab. The monitoring included structural elements about delays and attachment sheet, which shows which (slabs, walls, columns, beams) and has been started on works are delayed. The system works on desktop com- 1st January 2014. The system core was placed on 2 dif- puters and mobile devices with Windows. The innova- ferent cloud platforms – Google Drive for smartphone tive solution has been implemented and tested in the Samsung S3 Mini and Microsoft OneDrive for Nokia company and can be offered as a product. Lumia 625. The results of the first 4 months were presented in this paper. One of the system core tables is presented in figure 2 as an example. MEVMS mobile 3. Case study data entry was presented on Figure 4. MEVMS analysis showed that EV was higher than Mobile EVM monitoring system was implemented PV during almost whole time of the monitoring only on a construction of an office building in Warsaw. The without the period from 16th March to 3rd April 2014 building will have 2 underground and 5 overground (Figure 3). It showed that during most time the project levels, dimensions in plan 73x33m and the height 20m. was ahead of schedule (max. SPI=1,33). AC was equ- Main construction elements will be reinforced concrete al to EV because there were no cost overruns (CV=0;

Figure 3. Mobile Earned Value Monitoring System (MEVMS) core. PV, AC and EV indicators change in time.

Figure 4. Smartphone application of Mobile Earned Value Monitoring System (MEVMS) on a construction site. Nokia Lumia 625 (left), Samsung S3 Mini (right). 82 Foremny A., Kluczuk P.

Figure 5. Bad quality of reinforced concrete elements.

Figure 6. Macro Validate EV Design and implementation of improved automated, mobile construction projects monitoring system (MEVMS) based on Earned Value Management as an element of BIM in the execution stage 83

Figure 7. Testing of automatic delay reports (MEVMS upgrade)

CPI=1,00; EAC=const.). Unfortunately there were si- voice commands from the inspections could be added gns of rush observed during inspections and their ne- and Augmented Reality application could be conside- gative influence to the quality of the elements (Figu- red. Further works on upgrading Mobile Earned Value re 5): concrete cracks, not proper concrete cover and Monitoring System will be performed on Civil Engine- reinforcement arrangement. ering Faculty at Warsaw University of Technology.

Summary References

The paper presents innovative way of Earned Value 1. Aziz Z., Anumba C.J., Ruikar D., Carrillo P., Bouchlaghem D., Management application to the construction project. (2006). Intelligent wireless web-services for construction — a Upgraded Mobile Earned Value Monitoring System review of the enabling technologies, Automation in Construc- seems to be a valuable tool for Clients to execute real- tion 15 (2006) 113–123; time control of time and cost performance. However 2. Abduh M., Skibniewski M.J. (2000). Web-based project main the next step the system should be upgraded. Data nagement for construction: search for utility assessment tools, entry using standard smartphone spreadsheets can Invited Keynote Paper, Proceedings of INCITE 2000, Hong be sometimes inconvenient on a construction site. In Kong Polytechnic University, 17–19 January; conclusion the professional mobile application with 3. Abduh M., Skibniewski M.J., (2002). Utility assessment of voice commands should be developed that imports Electronic Networking Technologies for Design-Build pro- time and cost data from BIM model. Also photos and jects. Automation in Construction 12 (2002) 167–183; 84 Foremny A., Kluczuk P.

4. Benjaoran V. (2009). A cost control system development: a 9. Kim C., Park T., Lim H., Kim H. (2013). On-site construction collaborative approach for small and medium-sized contrac- management using mobile computing technology. Automati- tors, International Journal of Project Management 27 (3) (2009) on in Construction 35 (2013) 415–423; 270–277; 10. Kim E., Wells Jr. W.G., Duffey M.R., (2003). A model for effective 5. Changyoon K., Taeil P. , Hyunsu L., Hyoungkwan K.(2013). implementation of earned value management methodology, In- On-site construction management using mobile computing ternational Journal of Project Management 21 (2003) 375–382. technology. Automation in Construction 35 (2013) 415–423; 11. Lee N., Rojas E.M. (2014). Activity Gazer: A multi-dimensio- 6. foremny A. (2013). Zastosowanie Metody Wartości Wypraco- nal visual representation of project performance. Automation wanej (EVM) do analizy finansowo-czasowej przedsięwzięcia in Construction 44 (2014) 25–32; inwestycyjnego o charakterze budowlanym, Materiały Budow- 12. McConnell D., (1985). Earned value technique for performan- lane, 12/2013, s. 56-59; ce measurement, ASCE J. Manag. Eng. 1 (2) (1985) 79–94; 7. foremny A. (2013). Wykorzystanie BIM w fazie wykonawczej 13. PMI (2012). A Guide to the Project Management Body of przedsięwzięć budowlanych, Materiały Budowlane, 12/2013, s. Knowledge, Fifth Edition, USA, 2012; 82-85; 14. Połoński M. Materiały pomocnicze z metody Earned Value 8. Jui-Sheng Chou, Hung-Ming Chen, Chuan-Chien Hou, Chun- Management (EVM); Wei Lin. (2010). Visualized EVM system for assessing project 15. Webb A. (2008). Wartość wypracowana w praktyce. Proed, performance. Automation in Construction 19 (2010) 596–607; 2008; Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Mechanical-Stabilized Earth and Gabion Walls as a Part of Transport Infrastructure (Experience of the Projection and Construction)

A. A. Zaytsev Moscow State University of Railway Engineering, Moscow, Obraztsov str.9, stroenie 9, [email protected]

Annotation. The development stages of the subgrade reinforcing technology with using of the mechanical-stabilized earth and gabion walls are presented. At this row is the construction site, Yugo-Zapadnaya Railway, Ukraine, Khmelnitsky area; earth walls on Gorkovskaya Railway; mechanical-stabilized embankment to Andreyevsky Bridge in Moscow; mechanical-stabilized embankment at the line Moscow – Sheremet’evo Airport. During this construction sites the principles of the projection modeling and monitoring where improved. Thus it was defined that the creation of the required consolidation of the backfill in the reinforced ground structure allows improving the interaction terms between the reinforcement material and the backfill soil. Reinforcement increases the angle of the inclination of a structure to the vertical one by means of the reinforcing material, the arised efforts in it, as well as the realization of forces resisting the pulling out of the reinforcing material and the soil shear along the reinforcing materials. For example, for the geosynthetic materials the empirical dependence were determined for the some material types. The obtained dependences can be used for calculations of stability in general and for the calculations of the stability of reinforced soil walls. The results of the reseaches where used in several editioon norms and standards for application on OJSC Russian Railways. Keywords: subgrade, monitoring, mechanical-stabilized earth walls, gabion walls, hexagonal-metal net, geosynthetics, pull-out testing

Introduction deep into the soil body towards the bed. Currently developing methods of vibration diagnostics allow to as- The exploitation length of railways is more than sess the state of the subgrade facility according to the 86000 km in Russian Federation. Over the last decade indications of dynamic parameters. There has always the freight loading amounts to 1.3 billion tons per year, been and is now a task to keep the subgrade in a safe while more than 140 million tons are carried on the condition. It especially concerns the heavy-traffic lines international railway network, i.e. about 11 % [1]. The and the lines reconstructed for high-speed trains to perspective polygons for heave haul train operation are provide their safe operation. In these cases reinforced Moscow – Smolensk (Big Moscow Railway Ring), Kuz- ground structures become one of the effective methods bass – North-West, Kurgan – Volgograd – the Azov of strengthening and stabilization of the subgrade [1]. Sea and the Black Sea basins. The heavy haul operation also exists and developing at Baikal-Amur trunk line, at the Eastern Polygons – the eastern parts of Trans- 1. Reinforced ground structures. The first Siberian trunk line and others. Nowadays there is the experience instruction to make up a train with the number of wagons up to hundred units and the train weight of more The Department of Track and TrackF acilities of the than 8000 tons. For example, for coal-ore routs this is Institute of Railway Track, Construction and Structu- 9000 tons and for oil routs – 8000 tons. res at Moscow State University of Railway Engineering In the last decade, the length of the subgrade (em- (MIIT) has been carrying out the assessment of the bankments, cuttings, etc) with defects and deforma- construction adaptability of reinforced ground struc- tions that had a negative affect on the transportation tures since 1988. A lot of engineers has paid attention process estimated 6–8 % of all railways operating in to the problems connected with different aspects in the Russia. Meanwhile, the largest decrease in deformation design and stability of reinforced ground structures. (5.9 %) had been achieved by 2008 with the implemen- A special attention in the research of such a kind is paid tation of special programme aimed at strengthening to the embankments, as to 70% of failures of the subgra- (reinforcing) the subgrade. de occurs just at the deforming and potentially dangerous One of the examples of the significant deformation on embankments. Different reinforced ground structures the traditionally structured subgrade (without strengthe- are applied to strengthen them: reinforced ground walls, ning by supporting structures) is the wash-out of the em- reinforced counter dams, gabion structures, anchor struc- bankment slope with the height of 16 m due to the eart- tures, tightening parts, bored piles and others. hquake in September 2004 on the Kaliningrad railway [2]. At MIIT the physical modelling with the help of The passing trains affect on the appearance of the the geotechnical centrifugal modelling unit was used response in the subgrade in the form of dynamic stres- to test the effectiveness of some methods of strengthe- ses in the ground and vibrations. The power of this ning of the embankments from 1989 to 1996. The phy- impact is reduced through the distribution of energy sical modelling was conducted for the embankment – 86 Zaytsev A. A. prototypes with the height from 7 up to 11 meters strengthening of the railways in operation – Picture 1a. without strengthening and with reinforcing of the em- As a result, several guidelines on structure design have bankments with the reinforced ground walls, reinfor- been worked out that are aimed at subgrade strengthe- ced non-woven materials and metallic nets, reinforced ning with reinforced ground structures (picture 1a). berms, and structures reinforced with anchors. Based In 1988 the first fulfilled facility of subgrade strengthe- on the research, technical solutions were worked out ning became reinforced ground wall on the South-West for strengthening of the embankments in operation, railway (Ukraine) – Picture 1b. Being worked out in MIIT including those ones which are in the most difficult by Vinogradov V. [3], the pioneer project for strengthe- conditions – the areas with pipe culverts. ning the embankment took into consideration the cons- The second impulse in modelling on the updated truction of a reinforced ground wall consisting of a verti- centrifugal unit ocurred in 2005-2010 thanks to the cal reinforced concrete wall of blocks with the thickness programme of physical modelling of subgrade facilities of 0.3 m, to which reinforcing elements were attached on the railways involving the Department of Track and on a horizontal plane with layered filling of drainage soil. track facilities of MIIT, FCC MostGeoCenter, NPO Reinforced concrete blocks were used as facing elements GeoMostProekt, together they studied more than 40 with the dimensions 2,36×0,58×0,30 meters, which models for the subgrade facilities. were installed on the strip foundation. The metal mesh To support the application of reinforced ground 100×100×4×4 mm was used as reinforcing elements co- structures, the research with the usage of phisical mo- vered with molten bitumen BN-3. The length of the wall delling on the centrifugal unit was started in MIIT toget- was 70 m, its width 4.0 m, the height of the wall is 4.0 m, her with the Siberian branch of SibTSNIIS (Novosibirsk) the length of nets – 4.5 m. The consumption of the mesh: in 1989. The results of this research were compared to 2 meshes with the width of 0.5 m to every facing block. the results of numerical modelling of the performan- In the early 90s several facilities involving the cons- ce of reinforced ground structures regarding subgrade truction of reinforced ground structures were built on the

Picture 1 The pioneers technical decisions with mechanical-stabilized earth walls a) The analysis ‘scheme and the main elements и основные элементы b) The experience construction site, Yugo-Zapadnaya Railway, Ukraine, Khmelnitsky area (Vinogradov V.V.1994).

Picture 2 The mechanical-stabilized earth walls on Gorkovskaya Railway a) with gabions on top b) with concrete blocks (photo Vinogradov V.V.) Mechanical-stabilized earth and gabion walls as a part of transport infrastructure 87

Gorky railway. The facilities presented reinforced ground of the obstacle in the form of the overpass road. The structures in the zone of pipe culverts – Picture 2. monitoring of this construction was organized by Pro- This work was done in the form of reports on phy- fessor Ashpiz E.S. group. As elements of reinforcement sical and numerical modelling, working out of designs (Picture 3) were used: geogrid Secugrid 400/60 (tensile and technologies, the selection of materials available at strength) and geotextile Stabilenka 200/45 for the rein- the market and construction of testing facilities. It also forcement of the approach embankment; metal anchors found its way into a number of the documents allo- attached to the “narrow” reinforced concrete wall. wing to carry out the design of structures with strengt- The next facility on our list is a projects carried out hening the subgrade. within the framework of the construction of a new line to deliver of the passengers to the Sheremetyevo airport in Moscow. The construction of the line towards the air- 2. Reinforced soil structures, the development port took place in 2007–2008 (the length of the line is 9 of the technology. km, the section of Sheremetyevskaya – airport). The need to adjust the group cross-section of the Since the early 2000s the design and construction embankment, namely the right side of the approach of reinforced soil structures has increased significant- embankment to the elevated road was caused by the ly and the problems being solved have become more restrictions in the profile development of the emban- complicated. There was a transition to the use of va- kment because of the existing motorway and the ne- rious geosynthetic materials as reinforcing elements. cessity to preserve the historic trees — oaks. Picture One of such facilities was the reinforced approach 4 shows the implementation of the project, including embankment to Andreevsky bridge in Moscow. The the dimensions of the vacated space in the place of the construction of this facility occurred in 2001 and was construction of a supporting wall. connected with the transfer of Andreyevsky Bridge in Due to the significant volumes of the required drai- Moscow. The engineering task on reinforcing of the ning soil for the construction of the facility, the delivery constructing approach embankment was being solved. was carried out from several quarries with different pa- On picture 3 shows the two views of the reinforced em- rameters of the materials and with accordingly different bankment, where: the left side of the embankment has requirements to the bulk density for the achievement of a slope of the conventional foundation, the right side the required coefficient of consolidation. The range of is limited by a narrow reinforced concrete wall because soil dampness was determined to provide a better den-

Picture 3 Mechanical-stabilized embankment to Andreyevsky Bridge in Moscow

Picture 4 Mechanical-stabilized embankment at the line Moscow – Sheremet’evo Airport 88 Zaytsev A. A. sity of soil while constructing the embankment in terms composition, the heterogeneity factor, the soil dam- of the delivery from the quarries (7–14 %). pness; the parameters of standard consolidation (the The supporting wall with the height of 6-7 meters maximum density of dry soil and the optimum soil and with the use of reinforcement elements in the form dampness); the filtration coefficient. of a flat geogrid, with the length of 8 meters and with Because of the complexity of construction, particu- the facing wall of gabions. The construction of the sup- larly in the spring when the soil was waterlogged, the porting wall was carried out simultaneously with the experts had to keep a works log to assess the quality of construction of the embankment, i.e. the soil filling of soil consolidation, to draw up statements of soil con- the same category was used – the sand. The trucks de- solidation (the total time of staying at the facilities in livered the material and the embankment was being 2012 was more than 80 person-days). erected, meanwhile, a specialized organization was Within the framework of the operational control, constructing the reinforced ground wall with the same the assessment of the used geosynthetic materials was tempo. The main (maximum) manpower effort rested done for the compliance with the used geogrids in the on hand application of the stones in the gabions of the construction facility with typical characteristics (tensi- facing wall, the moulding of the reinforcing elements le strength) for new (not subjected to mechanical stress (the two-axial geogrid) and the consolidation of the la- when laying in the erecting structure) mono-oriented yers of the reinforced ground wall had the less manpo- geogrids. This involves the operational evaluation of wer effort. The flexibility in the conceptional design of the short-term strength of geosynthetic materials on the structure allowed to design and implement in the the basis of tests to determine the short-term tensile construction of a special “pocket” for the oak (a hole in strength. These tests allow to ensure the quality of ma- the reinforced ground wall). terials and their conformity with the design parameters During the assessment of the soil consolidation of at the stage of laying the materials into the structure. the approach embankment and the reinforced embankment several methods of testing the consolidation were used, including a method of selecting the cutting Conclusions rings, static penetration and dynamic sounding. It was noticed that the consolidation of embankments in the The some examples of the technology development slope part (up to 1.5 m towards the edge) was compli- in field of reinforced soil structures are presented. At this cated according to the safety conditions of the locati- row is the construction site, Yugo-Zapadnaya Railway, on of a vibrating roller. The solution to the problem Ukraine, Khmelnitsky area; earth walls on Gorkovskaya of the slope consolidation was found in terms of the Railway; mechanical-stabilized embankment to Andre- technological increase in the size of the embankment yevsky Bridge in Moscow; mechanical-stabilized em- (widening at 1.5 m) and further (after the consolidati- bankment at the line Moscow – Sheremet’evo Airport. on) cutting of the excesses from the embankment slope As it is known that the creation of the required consoli- with a dragline. dation of the backfill in the reinforced ground structu- The problem of the mass design of reinforced re allows to improve the interaction terms between the ground structures has led to the necessity the deve- reinforcement material and the backfill soil. Reinforce- lop group technical solutions. The conventional rein- ment increases the angle of the inclination of a structure forced embankments as a part of the infrastructure of to the vertical one by means of the reinforcing material, motorways during the construction of transport facili- the arised efforts in it, as well as the realization of forces ties in Sochi 2010-2012 are the embankments with the resisting the pulling out of the reinforcing material and cross reinforcement and concrete facing blocks. Due the soil shear along the reinforcing materials. to the lack of gravel – sandy mixtures the contractors On the site where the supporting walls were being switched to the use of rubble for backfilling in the wall constructed, simple shear tests were carried out with structure in some facilities. Accordingly control met- the use of a vibrating compactor to imitate the shear of hods of soil consolidation of the backfill should con- a reinforcing element with a layer locating above the form to the materials used. consolidated soil and a dynamometer. The shear tests Assessment of the backfill consolidation was car- showed the increase of the resistance force to pulling ried out with two methods for the cross-comparison of out of the geogrid and the increase of the embedment the results: 1) the assessment method of the consolida- length, but they did not allow to determine the value of tion of the backfill layer according to the leveling data the parameter under the controlled conditions, i.e. this of testing marks in the form of round metallic liners; task requires the laboratory tests. 2) the assessment method of the sonic modulus with At the same time the data on the tested materials of the use of German and Austrian appliances, a dynamic the backfill is too generalized to such divisions as: ash, densimeter D-51, the appliance PDU MG4 “Udar”. clay and sand. To do the calculations we require a wider During the laboratory tests, the main physical pro- range of data. The test method serves to create a verti- perties of soil were determined basing on the existing cal pressure in the appliance and a horizontal pressure standards: the description of soil; the particle-size to pulling out of the material in the appliance worked Mechanical-stabilized earth and gabion walls as a part of transport infrastructure 89 out in MIIT. The vertical pressure is passed through a 6. Vinogradov V.V., Yakovleva T.G., Frolovsky Y.K. & A.Al.Za- vertical plate with three values of the vertical load and ytsev Centrifugal modeling of the railway embankments with the horizontal load enforcing the pullout is respectively reinforcement by the various reinforced earth constructions measured. The design of the appliance and the testing / Proceedings of the International Conference on Physical methodology were worked out in “subgrade group” in Modelling in Geotechnics / ICPMG’02, St.John’s / Newfound- MIIT in 2011-2012 [4]. The test procedure was develo- land, Canada, 10-12 July, 2002. P.987– 991 ped on the basis of analysis of regulations including the 5. Zaytsev A.A., Bubnovsky V.V. Three-dimensional plastic geo- German standard and ASTM D6706-01. 2001. Standard cells in the construction of railroads // Proceedings of the 10 test method for measuring geosynthetic pullout resi- ICG, 21–25 Sept, 2014, Berlin, 8 p.p. ISBN: 978-3-9813953-9-6 stance in soil. Three kinds of soil description were used in the tests (medium sand, gravel sand and gravel-sand mixture) and three samples of geomaterials (two types АРМОГРУНТОВЫЕ СТЕНЫ И СТЕНЫ of geogrids: uniaxial and biaxial and geofabric). The ИЗ ГАБИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КАК summerized results of experimental tests showed that ЧАСТЬ ИНФРАСТРУКТУРЫ ТРАНС- the coefficient of the interaction between the geosynthe- ПОРТА (ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И tic material and soil tends to grow with the increase in СТРОИТЕЛЬСТВА) the number of grains in the drainage soil (from the sand of medium size to the gravel sand and gravel-sand mix- A. A. Зайцев ture). Basing on test results of geosynthetic materials on Московский государственный университет the pullout, the empirical dependence were determined путей сообщения for the tested material types. The obtained dependences can be used for calculations of stability in general and for Развитие железнодорожного транспорта в значи- calculations of the stability of reinforced ground walls. тельной степени зависит от путевой инфраструктуры, т.е. от возможности эксплуата- ции конструкции пути в различных режимах по- Acknowledgments ездных нагрузок. Одним из условий эффективно- го функционирования установленных полигонов Acknowledgments to pioneers and leaders in scien- обращения тяжеловесных поездов является вос- ce of subgrade reinforcing with MSE walls and geosynt- приятие и передача на грунтовое основание виб- hetics, professors T.G. Yakovleva, V.V. Vinogradov родинамических параметров возникающих при and E.S.Ashpiz. I have a pleasure to write that signifi- повышении значительном повышении осевых на- cant role in the practical realization of the projects in грузок на современном и перспективном подвиж- Russia devoted to strengthening of the subgrade with ном составе при условии обеспечения эксплуата- reinforced ground constructions (mechanical-stabili- ционной надежности земляного полотна. zed earth walls) belongs to Mr.M.G.Sokovikh and to В статье рассматривается опыт проектирования, Mr.S.A.Somoylov. моделирования и строительного мониторинга конструкций (преимущественно стен) из армиро- ванного грунта и габионнных конструкций. При- Literature менение данных конструкций позволяет значи- тельно улучшить состояние земляного полотна 1. Zaytsev A.A. Heavy train traffic conditions and peculiarities для эксплуатируемых железных дорог и при новом within railway infrastructure // Technology And Art, 2015 строительстве. (6), ISSN 2029-400X Vilnius College Of Technologies And В ряду реализованных строительством объектов Design, Vilnius, 2015, P.14-19 армогрунтовые конструкции на Юго-Западной 2. Zaytsev A.A., Sokovikh M.Gr., Kuznetsov A.V. Embankment железной дороге (Украина), армогрунтовые конс- deformations and stabilization of the railway subgrade after трукции на Горьковской железной дороге, армо- Kalingrad earthquake in Baltic area // Abstracts of the Inter- грунтовая подходная насыпь к Андреевскому мос- national Symposium on Earthquake Induced Landslides and ту в Москве, армогрунтовая насыпь на подходе к Disaster Mitigation at the 3rd Anniversary of the Wenchuan эстакаде по проекту организации движения авиа- Earthquake, May 12-15 2011, Chengdu, China, P.21. пассажиров к аэропорту Шереметьево. 3. Vinogradov V.V. The Prediction and safety supplying of the В результате исследований сформулированы при- railway embankments / Doctoral thesis, Moscow, MIIT,1991.- нципы проектирования и расчета армогрунтовых 398 p.p. (in Russian). сооружений, нашедшие внедрение в ряде норма- 4. Vinogradov V.V., Zaytsev A.A, Frolovsky Y.K., Kostousov A.N. тивных документов, а также определены сферы Behavior of the mechanical stabilized walls and their elements применения армогрунтовых конструкций, даны in the conditions of the improving of the existing track infra- рекомендации по критериям взаимодействия structure // Proceedings of the 5th Geosynthetic Congress, грунта засыпки и некоторых типов армирующих Valencia, Spain, 16-17 September, Book of Proceedings: Vol- материалов. ume 1. Topic Transport, 2012, P. 214-218. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Monitoring of Railway Infrastructure with the use of Multifunctional Diagnostic Trains E. S. Ashpiz1, I. K. Mikhalkin2, O. B. Simakov2, E. D. Zagitov3 1 Moscow State University of Railway Engineering 2 INFOTRANS 3 Center ISSO JSCo «Russian Railways»

Abstract. Multifunctional diagnostic train “ERA” and the multifunctional diagnostic laboratories based on locomotives provides effective solution for complex diagnostics of the railway infrastructure of Russian Railways OJSC. These units are designed for automated monitoring and measurement of condition of technical objects which belong to railway infrastructure. Maximum automation of all processes of measurement, processing and analysis of diagnostic information is the key factor to obtaining valid and objective data. Information-analytical system of complex diagnostics and monitoring of railway infrastructure – is a necessary tool for its rational maintenance, repair planning and its quality control. The analytical system “EXPERT” provides a reliable information base for further engineering and economic analysis of infrastructure condition and repair planning taking into account categories of tracks, traffic volume, speed limits, and actual infrastructure condition. Keywords: multifunctional diagnostic train, railway infrastructure, monitoring, information-analytical system, repair planning.

Introduction During the control used the scheme of railroad track, which is located in the passport database (fig. 2). Now the most actual tasks of the Russian Railways is These diagnostic units can provide more than 120 detecting of parameters of availability, durability, safety different parameters of the technical objects of the and useful life of railway infrastructure and forecasting railway infrastructure during a single inspection, with of its state development using these parameters. To the reference to railway and geodesic coordinates (GLO- main tasks belongs reducing of maintenance costs too. NASS/GPS). These units provide approximately 140 Hence, it is necessary to develop the absolutely new com- parameters of evaluation of the inspection results and prehensive systems for diagnostic and monitoring of data analysis functions as well (fig. 3–5). infrastructure objects and to use high-precision systems High-level of reliability of inspection results is en- for infrastructure modelling. These units should simul- sured by the fact that all phases of measurement, ins- taneously provide the full list of parameters of technical pection, and analysis exclude a human factor. Many infrastructure objects using computer-aided procedu- parameters were previously measured manually, and res. Besides, automation of the diagnostic procedure is their definition was limited by the capabilities of the a key point since it allows to get the reliable information measurement tools and methods then applied. As the- regarding the real state of the infrastructure. se measurements are complicated, the provided data In Russia such tools are the multifunctional auto- was local and sporadic, and of low reliability as well, mated diagnostic train based on two coach-modules which is not sufficient for maintenance planning. for monitoring of conditions of technical objects of The capabilities of the units go beyond existing re- the railway infrastructure – “ERA” developed by the gulatory requirements that were developed based on company INFOTRANS (Samara, Russia) and the mul- previously available capabilities of measurement and tifunctional diagnostic laboratories based on locomo- evaluation. The new train has made it possible to see tives (fig.1). These units are designed for automated the state of canting, slope of running surface, rail wear monitoring and measurement of condition of tech- not only at separate track points but throughout the nical objects which belong to railway infrastructure, railway network as a whole. Capabilities for monito- overhead catenary, automation systems, telemetry and ring of the conditions of ballast section and roadbed communication systems. They can perform functions have been significantly improved. of certification, scheduled and unscheduled control of The new capabilities have defined requirements for technical facilities of the infrastructure. a comprehensive presenting of infrastructure monitoring data and have greatly inspired development of standard technical documentation related to both separate parameters (including the new ones) and integral assessment of the condition of railway infrastructure as a whole. Currently developed methods for parameter evaluation are aimed at automated acquisition of parameters of infrastructure objects with a high level of detail for the track and the capacity of up-to-date computer units regarding analysis and evaluation of these para- Figure 1: Multifunctional diagnostic train “ERA” meters. Monitoring of railway infrastructure with the use of multifunctional diagnostic trains 91

Figure 2: Scheme of railroad track

Figure 3: The video control of a railway track condition

Figure 4: The control of ballast section condition and road level condition 92 Ashpiz E. S., Mikhalkin I. K., Simakov O. B., Zagitov E. D.

It is particularly important to note these multifunctional diagnostic units with such high level of func- tionality are operated by a minimal crew size. This is insured by means of high-level automation of all pro- cedures for measuring, processing and analysis of the provided data. It also allows to minimize the impact of the “human factor” on the diagnostic results. Deviati- ons are immediately transmitted to the ground services by a radio channel using remote data transmission subsystem. Implementation of the modern multifunctional diagnostic units allows to reduce the diagnostics costs Figure 5: The control of railway automatics significantly. Reducing of the costs for maintenance and scheduled technical support (repair) of a single train “ERA” allows to save more than 2.5 million euro per year in comparison with the equivalent costs of the single-purpose diagnostic units. Besides, use of the comprehensive information provided by diagnostic trains allows to reduce tangible and financial costs on maintenance of infrastructure thanks to timely planning and consistent executing of repair works, as well as the immediate costs on diagnostics alone thanks to optimization of its completeness and frequency. Now the multifunctional diagnostic units are an important part on the informational and technological profile of the infrastructure departments of the RZD. Figure 6: “EXPERT” System

The information and analytical system “EXPERT”

However, diagnostic units are only providers of safe and reliable information about the infrastructure state. Multifunctional diagnostic units have significantly increased incoming diagnostic data flow. Complexity of its processing and analysis has increased exponentially. It is nearly impossible to cover all the variety of the incoming data without tools, which will aggregate, visualize and prepare this data for making of management decisions. An information and analytical system “EXPERT” for complex diagnostics and monitoring of railway infrastructure is developed for this purpose (fig.6-7). This system is implemented into railway network of RZD JSC. This system provides a reliable information base for further engineering and economic analysis of infras- Figure 7: The system of complex diagnostic of railway infrastructure tructure condition and repair planning taking into ac- “EXPERT” count categories of tracks, traffic volume, speed limits, and actual infrastructure condition. ceived from automated diagnostic units including The main task to be originally solved by theEX- complex analysis indicators; PERT system is the technical support of the required – ensuring of modelling of interaction of the infras- transportation process at the planned risk level with tructure objects with rolling stock and forecasting the specified support system. of infrastructure condition; The key functions of the EXPERT system are: – analysis of completeness of diagnostic studies and – maintenance of certification and reference data; diagnostic units’ management planning; – collection and conditioning of data received from – operational monitoring of infrastructure condition automated diagnostic tools; and interaction with departments of current main- – quality control and determination of data validity; tenance of infrastructure according to the hazar- – integration, synchronization and storage of data re- dous situations identified and prevented; Monitoring of railway infrastructure with the use of multifunctional diagnostic trains 93

– information support of URRAN-RAMS methodo- – divergence control regarding principally parame- logy, situation centre of Russian Railways JSC, inte- ters of the hazardous single objects of infrastructure raction with other systems. using diagnostic units during the run; The basic information task of the EXPERT system – divergence control of complex indicators detected is synchronization and integration of diagnostic data. by the EXPERT system; All fresh data are synchronized to high precision with – timely and targeted planning of repairs to ensure the coordinate of available data. Data integration in- transportation with the required specifications and volves creation of data generations (time slices) with minimum expenses. the frequency specified. Each generation consists of the The created EXPERT system for complex diagnostics most reliable data that precisely show an object state at of railway infrastructure is being continuously advanced the moment of generation creation. and will eventually cover all stages of the infrastructu- This integrated data is a basis for external applica- re life cycle, and it will be a convenient and reliable tool tions and information support of the method for com- for efficient management. Currently the applications of plex management of Reliability, Risk, Life Cycle Cost the EXPERT system are developed. Using the adjusted, of the railway network of Russia (URRAN-RAMS). synchronized and maximally reliable data of the system This method is aimed at optimization of infrastructure the applications detect unstable sections of the roadbed, maintenance costs and it is based on its actual condi- determine and forecast a pre-failure situation of the track tion, development, and set tasks. External applications geometry and assembled rails and sleepers, carry out especially implement the alternative methods of asses- comprehensive evaluation of the state of long-welded sment. They can calculate and forecast complex indica- rails, plan repairs of railway track, based on its actual sta- tors of infrastructure condition, perform engineering te. The picture shows the dynamics of the development economic analysis, repair planning, etc. of the track state on a defined track section. This picture In fact, the diagnostic system, the core of which is (fig.8) shows clearly how the state of the track has chan- EXPERT, provides three-level security: ged after repair. The next picture (fig.9) shows a map of

Figure 8: The dynamics of the development of the track state on a defined track section

Figure 9: The map of the development of the track geometry state 94 Ashpiz E. S., Mikhalkin I. K., Simakov O. B., Zagitov E. D. the development of the state of 100 km track section ge- 3. Mikhalkin I. K. , Simakov O. B. “INFOTRANS-VELARO Rus”. ometry for four years. This map allows the scheduling of Diagnostics of the future”, newspaper “Eurasia news”, August, repairs, it clearly shows the state of the track before and 10, 2015(in Russian) after repair, it allows evaluating of the repair quality. 4. Mikhalkin I. K., Simakov O. B. “EXPERT” works for railways The tasks to define a pre-failure situation of track cir- of Russia”, newspaper “Eurasia news”, September, 24, 2014 (in cuits, roadbed, and overhead catenary are in the process of Russian) development. Successful execution of these tasks ensures 5. Mikhalkin I.K., Simakov O.B. , Technologies of “ERA” // Rail- reasonable maintenance and targeted planning of repairs. way transport, N11, 2011, , P. 51–54 (in Russian) It allows reducing of the costs for railway infrastructure maintenance significantly while providing unconditional train safety control at the required level of risks. Monitoring of Railway Infrastructure with the use of Multifunctional Diagnostic Conclusions Trains The created EXPERT system (which is used with E. S. Ashpiz1, I. K. Mikhalkin2, O. B. Simakov2, multifunctional diagnostic trains) for complex dia- E. D. Zagitov3 gnostics of railway infrastructure is being continuously advanced and will eventually cover all stages of the inf- 1 Moscow State University of Railway Engineering rastructure life cycle, and it will be a convenient and 2 INFOTRANS reliable tool for efficient management. 3 Center ISSO JSCo «Russian Railways» Currently the applications of the EXPERT system are developed. Using the adjusted, synchronized and В статье представлены подходы и решения ак- maximally reliable data of the system the applications туальной задачи определения параметров жизнен- detect unstable sections of the roadbed, determine and ного цикла железнодорожного пути и существу- forecast a pre-failure situation of the track geometry ющих возможностей по его продлению, которые and assembled rails and sleepers, carry out compre- основаны на разработке и внедрении современных hensive evaluation of the state of long-welded rails, диагностических комплексов. plan repairs of railway track, based on its actual state. Апробация решений данной задачи осуществля- The tasks to define a pre-failure situation of track ется с использованием диагностического комплек- circuits, roadbed, and overhead catenary are in the са ЭРА, а также многофункциональных диагнос- process of development. Successful execution of the- тических средств устанавливемых на локомотивах se tasks ensures reasonable maintenance and targeted (разработаны компанией Инфотранс, Самара). planning of repairs. It enables the significant reducti- Диагностические комплексы сконструированы для on of the costs for railway infrastructure maintenance автоматического мониторинга и измерений усло- while providing unconditional train safety control at вий определенного набора технических объектов, the required level of risks. которые относятся к инфраструктуре железных дорог. Аналитическая система “ЭКСПЕРТ” предназна- Literature чена для объединения и обработки данных полу- чаемых от диагностических комплексов. С приме- 1. Ashpiz E. S.The development of the monitoring track system // нением данной системы проводится инженерный Track and track facilities, N4, 2015, P. 30–32 (in Russian) и экономический анализ состояния элементов пу- 2. Ashpiz E. S. The monitoring of the track infrustructure on the тевой инфраструктуры, а также планирование ре- Russian railways with using of the multifunctional diagnostic монтных работ, т. е. обслуживание инфраструкту- trains // Report on the COMPRAIL conference, 2014 ры пути по его фактическому состоянию. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Mathematical Models and Algorithms of Radio Wave Propagation in Cellular Networks of Mobile Communication

V. I. Popov, V. A. Skudnov, A. S. Vasiljev Riga Technical University, Riga, Latvia [email protected]; [email protected]; [email protected]

Abstract. The issue of ensuring uniform radio coverage of service areas and the associated reliability of mobile radio systems in the 3G and 4G standards requires a lot of attention upon designing cellular mobile networks. One of the main tasks at the first stage of the designing is the mathematical modeling of radio wave propagation under the influence of environment. This work provides classification of mathematical models of radio wave propagation in cellular mobile communication systems, the algorithm of calculating radio signal strength at the receiving point depending on the distance between the mobile and the base stations as well as factors and conditions affecting radio wave propagation are specified. Keywords: cellular networks of mobile communication, radio wave propagation, mathematical models and algorithms

Introduction correction factors picked up by experiments. Accuracy of calculated results in such case depends on the pre- Currently problems of radio wave propagation ciseness of the correction factor values and restrictions (RWP) in cellular networks of mobile communicati- having significance within the chosen frequency range ons (CNMC) are dealt with in many works. In them and for the specific environmental conditions only. different methods of classification of mathematical It is important to point out, that results of experi- models of RWP in the decimeter and centimeter wave mental research for the real environmental conditions band applied to CNMC are considered. are often used to determine path loss of EMW propa- Depending on environmental influences, both de- gating along the terrain. Mathematical models of RWP terministic and statistical models can be used for mo- in heterogeneous environment, for example, have their deling RWP; often semi-deterministic, semi- empirical own laws of attenuation for different surroundings and and empirical models are applied. allow calculating median values of the received power Deterministic mathematical models are based on depending on the distance to the receiver (considering the use of the physical laws of RWP. The calculation is ITU-R, CEPT recommendations). Combined methods based on a single-ray, double-ray or multi-beam mo- represent a blend of deterministic and statistical models. dels of RWP. They take account of influencing factors RWP models, based on these methods, may be applied of obstacles in the path of radio wave propagation and for more accurate measurements in specific situations. local conditions in the radio channel (fig. 1): attenua- Nowadays majority of CNMC operators are using tion in free space, reflection from objects, diffraction mobile network development and monitoring soft- due to obstacles, absorption, refraction and cross-po- ware products that are based on models listed above. larization of electromagnetic waves (EMW). Sadly, imperfections of digitized maps, approximation Semi-empirical and empirical models are based on and averaging of path loss values lead to relatively large path loss formulas, including a number of empirical calculation and planning errors. Improvements in model simulation accuracy have been made possible lately by introducting geographic information systems (GIS) (fig. 2) which use high-precision maps and geographi- cal databases.

Figure 2. Example of the Geographic Information System—Open Figure 1. Impact of Obstacles on Radio Wave Propagation Source GIS gvSIG [5] 96 Popov V. I., Skudnov V. A., Vasiljev A. S.

1. Classification of RWP Models in CNMC finding the maximum radius of BTS cell coverage area

Rmax (fig. 1.1) for a downlink transmission when Pr is Let’s consider the mathematical models of radio wave equal to the MS receiver sensitivity Pr min, which is one propagation in CNMC assuming standard conditions of the main tasks in mobile cellular network area cove- and propagation regimes are in place. Most characteris- rage planning. tic regimes of wave propagation between base transceiver station (BTS) and mobile station (MS) in the real world conditions are generalized in table 1.1 and serve as a basis for further mathematical model classification. The following abbreviations are used in the table: - R – reflection, - EMW – electromagnetic wave, - LOS – line-of-sight, - NLOS – non-line-of-sight; - D/EMW – diffraction of electromagnetic wave, - A/EMW – attenuation of electromagnetic wave. This paper, as it follows from the table 1.1, examines 11 path loss mathematical models, which represent the approximation of the received signal strength in relationship to the distance between BTS and MS, taking into account environmental conditions, transmitter and receiver antennas parameters. The determining of Figure 1.1. Finding Cell Tower Maximum Coverage Radius Using received signal strength for an array of distances allows Okumura-Hata Model (Pr min = −81 dBm, Rmax = 1.021 km) [2]

Table 1.1. Distinctive RWP Regimes in CNMC

No. Conditions RWP model, regime, cell type Free space LOS 1 macrocell

Two-ray model LOS+R/EMW 2 macrocell

Multiple ray model Log-distance path loss model

LOS+NLOS+D/EMW+ΣRi/EMWi 3 macrocell, microcell

Multiple ray model for urban conditions Lee model

LOS+NLOS+ΣRi/EMWi 4 macrocell

Multiple ray model for urban conditions Okumura model

LOS+NLOS+ΣRi/EMWi 5 microcell

Multiple ray model for urban conditions Okumura-Hata model

LOS+NLOS+ΣRi/EMWi microcell, picocell 6 Mathematical models and algorithms of radio wave propagation in cellular networks of mobile communication 97

No. Conditions RWP model, regime, cell type Multiple ray model for urban conditions COST 231-Hata model

7 LOS+NLOS+ΣRi/EMWi microcell, picocell

Multiple ray model for urban conditions Walfish-Ikegami model 8 LOS+NLOS+ΣDi/EMWi macrocell, microcell, picocell

Multiple ray model for urban conditions Hata-Davidson model

LOS+NLOS+ΣRi/EMWi 9 microcell, picocell

Radio wave propagation through the forest Semi-deterministic model

LOS1+A/LOSF+Lateral/EMW+LOS2 10 microcell, picocell

Radio wave propagation in free space with the reflection from the forest Deterministic model

11 NLOS+ΣRi/EMWi microcell, picocell

Table 2.1. RWP Mathematical Models No. Model Formulas    3   λ   r ⋅10  Line-of-sight P = P +10lgG +10lgG − 20lg()4π + 20lg − 20lg < 0 1 r LOS t t r  λ   r  LOS  0   0 

where Pr LOS – received signal strength in free space (LOS) environment, dBm; P = P +10lgψ r r LOS , dBm  h ⋅ h  ψ ≈ 1+ R2 + 2R ⋅ cosj + 4π ⋅ t r  ,  3   λ ⋅ r ⋅10  Two-ray model h h 2 0.8r > r > 18 t r , LOS1 +R2/EMW λ

 h   h   r ⋅103  P ≈ P +10lgG +10lgG + 20lg t  + 20lg r  − 40lg  , dBm r t t r  h   h   r   0   0   0  where ψ – value determined as a function of the terrain parameters; R – coefficient of reflection, R ≤ 1; φ – reflection angle, usually φ = 3.142 rad;  r  = − ⋅ ⋅   − ± Pr Pr LOS 10 n lg  ()X g , dBm  r0 

where n – attenuation exponent (table 2.2); Xg – random value for normal (Gaussian) distribution with Log-distance path a zero mean, representing signal attenuation condition, which was caused by its fading (in case of no loss model 3 fading Xg = 0); LOS+NLOS+D/ Table 2.2. EMW+ΣR / EMW i i Environment Attenuation exponent n Free space (LOS) 2 Suburban area (LOS/NLOS) 2.7–3.5 Urban area (NLOS) 3–5

98 Popov V. I., Skudnov V. A., Vasiljev A. S.

No. Model Formulas

 r   f  P = P −10γ ⋅lg  −10n⋅lg  +10 lg()a , dBm r r0  r   f  0  n0   n0  2 v  3   h   h  P ⋅10 G ⋅ G  t   r   t mW  t r , dBm a0 = ⋅ ⋅   ⋅  h   h   P  4  tn0   rn0   tn0  2, if h >10 m  r v =  , 1, if h < 3m  r

where Pr – median power level at the receiving point for point-to-point RWP, dBm; α0 – adjustment factor, dB; PtmW – BTS transmitter power, mW; Pr0 – power at the rn0 point (table 2.3), dBm; γ – path loss correction due to distance (table 2.3); n – frequency correction factor, recommended values are given Lee model in table 2.4, 2 ≤ n ≤ 3; v – MS antenna height correction factor; f – nominal frequency, f = 900 MHz; 4 n0 n0 LOS+ΣRi/EMWi Ptn0 – nominal BTS transmitter power, Ptn0 = 10 W; htn0 – nominal BTS antenna height, htn0 = 30.48 m; hrn0 – nominal MS antenna height, hrn0 = 3 m; rn0 – nominal distance between BTS and MS, rn0 = 1.6 km; Table 2.3.

Environment Pr0, dBm β Free space −45 2 Rural area −49 4.35 Suburban area −61.7 3.84 Urban area −70 3.68 Metropolitan center −84 3.05 Table 2.4. Environment, Frequency f n Open, rural, suburban area f < 450 MHz 2 Urban, metropolitan area f > 450 MHz 3

Limitations:

frequency range f = 150–1920 MHz; BTS antenna height ht = 30–1000 m; MS antenna height hr = 1–10 m; distance between BTS and MS r = 1–100 km; Lrt = Lrt LOS − Amu ()f , r + H ()ht + H ()hr + Garea , dB Pr = Pr LOS − Amu ()f , r + H ()ht + H ()hr + Garea , dBm  h  H ()h = 20 lg t  , dB t  h   tn0    h  10 lg r , h ≤ 3   h  r   rn0  H ()h =  , dB r  h     20 lg r , 3< h < 10  h  r   rn0 

where Lrt – path attenuation, dB; Amu (f, r) – median attenuation relative to free space (determined from the chart 2.1), dB; G (ht) – BTS antenna gain factor, dB; G (hr) – MS antenna gain factor, dB; h – nominal BTS antenna height, h = 200 m; h – nominal MS antenna height, h = 3 m; Okumura model tn0 tn0 rn0 rn0 5 Garea – gain correction factor depending on the environment (fig. 2.2), dB; LOS+ΣRi/EMWi

Figure 2.1. Attenuation Factor for Urban Areas, Figure 2.2. Gain Correction Factor =−+++rtLLrtLOSAmufrHhtHhrGarea)()()( Mathematical models and algorithms of radio wave propagation in cellular networks of mobile communication 99

No. Model Formulas Limitations:

frequency range f = 150–1500 MHz; BTS antenna height ht = 30–200 m; MS antenna height hr = 1–10 m; distance between BTS and MS r = 1–20 km;        f  h  r P = P − 69.55 − 26.16lg  − 44.9 − 6.55lg t  lg  + r Hata t  f    h   r   0    0   0   h  +13.82lg t  + a()f , h + K()f  h  r  0 

where a (f,hr) – correction factor for MS antenna height (table 2.5), dB; K – correction factor that depends upon the environment (table 2.6), dB;

Table 2.5.

Environment α(f,hr), dB   f     f      −  ⋅ −    −  Open, suburban, urban area 1.1 lg  0.7 hr 1.56 lg  0.8 Okumura-Hata   f0     f0   6 model 2 LOS+ΣRi/EMWi     hr  Metropolitan area, f < 300 MHz 8.29lg1.54  − 1.1   hr0  2     hr  Metropolitan area, f ≥ 300 MHz 3.2lg11.75  − 4.97   hr0  Table 2.6. Environment K(f), dB 2       f   f  Open area 4.78lg  − 18.33lg  + 40.94   f0   f0  2   f  Suburban area 2lg  + 5.4   28  Urban, metropolitan area 0

Limitations:

frequency range f f = 150–2000 MHz; BTS antenna height ht = 30–200 m; MS antenna height

hr = 1–10 m; distance between BTS and MS r = 1–20 km;

 f   h  P = P − A − B lg  +13.82lg t  + a()f ,h − r t  f   h  r  0   0  , dBm    h   r  − 44.9 − 6.55lg t  lg  − C   h   r    0   0 

  f     f   a()f , h = 1.1 lg  − 0.7 ⋅ h − 1.56 lg  − 0.8 , dB COST 231-Hata r     r       f0     f0   7 model where A – attenuation component (table 2.7), dB; B – frequency correction factor (table 2.7); LOS+ΣRi/EMWi a (f,hr) – correction factor for MS antenna height, dB; C – attenuation correction factor, depends on the environment (table 2.8), dB;

Table 2.7. Frequency range f, MHz A, dB B 150 ≤ f < 1500 69.55 26.16 1500 ≤ f ≤ 2000 46.33 33.9 Table 2.8. Environment C, dB Open, suburban, urban area 0 Metropolitan area 3 100 Popov V. I., Skudnov V. A., Vasiljev A. S.

No. Model Formulas

Limitations: frequency range f f = 800–2000 MHz; BTS antenna height ht = 4–50 m; MS antenna height

hr = 1–3 m; distance between BTS and MS r = 0.02–5 km;

Figure 2.3. Definition of the Urban Parameters

L0 + Lrts + Lmds, if Lrts + Lmds ≤ 0 dB Lrt =  < 0 , dB L0, if Lrts + Lmds > 0 dB

 r   f  L = −42.6 − 26lg  − 20lg  , dB LOS  r   f   0   0 

 f   r  = − −   −   , dB L0 32.45 20lg  20lg   f0   r0   w   f   Dh  = +   −   −  r  − , dB Lrts 16.9 10 lg  10 lg  20 lg  Lori  w0   f0   h0 

 r   f   b  = − − −   −   +   , dB Lmsd Lbsh ka kd lg  k f lg  9 lg   r0   f0   b0   r   f  P = P + L = P − 42.6 − 26lg  − 20lg  , dBm Walfisch-Ikegami r LOS r LOS t      r0   f0  8 model P = P + L , dBm LOS/NLOS+ ΣDi/ r NLOS t rt

EMWi where Pr LOS – received signal strength in line-of-sight (LOS) environment, dBm; Pr NLOS – received signal

strength in non-line-of-sight environment, dBm; Lrt – path loss, dB; LLOS – path loss for free space (LOS)

environment, dB; Lfs – free space loss, dB; Lrts – diffraction and scatter loss, dB; Lmds – multiscreen diffraction

loss, dB; Lori – orientation loss (table 2.9), dB; Lbsh – shadowing gain due to BTS antenna location (table 2.10), dB;

b – average building separation, m; w – average street width, usually w = 0.5b m; hB – average building height, m;

Δht – BTS antenna height above the rooftops,Δh t = ht − hB, m; Δhr – distance between MS antenna and rooftops,

Δhr = hB − hr, m; φ – road orientation with respect to the direct radio path, usually φ = 90° (worst case);

ka – correction factor (table 2.10), dB; kd – distance factor (table 2.10); kf – frequency factor (table 2.11).

Table 2.9.

Street orientation angle φ, ° Lori, dB 0 ≤ j < 35 -10 + 0.354 j 35 ≤ j < 55 2.5 + 0.075(j – 35) 55 ≤ j < 90 4 – 0.114(j – 55)

Table 2.10. Height Δh , m; t L , dB k k distance r, km bsh a d

Δht > 0 -18lg(1 + Δht ) 54 18 Δh ≤ 0, r ≥ 0.5 54 – 0.8 · Δh Dh t t 18 −15 t 0 h Δht ≤ 0, r < 0.5 54 – 0.8 · Δht · 2r B Table 2.11.

Environment kf  f  Suburban, urban area − 4 + 0.7 − 1  925   f  Metropolitan area − 4 + 1.5 − 1  925  Mathematical models and algorithms of radio wave propagation in cellular networks of mobile communication 101

No. Model Formulas Limitations:

frequency range f f = 150–1500 MHz; BTS antenna height ht = 30–2500 m; MS antenna height hr = 1–10 m; distance between BTS and MS r = 1–300 km; = − + + + + Pr Pr Hata A()ht , r S1()r S2 ()ht , r S3()f S4 ()f , r , dBm        f  h  r P = P − 69.55 − 26.16lg  − 44.9 − 6.55lg t  lg  + r Hata t  f    h   r   0    0   0  , dBm  h  +13.82lg t  + a()f ,h + K()f  h  r  0 

  9.98  0.00784⋅ lg  ⋅ ()h − 300 if h ≥ 300m S h ,r =  r  t t 2()t  0 if h < 300m  t f S ()f = Hata-Davidson 3 1500  250lg  9 model  f  LOS+ΣRi/ EMWi where Pr HATA – received signal strength for Okumura-Hata model, dBm; A (ht,r), S1 (r) – distance correction

factor (table 2.12), dB; S2 (ht,r) – BTS antenna height correction factor, dB; S3 (f) – frequency correction

factor, dB; S4 (f,r) – frequency and distance correction factor (table 2.13), dB. Table 2.12.

Distance r, km A(ht, r), dB r < 20 0   h  t 0.62137 ⋅ ()r − 20 ⋅ 0.5 + 0.15 lg  20 ≤ r < 300     121.92 

Table 2.13.

Distance r, km S1(r), dB S4(f, r), dB r < 64.38 0 0  1500  64.38 ≤ r < 300 0.174 ⋅ ()r − 64.38 0.112 lg  ⋅ ()r − 64.38  f 

P ≈ P −a ⋅ r +10lg[]ς ()r r t LOS mF ,

RWP through the where αmF – path attenuation factor (table 2.14), dB/m; ς (r) – correction factor (table 2.14); forest [1, 17] Table 2.14. 10 LOS1+A/ Operational frequency f, MHz α , dB/m ς(r) LOSF+Lateral/ mF EMW+ LOS 900 0.185 2 100.1 1800 0.36

P ⋅G ⋅G ⋅λ2 F ()θ 2 ⋅s()j P = t t r ∫ t dV , W RWP in free space r ()4π 2 VF r 2 ⋅r 2 ⋅V 1 2 0 with the reflection 11 from the forest [17] where Ft (θ) – BTS antenna radiation pattern, Ft (θ) = 1 for omnidirectional antennas; VF – volume of the 3 3 NLOS+ΣRi/ EMWi forest, m ; V0 – norming volume, V0 = 1 m ; φ – angle between the direction of the main wave and its 2 reflection from the forest, °; σ (φ) – effective scattering area of a volume unit, m ; r1 – distance between BTS

and forest, km; r2 – distance between forest and MS, km;

2. RWP Models in CNMC - f – operational frequency, MHz; - λ – operational wavelength, m;

Mathematical models, which determine the power - Gt, Gr – BTS, MS antenna gain; of harmonic electromagnetic wave (EMW) aired by - ht, hr —BTS, MS antenna height, m; BTS antenna and received by MS, are shown in the ta- - r – distance between BTS transmitter and MS recei- ble 2.1 with the following set of parameters: ver, km;

- Pt – BTS transmitter power, dBm; - f0 – norming frequency, f0 = 1 MHz; 102 Popov V. I., Skudnov V. A., Vasiljev A. S.

- λ0 – norming wavelength, λ0 = 1 m; - BTS transmitter power: Pt = 50 W (47 dBm);

- h0 – norming height, h0 = 1 m; - Operational frequency: f = 900 MHz (λ = 0.33 m);

- r0 – norming distance between BTS and MS, - BTS, MS antenna gain: Gt = 10, Gr = 1.

r0 = 1 km. Environmental conditions, specific for every mathematical model (table 2.1), were also taken into account. Received signal strength is heavily dependent on 3. RWP Calculation Algorithm wave propagation conditions, and it changes drastical- ly with an increase in distance between BTS and MS (as RWP numerical calculation algorithm, based on it is shown in graph 3.2). For example, when distance the examined mathematical models, is shown in figu- r = 3 km, signal strength Pr = −44 dBm for the LOS re 3.1. The values of received signal strength for every model, but in dense urban area conditions (Walfisch- model are found by using formulas from table 2.1 with Ikegami model) — Pr = −95 dBm. The stability of the appropriate standard BTS and MS parameters. radio communication link depends on the MS receiver

As it follows from the right part of the flowchart sensitivity level (Pr min). If Pr min = −93 dBm and the real (fig. 3.1), maximum radius of BTS radio coverage area path loss is equal to the calculated one (using Walfisch-

Rmax depends on the values of MS receiver sensitivity Ikegami model), then signal from BTS couldn’t be re-

Pr min and received signal strength Pr (r) for correspon- ceived by MS at 3 km distance already. ding RWP model. Experimentally gathered RWP data for Philadelp- hia, New York and Tokyo are shown in graph 3.3 to Example of the Rmax numerical calculation using the compare the real signal attenuation slopes with the cal- proposed algorithm (fig. 3.1) culated results (fig. 3.2). To estimate the influence of environment on the As it can be seen in figure 3.3, Lee model is most received signal strength (for downlink transmission), suitable for environmental conditions in Philadelphia, calculations of proposed algorithm were made using while COST 231-Hata model gives the best results for Mathcad engineering software. Comparison of the re- Tokyo. sults, visible in figure 3.2, are true for the following pa- Maximum cell coverage radiuses of calculated path rameters: loss models for two different MS receiver sensitivity

Figure 3.1. Algorithm for RWP Calculation Using Mathematical Models and Standard BTS and MS parameters Mathematical models and algorithms of radio wave propagation in cellular networks of mobile communication 103

2. Every mathematical model is presented as a function of the received signal strength

Pr (Pt, Gt, Gr, f, ht, hr, r). Unlike in most of the models recommended by ITU-R и CEPT, formulas in table 2.1 comply with the strict mathematical laws. Expressions with common logarithms are reduced to dimensionless forms by introduction of the norming parameters. For instance, received path loss formula for the COST 231- Hata model in the book [7] looks like this: L = 46.3 + 33.9⋅lg()f −13.82⋅lg()h − LCOST 231 COS= 46T 231.3 + 33.9⋅lg()f −13.82⋅lg()h − t t , (4.1) − a h +− a44()h.9 −+6[44.55.9⋅lg− 6h.55⋅⋅lglg()()rh +]⋅Clg()r + C ()r [r ()t ]t

That path loss Ltr = 10∙lg(Pt / Pr) > 0 doesn’t match the actual reduction in the signal level when distance be- Figure 3.2. Comparison of the Received Signal Strength for 9 RWP tween BTS and MS increases, and expression (4.1) , in models overall, is mathematically incorrect, because quantities with dimensions are used as an logarithm arguments. This work proposes the following formula (4.2):    f  f  Pr COST 231 = Pt − 46.3 − 33.9⋅lg  +   f  Pr COST 231 = Pt − 46.3 − 33.9⋅lg +  Pr COST 231 = Pt − 46.3−f033.9⋅lg +  f0     f0   h  h  +13.82⋅lg t  +ta f,h − +13.82⋅lg ()+a()rtf,h − +h130 .82⋅lg +ra()f ,h −, (4.2)   h0    r  h0    h   t  h  r   − 44.9 − 6.55 ⋅lg  ⋅tlg h −rC  r  − 44.9−−6.55⋅−lg ⋅ ⋅lgt ⋅ −C  −  44.9 h06.55 lg r0  lg  C    h0   r0      h0   r0  which corresponds to the path loss Ltr = 10∙lg(Pr / Pt) < 0 and shows the real attenuation of the radio signal. Figure 3.3. Received Signal Strength Relation to the Distance 3. Path loss in Philadelphia, as shown in the between BTS and MS (r, km) for Selected Urban Areas [11] graph 4.1 where experimental (fig. 3.3) and calculated (fig. 3.2) data are compared, can be expressed using Table 3.1. Maximum Cell Coverage Radius Rmax for Given Lee model, whereas COST 231-Hata model is a match MS Receiver Sensitivity P r min to the measured path attenuation in Tokyo. Visible er- R , km R , km rors are possible due to the choice of parameters (BTS RWP model max max Prmin = −81 dBm Prmin = −100 dBm and MS antenna height, antenna gain, urban parame- Free space model 210.253 1873.883 ters, etc.). Two-ray model 19.911 59.452 Multiple ray model 3.536 15.202 Lee model 2.818 11.827 Okumura model 2.077 9.141 Okumura-Hata model 1.255 4.584 COST 231-Hata model 1.026 3.748 Walfisch-Ikegami model 1.253 3.962 Hata-Davidson model 2.526 8.837

settings (Pr min = [-81; -100] dBm) are visible in the table 3.1.

Conclusions Figure 4.1. Comparison of the Experimental and Calculated 1.This work discusses relatively simple RWP mo- Values of Received Signal Strength in Selected Cities dels for CNMC, which, using provided algorithm along with appropriate software (such as Mathcad), 4. As a first approximation, calculations of the me- allows determining maximum coverage area of BTS dian received power Pr (r) (for downlink regime) can cells, based on environment characteristics. be made using estimated engineering formula (4.3): 104 Popov V. I., Skudnov V. A., Vasiljev A. S.

Союз Ученых (ЕСУ), №11 (20), часть 3, 2015, с. 138–150.  r  = − ⋅ ⋅   11. Singh Y., “Comparison of Okumura, Hata and COST-231 Mod- Pr Pr LOS 10 n lg  , (4.3)  r0  els on the Basis of Path Loss and Signal Strength,” International Journal of Computer Applications, vol.59 (no.11), Dec. 2012. where r0 – norming distance, r0 = 1 km; 12. Siwiak K., Bahreini Y., Radio wave Propagation and Antennas n – attenuation exponent which depends on the envi- for Personal Communications, 3rd ed. London, United King- ronment (table 4.1). dom: Artech House, 2007, 494 p. 13. Весоловский К., Системы подвижной радиосвязи. Моск- Table 4.1. ва: Горячая линия–Телеком, 2006, 536 с. Environment Attenuation exponent n 14. Шабунин С. Н., Лесная Л. Л., Распространение радиоволн Free space (LOS) 2 в мобильной связи. Методические указания по курсу “Рас- Suburban area (LOS/NLOS) 2.7–3.5 пространение радиоволн и антенно-фидерные устройства в системах мобильной связи”. Екатеринбург: УГТУ, 2000, 38 с. Urban area (NLOS) 3–5 15. Alim M. A., Rahman M. M., Hossain M. M., Al-Nahid A., For example, if the received power in LOS environ- “Analysis of Large-Scale Propagation Models for Mobile Com- ment P = −60 dBm at the distance r = 1 km from the munications in Urban Area,” International Journal of Computer r LOS Science and Information Security (IJCSIS), vol.7 (no.1), 2010. BTS, and Pr = −75 dBm when the distance is r = 3 km, then the slope of experimentally acquired data for 16. Утц В. А., “Исследование потерь при распространении RWP in New York (fig. 3.3) can be roughly expressed радиосигнала сотовой связи,” Вестник Балтийского го- using formula 4.3 with the coefficient n = ( −75 + 60) / сударственного университета им. И. Канта, №5, 2011, с. ( −10 ∙ 0.48) = 3.125. 44 – 49. 5. The developed algorithm (fig. 3.1), which was 17. Попов В. И., Распространение радиоволн в лесах. Москва: implemented using Mathcad software, allows not only Горячая линия–Телеком, 2015, 392 c. calculating maximum coverage area of BTS cell towers, but also performing network clustering and designing the coverage map afterwards [1, 2, 13]. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ РАДИОВОЛН В СОТОВЫХ СЕТЯХ References МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

1. Popovs V., GSM standarta šūnu mobilo sakaru sistēmas: Pro- В.И.Попов, В.А.Скуднов, А.С.Васильев jektēšanas problēmas. Rīga: RTU Izdevniecība, 2003, 362 lpp. Рижский технический университет, 2. Попов В. И., Основы сотовой связи стандарта GSM. г.Рига, Латвия Москва: Эко-Трендз, 2005, 296 с. 3. Blaunstein N., Radio Propagation in Cellular Networks. Lon- Аннотация. Проблема обеспечения равномерного don, United Kingdom: Artech House, 2000, 384 p. радиопокрытия зон обслуживания и связанной с 4. COST Action 231, “Digital Mobile Radio Towards Future Ge- этим высокой надежности систем мобильной ра- nerations Systems,” European Commission, Technical Report диосвязи в стандартах 3G и 4G требует большого EUR 18957, 1999, 474 p. внимания при проектировании сотовых сетей мо- 5. gvSIG Association, Portal gvSIG, 2006-2016 [cited–February бильной связи. Основной задачей на первом этапе 20, 2016]. Available at: http://www.gvsig.com/ проектирования является математическое модели- 6. Lee W. C. Y., Mobile Communications Design Fundamentals, рование распространения радиоволн в условиях 2nd ed. New York, USA: Wiley, 1993, 398 p. влияния окружающей среды. 7. Parsons J. D., The Mobile Radio Propagation Channel, 2nd ed. В работе представлена классификация матема- New York, USA: Wiley, 2000, 436 p. тических моделей распространения радиоволн в 8. Popovs V., Tehniskā elektrodinamika, 4. daļa: Radioviļņu iz- системах сотовой мобильной связи, приводится platīšanas, Lekcijas. Rīga: RTU DzTI, 2003–2005, 74 lpp. алгоритм расчета мощности радиосигнала в точ- 9. Popovs V., Skudnovs V., Vasiljevs A., “Antenna systems of base ке приема в зависимости от расстояния между мо- transceiver stations in cellular mobile networks. Modern state and бильной и базовой станциями, указаны факторы и perspective of development,” in Proceedings of the 56. Internation- условия среды, влияющие на распространение ра- al Scientific conference of the Riga Technical University, 2015. диоволн. 10. Попов В. И., Скуднов В. А., Васильев А. С., “Антенны ба- Ключевые слова: сотовые сети, мобильная связь, зовых станций в сотовых сетях мобильной связи. Совре- распространение радиоволн, математические мо- менное состояние и перспективы развития,” Евразийский дели и алгоритмы. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Unification of the cant and maximum values for cant deficiency

O. Patlasov, E. Patlasov Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan [email protected]

Abstract. The article provides the analysis of the TSI requirement to technical specification of interoperability related to cant in curve. Based on the identified discrepancies it proposes to adopt uniform criteria for the established of maximum cant and cant deficiency for gauge 1435, 1520, 1600 and 1668 mm. Keywords: Interoperability Directives, Technical Specifications for Interoperability (TSI), cant, cant deficiency, acceleration, conventional and high-speed rail network.

Introduction plication guides and by dissemination and training actions. When necessary, ERA may also draft new TSIs, In order to enable citizens of the Union, economic based on a mandate from the Commission. Links to operators and regional and local authorities to benefit to all TSIs including their accompanying documents and the full from the advantages deriving from establishing an previous versions are to be found on the right hand area without internal frontiers, it is advisable, in particular, side of this page. An overview of the chronology of to improve the interlinking and interoperability of nation- all TSIs (including the repealed ones) with respective al high-speed train networks, as well as access thereto. links is given in the chronology table. For drafting and Whereas the commercial operation of high-speed revising TSIs, the Interoperability Unit works in close trains requires excellent compatibility between the collaboration with experts from European Representa- characteristics of the infrastructure and those of the tive Bodies of the Railway sector (RBs), the Intergov- rolling stock; whereas performance levels, safety, qual- ernmental Organization for International Carriage by ity of service and cost depend upon such compatibility Rail (OTIF) and National Safety Authorities (NSAs). as does, in particular, the interoperability of the Euro- For solution of the interoperability high-speed rail sys- pean high-speed rail system. tem in 1996 year have been adopted directive (Directive of Considering the Member States are responsible for the Council on the interoperability of the trans-European ensuring compliance with the safety, health and con- high-speed rail system) [1]. This directive has supposed sumer protection rules applying to the railway networks creating the technical specification of the interoperability in general during the design, construction, placing in for various sub-system and including for the infrastruc- service and operation of those railways; whereas, togeth- ture of railway transport. In 2001 year, directive (Direc- er with the local authorities, they also have responsibili- tive of the European Parliament and of the council on the ties in respect of rights in land, regional planning and interoperability of the trans-European conventional rail environmental protection; whereas that is also especially system) have been adopted by European Parliament. It pertinent with regard to high-speed train networks. was devoted to interoperability of the conventional rail- Over the years, this situation has created very close way communication, that have been supposed creating links between the national railway industries and the technical specification of the interoperability for various national railways, to the detriment of the genuine sub-system and including for infrastructure of conven- opening-up of contracts; whereas, in order to enhance tional railway transport. On the basis of directive[1] in their competitiveness at world level those industries 2002 year the first TSIs for the infrastructure subsystem require an open, competitive European market; of the trans-European high-speed rail system (Commis- It is therefore appropriate to define essential re- sion Decision concerning the technical specification for quirements for the whole of the Community which will interoperability relating to the infrastructure subsystem apply to the trans-European high-speed train system; of the trans-European high-speed rail system) [4] have So for this purpose were prepared different techni- been adopted, but in 2008 year their new edition [5]. First cal specifications for interoperability (TSIs). and second edition almost have not touched on the rail- Technical specifications for interoperability mean way with gauge of 1520mm. the specifications by which each subsystem or part of For the development of the TSI infrastructure for subsystem is covered in order to meet the essential re- the conventional railway lines took significantly more quirements and to ensure the interoperability of the time. It was necessary to analyze the possibility of link- European Community’s high speed and convention- ing requirements to lines with track gauges 1435, 1520 al rail systems. The development of TSIs is one of the and 1668 mm. For that have been created joint work- basic tasks of the Agency. The Agency performs the ing group with representatives from European Railway revision of existing TSIs, keeps them up to date, and Agency (ERA) and Organization For Co-Operation supports the sector in their application by issuing ap- Between Railways (OSJD). 106 Patlasov O., Patlasov E.

Despite of that in 2008 year new TSI of the inter- (6) Instead of point (2), for the 1 668 mm track gauge operability have been adopted, that was incorporated system, the design cant on tracks adjacent to station high-speed and conventional railway system using re- platforms where trains are intended to stop in nor- sults of analyze have been prepared by group of ERA- mal service shall not exceed 125 mm. OSJD. Only in 2011 year TSI for the conventional in- (7) Instead of point (3), for the 1 668 mm track gauge frastructure railway lines have been adopted. system, for new lines with mixed or freight traffic on Results of using already a generalized Directive curves with a radius less than 250 m, the cant shall be have been showed, that it is needed in continuous im- restricted to the limit given by the following formula: provement. For now, it contains six alterations. Last al- teration has been adopted in 2014 year. D ≤ 0,9 * (R – 50) In 2014 year, technical specifications for interoper- where D is the cant in mm and R is the radius in m. ability relating to the ‘infrastructure’ subsystem of the (8) Instead of point (1), for the 1 600 mm track gauge rail system in the European Union [8] instead of two system the design cant shall not exceed 185 mm.” TSIs of the infrastructure high-speed and conventional As you know [10–17], when driving on curved sec- speed of railway communication have been adopted. tions of railway track occurs centrifugal force I (1). Interoperability implies uniform criteria for Rail- V2 ways with different track gauges. And despite the fact I = ma = m R (1) that the development of TSI standard infrastructure [7] and generalized TSI [8] have been used the analysis conducted by the working group of ERA-OSJD [9], not all problems of interoperability for lines with different track gauges have been resolved. One such problem is the maximum elevation of the outside rail – cant (hmax). According to such uniform criteria, should be set to hmax and cant deficiency h for railway with different track gauges.

1. The elevation of the outer rail

According to the technical specifications for interoperability relating to the ‘infrastructure’ subsystem of the rail system in the European Union [8] “4.2.4.2. Cant (1) The design cant for lines shall be limited as defined in Table 7. Figure 1. Schema for cant definition

Table 7. Design cant [mm] Cant is made for reducing centrifugal force in Freight and mixed Passenger curves section of railway[10–17]. traffic traffic When the cant the centrifugal force is reduced by Ballasted track 160 180 the horizontal component of the weight of the crew is Non ballasted track 170 180 determined by the formula h (2) The design cant on tracks adjacent to station plat- T = mg (2) S0 forms where trains are intended to stop in normal where g – the acceleration of gravity; h – cant; S0 – the service shall not exceed 110 mm. distance between axes of rails (in the calculations usu- (3) New lines with mixed or freight traffic on curves ally take S0=1.6 m forgauge 1520 mm and 1.5 m for with a radius less than 305 m and a cant transition gauge 1435 mm). steeper than 1 mm/m, the cant shall be restricted to Thus the cant as “dampens” the value of the cen- the limit given by the following formula trifugal force and the centripetal acceleration respec- D ≤ (R – 50)/1,5 tively. When there is insufficient cant for the rolling stock (and therefore passengers) will operate the so- where: D is the cant in mm and R is the radius in m. called outstanding acceleration α (4) Instead of points (1) to (3), for the 1 520 mm track 2 a = V – g h (3) gauge system the design cant shall not exceed R S0 150 mm. Maximum outstanding acceleration, which affects (5) Instead of point (1), for the 1 668 mm track gauge the passenger, should not depend on gauge. It follows system, the design cant shall not exceed 180 mm. that the cant Unification of the cant and maximum values for cant deficiency 107

Table 9. Maximum cant deficiency for the 1 668 mm track gauge V 2    system [mm]  − aS0  R  h = (4) Design speed [km/h] v ≤ 160 160 < v ≤ 300 v > 300 g For operation of rolling stock conforming to the Locomo- 175 115 Therefore, at the same speed, the radius and the tives and Passenger TSI outstanding acceleration of the cant in direct propor- For operation of rolling stock tion depends on the width of the gauge. conforming to the Freight 150 – – However, according to mentioned above extract Wagons TSI from TSI, if such dependence is maintained for lines with track gauges 1435 mm and 1668, it is not saved The cant deficiency and outstanding acceleration for lines with a width of 1520 mm. And even at great- are directly proportional and their ratio depends on the er to width of gauge (1520 compared to 1435 mm) width of the gauge (see formulas 3, 4). On the Railways in TSI maximum cant for lines with a width of 1520 of the EU countries decided to operate with the Cant deficiency, and on Railways with gauge of 1520 mm – (hmax = 150 mm) is smaller than for lines with track outstanding acceleration. gauges 1435 mm (hmax = 170 mm). Based in this, the maximum cant for lines should be increased. If recalculate is regulated by the TSI values of the cant deficiency to 1435 and 1668 mm in the amount of outstanding acceleration, you’ll get exactly the same values 2. Cant deficiency (see tab. 1). However, for lines with a width of 1,520 mm taken only one value of the lack of elevation of 115 mm, To ensure equal vertical impact on both rails need which corresponds to outstanding acceleration. Given to rise fully “extinguished” centripetal acceleration that the maximum permitted outstanding acceleration 2 (α = 0). However, for some trains, moving at maxi- 0.7 m/s is accepted in the middle of the last century, mum speed, set the cant does not fully compensate and experience high-speed movement on the Railways for the centrifugal acceleration. Therefore, you receive of the EU, for lines with 1520 mm gauge can be set to the outstanding acceleration which is caused by cant defi- same value outstanding acceleration, as for lines 1435 2 ciency for maximum speed. In TSI, the cant deficiency and 1668 mm – 0,65, 0,85 and 1,0 m/s , and the corre- is regulated by clause 4.2.4.3 sponding The cant deficiency – 106, 139 and 164 mm. for Example, on the Railways of Ukraine [16] in certain “4.2.4.3. Cant deficiency cases allowed Unliquidated acceleration 1.0 m/s2. (1) The maximum values for cant deficiency are Table 1. Cant deficiency [mm] set out in Table 8. S 1435 1520 1668 2 Table 8. Maximum cant deficiency [mm] α [m/s ] Δh [mm] 0,3 46 49 53 Design speed [km/h] v ≤ 160 160 < v ≤ 300 v > 300 0,40 61 65 70 0,50 77 82 88 For operation of rolling stock 0,65 92 98 106 conforming to the Locomo- 153 100 0,70 100 106 115 tives and Passenger TSI 0,80 107 115 123 For operation of rolling stock 0,85 123 131 141 0,90 130 139 150 conforming to the Freight 130 – – 0,95 138 147 158 Wagons TSI 1,00 153 164 175

On lines with gauge of 1520 mm is drawn rolling (2) It is permissible for trains specifically designed to stock for the transport of goods, which has certain fea- travel with higher cant deficiency (for example mul- tures. When exposed to such a rolling of the outstand- tiple units with axle loads lower than set out in table ing acceleration of ±0,3 m/s2, loaded slide, and there- 2; vehicles with special equipment for the negotia- fore difficult to turn the truck under the car. Therefore, tion of curves) to run with higher cant deficiency on Railways with gauge of 1520 mm, it is necessary to values, subject to a demonstration that this can be a 2 note that for freight wagons нп = 0,3 m/s and there- achieved safely. fore Dh is equal 50 mm. (3) Instead of point (1), for all types of rolling stock of Thus paragraph (3) from p. 4.2.4.3 of the technical the 1 520 mm track gauge system the cant deficien- specifications for interoperability relating to the ‘infra- cy shall not exceed 115 mm. This is valid for speeds structure’ subsystem of the rail system in the European up to 200 km/h. Union, should be stated in the following edition: «(3) (4) Instead of point (1), for the 1 668 mm track gauge Instead of point (1), for the 1 520 mm track gauge sys- system, the maximum values for cant deficiency are tem, the maximum values for cant deficiency are set set out in Table 9. out in Table 8*. 108 Patlasov O., Patlasov E.

Table 8*. Maximum cant deficiency for the 1 520 mm track gauge in the European Union / OJ L 356, 12.12.2014, p. 1 system [mm] 9. Analysis of the basic parameters for maintaining the technical Design speed [km/h] v ≤ 160 160 < v ≤ 300 v > 300 and operational compatibility of the 1 520 mm and 1 435 mm For operation of rolling stock gauge rail systems at the commonwealth of independent states conforming to the Locomo- 163 106 (CIS)-European union (EU) border subsystem: infrastructure. tives and Passenger TSI Permanent way and track facilities [interactive]. European For operation of rolling stock Railway Agency [viewed on March 4, 2016]. Access via Inter- conforming to the Freight 50 – – Wagons TSI net

Improving operation and maintenance of locomotives of ukrainian railways

B. E. Bodnar, A. B. Ochkasov, D. V. Bobyr Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, Lazaryana St., 2, Dnipropetrovsk, Ukraine. Department “Locomotives”, [email protected]

The results of research according to operation system improvement and locomotive technical equipment of Ukrainian railways are represented in the article. The scientific work is carried out by “Technical maintenance and diagnostics of locomotives” laboratory of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after acad. V.Lazaryan. The methods and hardware and software system of train handling rational modes selection are developed for exploitation system improvement. The theoretical basis of implementation necessity of technical diagnostics equipment in locomotive unit is outlined in the article. The method for determining the limits of diagnostic parameters change is suggested. The method can be used in the preliminary stage of locomotives maintenance development system, the locomotives are equipped with on-board diagnostics systems. The examples of diagnostic systems for locomotives node points and their work results are enumerated. Keywords: locomotive, parameter charts, train handling mode, maintenance system, diagnostic devices, failure prediction

Introduction running time, permanent and temporary speed restrictions. The software was developed allowing to save The challenge of reducing maintenance costs is re- additional 4–12% of energy for traction [1, 2]. levant to any transportation company operating the The algorithm for solving the problem of selecting rolling stock. In the locomotive industry the major the rational train handling mode in the hardware-sof- portion of maintenance costs accounts for the costs tware complex is based on the methods of discrete dy- associated with the expenditures for energy supply, as namic programming and vector optimization by the well as maintenance and repair of locomotives. n criteria for minimum energy consumption ∑ Atii() Consumption of energy resources in the complex n i=1 is determined by the entire railway system. To a large and minimum running time ∑ ti (1). extent the overall consumption of energy for traction i=1 is affected by the work of railway traffic services and n ∑ Atii() = technical services (of locomotive facilities and electri- i 1 → min (1) fication, carriage facilities, track). By providing the ne- n ∑ ti cessary technical condition of rolling stock, track and i=1 power supply devices, these services significantly affect the ratio of the total and useful expended energy. Thus, The block diagram of hardware of the complex is minimization of power consumption for a predetermi- shown in Figure 1. During the complex operation pri- ned amount of traffic is achieved virtually by all main or to the trip the recommended motion path is deter- railway services directly involved in the transportation mined; it is displayed as shown in Figure 2. process.

Main material

Employees of the department «Locomotives» of Dnipropetrovsk National University of Railway Trans- port named after Academician V. Lazaryan conduct the research aimed at the development of rational train handling modes. The developed methods, models and algorithms allowed designing the hardware-software complex for calculation of rational modes for handling the freight train by DC electric locomotive and for re- adout of parameter charts. The complex provides an opportunity to accumulate and process the performed Figure 1. Block diagram of hardware of the complex. 1, 2 – LEM trips, to calculate quickly individual parameter charts, sensors for current and voltage of electric locomotive respectively; 3 – consumption-optimized for the train motion, taking photodetector of current and voltage values; 4 – sensors for speed, control into account the compliance with schedule, to perform notches and continuous cab signalling (CCS) readings; 5 – interface converter; 6 – computing device traction-optimization calculations for specific operating conditions, to set the electricity consumption rate During the trip, along with the estimated path, the for the traction for different sections, train weights, complex displays and saves in the database the record- 110 Bodnar B. E., Ochkasov A. B., Bobyr D. V.

systems is to increase the reliability of locomotives and to allow transferring to the maintenance and repair of locomotives using the diagnostic results of their units. Many failures are preceded with the gradual development of a defect, changes in physical properties, size and shape of parts. The identification of such defects without disassembling the unit before transition to a failure condition allows eliminating the defects in a timely manner with significantly less resource spent for this rather than for restoration of unit performance after its failure. The theoretical basis for the transition to a rolling Figure 2. Recommended parameters of rational motion path. stock repair in view of its actual technical condition 1, 2 – electric locomotive current and recommended rational should become an integrated locomotive fleet manage- control speed respectively; 3 – speed limit; 4 – control notches; ment system. The existing locomotive on-board diag- 5 – integrated track profile; 6 – axes of stations nostic tools enable continuous monitoring of perform- Скорость, км/ч Speed, km/h ance of many units and assemblies of locomotives, but Ток элетровоза Locomotive current do not allow identifying the possible resource of trouble-free operation of each unit and assembly. The task to predict the failure time of a technical ed values of speed, electric locomotive and traction object on the basis of the diagnosis is not new in the motor current, traction motor switching circuit and at- theory of technical diagnostics; these problems have tenuation field, actual catenary voltage, as well as pro- been solved both for the railway and other modes of vides visual and voice prompts for electric locomotive transport. The solution to this task is reduced to predic- handling mode. tion of the timing of failure of the rolling stock parts. Currently, work is underway to establish the similar There are various models to solve the task of pre- system for calculating the rational modes of freight train dicting the failure time. The most accurate one can be handling by mainline locomotives. The performed cal- considered the model that uses the current technical culations of parameter charts for freight trains yielded state data. To solve this task, you can use the following the expected fuel saving of about 5% compared with model [8]: the test running results [3].

One of the methods to reduce the operating costs tfail = t0 + Tres, (2) of transport companies is the improvement of loco- where t – operating time as of the date of prediction; motive fleet maintenance system. Employees of the 0 T – predicted residual life of parts. department «Locomotives» and those of the research res Calculation of T is carried out taking into ac- laboratory «Technical maintenance and diagnostics res count the stochastic nature of the changes in techni- of locomotives» perform studies aimed at developing cal conditions. This approach assumes that the value methods and means of determining the actual techni- T is determined taking into account the residual life cal condition of locomotives and their units, as well as res distribution law Z of its parameters – the expectation planning the repair period and scope [4–7]. M, coefficient of variation n, and the set probability of Nowadays, the repair and maintenance of locomo- failure-free operation P(t). tives of Ukrainian railways are carried out according to n a fixed schedule, and the need and the type of regular Tres = f[Z, M, , P(t)]. (3) repair are usually determined by the locomotive mile- These parameters are determined by analysing age. This approach does not consider the actual state the information obtained as a result of diagnosing the of the locomotive units and the real need in repair of current state of the locomotive. In order to predict the this type, which leads to considerable additional costs. instant of failure, the accumulated statistics for each In addition, the lack of information as to the scope implementation (that is, each processing of diagnostic and the list of repair works for the specific locomotive information) is displayed as the following function: makes it difficult to plan the repair at a depot and significantly increases its time. T = f(Y ), (4) One of the solutions to this problem is to improve ocm T the methods for diagnosing and predicting changes in where –YT value of the current technical state as of the the technical condition of locomotive units, develop- moment of prediction ty. ment of methods for determining the frequency and Graphical interpretation of the unit residual life scope of repairs on the basis of diagnostic data and prediction based on the analysis of the diagnostic pa- «history» of the locomotive operation. rameter is shown in Figure 3. The new traction rolling stock is equipped with on- Prediction of the instant of failure requires repeated board diagnostics systems; the main objective of such control diagnosis. The number of inspections depends Improving operation and maintenance of locomotives of Ukrainian railways 111

av where res – average predicted value of the residual life, σ – standard deviation of the residual life. The proposed method can be used at the preliminary design phase of the maintenance system for locomotives equipped with on-board diagnostic systems. The method is based on systematization and processing of diagnostic results. The disadvantage of this approach is the need to determine the distribution law of the residual life random variable and the residual life characteristics as a random variable. In cases where the random variable distribution law does not correspond to the most common distribution laws, the calculation of residual life will be difficult. In addition, the software Figure 3. Unit residual life prediction based on the on-board for the calculation must have a multivariate calculation diagnostic system data algorithm depending on the random variable distribution law. on the technical condition of the locomotive and the The method which is devoid of this disadvantage is diagnostic parameter change rate. In the case of on- the use of artificial neural networks. Artificial neural board diagnostic system the instant of time ty can be network is a set of mathematical and algorithmic met- regarded as a period of time between the reading and hods for solving a wide range of tasks. Characteristic processing of the on-board diagnostic system data. The features of artificial neural networks, which is a univer- result of the diagnostic data processing is the depend- sal data processing tool, are: a flexible model for non- ence of the actual changes in the diagnostic parameter linear approximation of multivariate functions; time on the operating time indicated by a solid line in the predicting possibility for the processes depending on figure. The end result of the unit residual life determi- many variables; classification by various parameters, nation, in any case, will be the conclusion concerning allows partition of the input space into the areas. The the need for repair and scope thereof. neural network has the ability to learn by establishing The main task of predicting changes in the techni- correspondence between the control parameter chan- cal condition is to determine such parameters as the ge dynamics and the fact of failure onset. time of subsequent processing of diagnostic data tdiagn The practical realization of the proposed method is and failure (running) time. In any case, while predict- carried out during the analysis of the diagnostic data ing the residual life value there is a failure undetection of electric locomotives DE-1 and VL11M/6. The meth- probability due to incomplete compliance of the pre- ods for diagnostic data analysis, as well as the software dicted changes in the unit technical state with the ac- tools for the calculation of reliability indicators and di- tual dynamics. From our point of view, one of the op- agnostic data systematization were developed [4,5,9]. tions to improve this approach may be to determine the It is obvious that solution of the set tasks requires residual life using the concepts of optimistic and pes- appropriate means of technical diagnostics, as well as simistic residual life. By optimistic prediction Tres we methods and tools for the diagnostic data analysis. The mean the residual life corresponding to the lowest rate laboratory «Technical maintenance and diagnostics of of failure development, while by pessimistic prediction locomotives» developed a number of stationary auto- Tres, on the contrary, the highest rate of failure develop- mated stands for diagnosing locomotive units and as- ment. These two values will determine the acceptable semblies. limits of diagnostic parameter change. To determine There is developed variant of microprocessor sys- the unit residual life using this approach it is necessary tem for diesel locomotive hydraulic transmission test- to analyse the dynamics of the diagnostic parameter ing, which has no analogues in Ukraine [10]. Test data for this unit on the other locomotives. Comparison of collection was automated in order to fix rapid proc- the rate of diagnostic parameter change in the control esses for determination of the technical condition of unit with the dynamics of diagnostic parameter change a hydraulic transmission. The developed information- in similar units will enable to take into account the fail- measuring system allows improving the hydraulic ure development features and to predict the failure oc- transmission testing process due to automation and currence more effectively. improvement of the accuracy of control parameters The acceptable range of diagnostic parameter measurement. The measurement results are the initial change in the simplest case can be determined using data for further researches to in order to determine the known rule 3σ. the technical condition of the hydraulic transmission UGP750-1200 during the factory post-repair testing. pa=−v 3s resres , (5) The program interface is shown in Figure 4. resr=+es 3s To test the diesel locomotives the laboratory developed an automated test stand for 1D12 type diesel. The 112 Bodnar B. E., Ochkasov A. B., Bobyr D. V.

Figure 4 – Interface of hardware-software complex for diesel locomotive hydraulic transmission testing Показания Reading Напряжение приводного двигателя, В Voltage of drive motor, V Ток приводного двигателя, А Current of drive motor, A Давление в ГТР1 Pressure in GTR1 Температура в ГТР1 Temperature in GTR1 Температура до передачи Temperature before transmission Напряжение генератора, В Voltage of generator, V Ток генератора, А Current of generator, A Давление в ГТР2 Pressure in GTR2 Температура в ГТР2 Temperature in GTR2 Температура после передачи Temperature after transmission Обороты двигателя Engine rpm speed Обороты генератора Generator rpm speed Обороты турбинного вала Turbine shaft rpm speed Испытания Tests Тепловоз Locomotive ТГМ4 TGM4 ТГМ6 TGM6 Протокол испытаний гидропередачи № Hydraulic transmission test report № Режим Mode Частота регистрации, с Frequency of registration, sec Время испытаний, мин Testing time, min Тек. время Current time Дата Date Время испытаний Testing time Запуск испытаний Test start Завершение испытаний Test completion

Figure 5. Execution of tests traction electric motor and results Частота обертання якоря, об/хв Anchor rotation speed (rpm) Після ремонту After repair Углове переміщення (градуси) Angular movement (degrees) Improving operation and maintenance of locomotives of Ukrainian railways 113 stand controls more than 20 analogue parameters of ling stock in view of its actual technical state. Further a diesel generator unit. The water rheostat is used as a improvement of the locomotive maintenance system loading device. For the diagnosis of operating diesel lo- is based on the multiple diagnoses of locomotives and comotives we use the portable device for determination their units, accumulation of diagnostic knowledge data of irregularity in diesel crankshaft rotation [11] and the base and its analysis according to the developed tech- portable system for monitoring the working process of niques. The solution of these tasks will allow carrying internal combustion engines – DEPAS 4.0 [12]. out the transition to the locomotive maintenance sys- For bench diagnosis of traction electric motors we tem based on the actual technical state of locomotives. designed the non-destructive isolation diagnostic system [13] and the device for traction electric motor diagnostics by irregularity in armature shaft rotation [14]. References To diagnose by irregularity in armature shaft rotation it is proposed to use a high-precision rotary encoder. 1. Bobyr Dmitry Valeriyevich Usovershenstvovanie rezhimov Diagnosis is carried out when the motor is idling. This vedeniya gruzovogo poyezda s elektritcheskoy tyagoy [Improved diagnosis system is available and does not require sig- modes of freight train handling with electric traction] [Text]: nificant investments in its implementation. The possi- PhD Tech. Sc. dissertation: 05.22.07; Dnipropetrovsk Nation- bility of using the proposed method of traction motor al University of Railway Transport named after Academician diagnosing is confirmed by experimental studies aimed V.Lazaryan. – D., 2007. – 190 p. – Bibliogr.: pp. 146-156 to determine the irregularity in armature shaft rotation 2. Bodnar B. E., Bobyr D.V., Lyashuk V.M., Ivanov A.P. Pro- and connection of the latter with faults of TEM (trac- gramny kompleks po raschetu energooptimalnyh rezhimov tion electric motor) units. The experimental results are vedeniya poezrdov // Problemy i perspektivy razvitiya zhelezn- shown in Figures 5 and the overall view of the equip- odorozhnogo transporta [Software for analyzing energy-op- ment is shown in Figure 5. The diagrams 1-3 (see Fig- timized train handling modes // Problems and prospects of ure 5) correspond to the motors with faults, the upper railway transport development]: Proceedings of the LXVI In- diagram corresponds to the motor after the repair. ternational research and practice conference – Dnepropetro- vsk: DNURT, 2006. – P. 48. 3. Bondar B.E. et al. Ispolzovanie informatsiyi bortovyh sistem Conclusions diagnostirovaniya pri opredeleniyi tehnicheskogo sostoyaniya uzlov lokomotiva [Using the information board diagnostic The analysis of the available devices for locomotive systems in determining the technical condition of the locomo- unit diagnosing leads to the conclusion that their cur- tive units] Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipro- rent implementation allows: petrovsk National University of Railway Transport (2008). − improving the traffic safety (preventing form acci- 4. Bodnar B.E., Ochkasov A.B., Povysheniye ekspluatatsionnoy dents while driving, controlling the actions of the nadezhnosti podvizhnogo sostava: razvitiye system diagnos- locomotive crew); tirovaniya [Increase of rolling stock operational reliability: − reducing the time for troubleshooting in electrical the development of diagnostic systems] // Locomotive inform circuits (controlling the response of electrical ap- №1-2, p.56-58, Kharkiv, 2011 paratus); 5. Bodnar B.E., Ochkasov A.B., Liubka V.S. Usovershenstvovani- − identifying (and more often – confirming) the fact ye sistemy tehnicheskogo soderzhaniya lokomotivov [Improve- of failure onset in controlled units. ment of the technical content of locomotive system] // Lo- In fact, the diagnosis systems have monitoring comotives. XXI Century. Proceedings of the II International function over the changes in the technical state of lo- Scientific Conference dedicated to theth 90 anniversary of the comotives units. start of the domestic locomotive construction, 140th anniversary From the perspective of technical diagnosis the of Doctor of Technical Sciences, Professor Gakkel J.M., 205th an- main tasks of any diagnostic system are: niversary of the Institute of Railway Engineers Corpus. St. Pe- − performance measurement of diagnosed object tersburg, 2014. p.130-134 (fault-free/faulty); 6. Bodnar B.E., Ochkasov A.B., Shvets O.M. Primeneniye neyron- − operation control (control in order to avoid any nyh setey dlya opredeleniya tehnicheskogo sostoyaniya lokomo- failure that can violate the performance); tivov [Application of neural networks to determine the techni- − troubleshooting (fault identification and ways to fix cal state of locomotives] // Locomotive Inform №9-10, p.4-6, it); Kharkiv, 2009 − predicting changes in the technical state of the di- 7. Bodnar, B. Y., Ochkasov, O. B., Detsyura, O. Y., Chernyayev, agnosed object in the future; D. V. (2012). Methods of nonseparable diagnostics of diesel − definition of the previous state of the diagnosed object. engines in operation of rolling stock. Science and Transport The existing diagnosing methods to some extent Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of perform the first three tasks, but their solution does Railway Transport, (41), 56-60. not clearly determine the repair scope and scheduling, 8. Bodnar B. E., Ochkasov A.B., Chernyaev D.V. Shevchenko Y.I. which is necessary for transition to the repair of rol- Diagnostirovaniye tyagovyh elektrodbigateley po neravno- 114 Bodnar B. E., Ochkasov A. B., Bobyr D. V.

mernosti vrashcheniya yakorya [Diagnosis of traction electric УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ motor at irregularity in speed of anchor rotation] // Science ЭКСПЛУАТАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОГО and Progress transport. Bulletin of Dnipropetrovsk National СОДЕРЖАНИЯ ЛОКОМОТИВОВ University of Railway Transport. 2013. №3 (45). УКРАИНСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ 9. Chentsov M.O., Zagalniy vyd modelі prognozuvannya termіnu vіdmovi detaley mashyn na stadіyi ekspluatatsіyi [General view Б. Е. Боднар, А. Б. Очкасов, Д. В. Бобыр of the model for prediction of machine parts failure during operation] / Chentsov M.O., Ruchko V.M. // Int. Coll. of scien- Днепропетровский национальный университет tific papers: Progressive Manufacturing Engineering.-1998.- № железнодорожного транспорта имени 5.- pp. 121-124. академика В. Лазаряна 10. Depas Laboratory. Access via Internet. < http://depas.od.ua/ 11. Kapitsa M.I. et al. Viznachennya energozaoschadzhuyuchih Аннотация. В статье представлены результаты rezhimіv rozgonu poyizdіv. [Determination of the energy sav- работ по усовершенствованию системы эксплуа- ing modes of train acceleration] – 2015. тации и технического содержания локомотивов 12. Kapitsa M.I. Postroenie integralnoy funktsii raspredeleniya украинских железных дорог. Научные работы вы- otkazov po funktsii soprotivlyaemosti izolyatsii obmotok voz- полнены лабораторией «Техническое содержание buzhdeniya [Building integrated distribution function of и диагностирование локомотивов» Днепропетров- failures by field class insulation resistance function TEM] / ского национального университета железнодорож- Kapitsa M..I // Vіsnik of Shіdnoukr. Nat. University n.a. V. ного транспорта имени ак. В.Лазаряна. Для усовер- Dal. – Luhansk, 2003. – № 9 (67). – P. 34-38. шенствования системы эксплуатации локомотивов 13. Ochkasov O.B. Udoskonalennya bortovoi systemy разработаны методы и программно-аппаратный dіagnostuvannya elektrovoza 05.22.07. – Rukhomiy sklad za- комплекс для выбора рациональных режимов liznyts’ ta tyaga poyizdiv [Improving electric locomotive on- вождения поездов. Комплекс позволяет накапли- board diagnostic system 05.22. 07-rolling stock and train trac- вать и обрабатывать выполненные поездки, опе- tion]. 2005 ративно рассчитывать индивидуальные режимные 14. Zhukovytskyy I. V., Kliushnyk I. A., Ochkasov O. B ., Kore- карты, оптимизированные по минимуму расходов nyuk R. O. Information-measuring Test System of Diesel Lo- на перемещение поезда, с учетом выполнения гра- comotive Hydraulic Transmissions // Science and Transport фика движения, выполнять тягово-оптимизаци- Progress. – 2015. – № 5 (59). – С. 53–65. онные расчеты для конкретных условий эксплуа- тации, нормировать расходы электроэнергии на тягу для разных участков, масс поездов, времени хода, постоянных и временных ограничений ско- рости. Разработано программное обеспечение, ко- торое позволяет дополнительно экономить 4–12% электроэнергии на тягу. В статье изложено теоре- тическое обоснование необходимости внедрения технических средств диагностирования в локомо- тивном хозяйстве. Предложен метод определения допустимых пределов изменения диагностическо- го параметра который может быть использован на предварительном этапе разработки системы содержания локомотивов оборудованных борто- выми системами диагностирования. Приведены примеры диагностических комплексов для узлов локомотивов и результаты их работы. Представ- лены информационно-измерительная система для испытаний гидравлических передач УГП 750/1200, автоматизированный испытательный стенд дизе- лей типа 1Д12 и устройство диагностирования тя- говых электродвигателей по неравномерности вра- щения вала якоря. Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Economic and social impact of higher education on society1

Tetyana Nestorenko1, Olesya Shcherba2 1 Berdyansk State Pedagogical University, Shmidta 4, Berdyansk 71100 Ukraine [email protected] 2 Ukrainian academy of printing technologies, Pidgolosko 19, Lviv 79020 Ukraine [email protected]

Annotation. The article is devoted to the economic and social impacts of higher education on the society. We consider the role of higher education in the economic development. Special attention is paid to the evidence of significant economic impact of a university on its community. Grounded tasks and measures for their implementation aimed at creating innovative content system of higher education. Systemic effects on the formation of an innovative system of higher education in Ukraine were determined. The necessity of development strategy for higher education in the knowledge economy associated with rapid changes in the environment and the requirements of Ukrainian society. Reasonable suggestion arising from analysis of the strategic plans in Ukraine and in the education system, the need for the formation of a unified strategy that includes measurable indicators that are detailed only in specific projects – targeted programs. Keywords: higher education, economic impact, social impact, economic development, systemic effects, effectiveness, strategy.

Introduction Higher education and economic development

Higher education is highly valued all over the world In an increasingly globalised and knowledge-based for his contributions to economic and social develop- economy, any country needs a well-skilled workforce ment. The existence of universities in the city (region) to compete in terms of productivity, quality, and inno- provides two types of effects. On the one hand this is vation. And higher (tertiary) education is the most im- the short-term impacts of the university through the portant factor of maintenance the conditions for both monitoring of expenses related to the existence of the economic and social development of society. university (expenditure of the institution, staff, stu- In the Europe 2020 strategy it is considered that dents, visitors, etc.). On the other hand the existence higher education contributes to social and economic of university provides also long-term effects, which in- development through the implementation of four key clude revenues associated with the growth of human tasks: capital (wage growth), the development and growth The formation of human capital (primarily through of companies, economic development of city (region, training); country) and so on. Building knowledge bases (primarily based on re- The modernization of higher education in Ukraine search and development of knowledge); requires overcoming several problems. The most rele- Dissemination and use of knowledge (primarily vant are the discrepancy structure of specialist training due to the interaction with the user’s knowledge); needs of the real economy, lowering the quality of edu- Knowledge support (primarily through knowledge cation, corruption in higher education, isolation from between generations of storage and transfer) [8]. research, the slow pace of integration into European Various studies indicate a significant relationship and world intellectual space. Experts also said about between higher education and economic development a significant expansion of higher education that took (in particular, economic growth). In his paper Panagi- place in Ukraine since the mid-1990s, referring to how otis Pegkas examines the link between educational lev- the increase of the number of higher education institu- els and economic growth and estimates the potential tions and the rapid increase in the total number of stu- impact of the different educational levels on economic dents and graduates. With the rapid growth of higher growth in Greece over the period 1960-2009 [9]. The education directly and indirectly associated problems results of empirical analysis reveal that there is a short- such as destruction of the system of vocational educa- run causality running from higher education to eco- tion, skilled workers shortage professions, the inabil- nomic growth and that in the long run the elasticity of ity for many graduates find jobs in their field, inflation Greece GDP to higher education is 0.52. educational and professional standards, excessive load As part of the Europe 2020 strategy, EU leaders have on teachers and inadequate funding of universities, in- agreed a target that 40% of those aged 30-34 should crease the level of corruption in higher education and have a higher education or equivalent qualification by others. 2020 [2]. In order to achieve this EU-level “headline”

1 The paper was supported by the grant #51501858 of Visegrad Fund in the framework of Visegrad Scholarship Program – EaP. 116 Nestorenko T., Shcherba O. target, EU countries have set their own national attain- In Ukraine in 2014 total expenditure on higher ed- ment targets to be reached by 2020. ucation amounted to 2.9% of GDP and 1,8% of pub- A considerable part of the research shows that the lic expenditure. Ukrainian university’s funds consist level of education of the population significantly affects mainly from the expenditure of the expenditure from economic development. The contribution of higher state budget (69%) and students fee (31%) [20]. In the education to economic development can be measured UK, the share of the expenditure from state budget is by means of the production function, or even a simple 49%, the share of funds from private sources is 31% regression equation. Studies that have been used as the and from international sources is 20% [20]. In UK uni- higher education variables, the proportion covered by versities revenues from the state budget and tuition education (gross enrolment ratio) and the level of edu- fees are only 65% of total university funding. The rest cational attainment (higher educational attainment), part is formed from grants for research (16%), other have shown that these two variables have a positive ef- revenues from different services (18%) and contribu- fect on the level of economic development (GDP per tions to endowment fund (1%) [20]. capita) [10]. The education level of workers affects on level of In United Kingdom higher education sector is one their earnings (table 1). For all OECD countries high- of the largest service sectors of its economy. In 2011- er level of education means higher level of earning of 12 UK universities generate £73 billion in output – up workers. (24%) from £59 billion in 2009 [15]. This part of coun- Although in EU countries the level of worker’s edu- try’s output was generated through both direct and cation matters less (on the average) than it matters in multiplier effects. Thus, higher education contributed OECD countries (on the average too), average extra- 2.8% of UK GDP in 2011 (up from 2.3% in 2007-2008) salary of worker with university diploma is more than and generated 757,268 full-time-equivalent (FTE) jobs 50% of the salary of worker without such diploma. The throughout the economy [15]. More than half of rev- developing countries are characterized by the most sig- enues received by UK universities were from private nificant effect of higher education for workers and, as sources. a result, for economy of these countries. Chile is the Growth accounting analysis indicated that gradu- brightest illustration of this fact. A worker with educa- ate skills accumulation contributed to roughly 20% of tion on the level of below upper secondary education GDP growth in the UK from 1982-2005 [3]. This ap- earns four times less, than a worker with a university proach limits the estimated impact to the productivity diploma (table 1). enhancement directly accrued to graduates and misses As data of United States labour market show, in 2011 any externalities to HE which may raise the productiv- the median weekly earnings for bachelor’s degree hold- ity of the rest of the economy. Authors indicated that ers were 65 percent higher than earnings of high school a 1% increase in the share of the workforce with a uni- graduates ($1,053 compared to $638) [14]. In aggregate, versity degree raises the level of long run productivity the additional earnings from two or four years of col- by 0.2-0.5%. The long-run adjustment is gradual, with lege (relative to only high school) were $2.4 trillion, or about 5-15% of the correction absorbed per annum. 16 percent of the $15 trillion in total GDP of US. With the UK share of the workforce with a university Even during the crisis, labour income growth among education having increased by 57% between 1994 and tertiary graduates generated a positive impact on GDP 2005, estimates suggest this will have raised UK long- of more than half a percentage point per year (between run productivity by 11-28%. This means that at least 2008 and 2010). Figure 1 illustrates while GDP shrank one-third of the 34% increase in labour productivity by almost 4% across OECD countries in 2009, labour between 1994 and 2005 can be attributed to the accu- income growth among tertiary graduates still made a mulation of graduate skills in the labour force. positive contribution to GDP of 0.4% [7]. Eun Kyung Lee argues, that Japanese and South Ko- About half of the economic growth is related to la- rean higher education showed a positive effect on their bour income growth at the tertiary level of education. In economic growth, and a bidirectional relationship of France, Norway, Switzerland and the United Kingdom, higher education development and economic growth 60% or more of growth in gross domestic product (GDP) was examined in both countries’ industrialization peri- is generated by those who have attained a tertiary educa- ods [5]. The public sector in Japanese higher education tion. In Denmark and Ireland, the labour income growth contributed to their economic growth. Among four of those with tertiary education exceeds GDP growth, major groups, the Japanese science major group had a largely as a consequence of a strong shift towards high- positive effect on the increase of their GDP value add- er skills and the impact of the global economic crisis on ed by industry and service et al., but the South Korean overall economic activity in these countries [7]. science major group showed the least effect on their So, as the workers with higher education receive high- economic growth among four major groups. In South er incomes, then their activity they are doing a greater Korea, the social science major group contributed to contribution to GDP, thereby contributing to economic the economic growth through affecting on the increase development. It means that well-educated workforce is of their industrial and service GDP. vital to nation’s future economic development. Economic and social impact of higher education on society 117

Table 1. Relative earnings of workers, by educational attainment (2013). Adults with income from employment; upper secondary education = 100 Country Below upper Bachelor’s or equivalent Master’s, doctoral or equivalent All tertiary education Australia 83 137 161 134 Austria 71 171 Data include in column 2 152 Belgium 87 n/a n/a 141 Canada 84 153 189 143 Chile 66 290 564 260 Czech Republic 74 143 185 175 Denmark 82 111 166 129 Estonia 91 n/a n/a 135 Finland 93 127 187 148 France 82 136 207 153 Germany n/a n/a n/a n/a Greece 79 198 n/a 149 Hungary 75 174 250 201 Iceland n/a n/a n/a n/a Ireland 83 204 n/a 184 Israel 84 154 225 163 Italy 78 n/a n/a 143 Japan 78 n/a n/a 152 Korea 71 150 200 145 Luxembourg 64 n/a n/a 158 Mexico 54 n/a n/a 199 Netherlands 83 n/a n/a 156 New Zealand 92 135 186 139 Norway 77 116 166 128 Poland 84 n/a n/a 171 Portugal 71 169 n/a 168 Slovak Republic 68 125 176 171 Slovenia 79 n/a n/a 175 Spain 75 n/a n/a 151 Sweden 78 115 151 125 Switzerland 78 n/a n/a 156 Turkey 65 n/a n/a 188 United Kingdom 74 154 174 151 United States 70 165 243 176 OECD average 77 157 214 160 EU21 average 79 152 187 157 Source: OECD (2015), Education at a Glance 2015: OECD Indicators. n/a – data are not available

Figure 1. Average GDP growth of OCED countries over one year and labour income growth by education levels between 2000 and 2010. Source: OECD (2012), “How does education affect the economy?”, in Education at a Glance 2012. 118 Nestorenko T., Shcherba O.

Evidences of significant economic impact of a lion out of annual gross purchasing expenditure of TRY university on it community – some examples 14.5 million [12]. In addition to generating direct income injection to the economy, the University provides direct Nowadays universities are considered as one of the employment creation through its full-time academic staff, main centres of knowledge-based economy. University part-time academic staff, and administrative staff. In the has a direct impact on the place of its location on all spring semester of the 2003-2004 academic year, the Uni- levels – country, region, and city. It attracts students versity employed 142 full-time academic staff, 177 part- and it provides jobs for scientists, researchers, lectur- time academic staff, and 53 administrative staff. In the fall ers, for administrative staff. It also purchases goods semester of the 2004-2005 academic year, the University and services from local producers. Thus, the university employed 198 full-time academic, 180 part-time academ- contributes to the economic growth of the city (region, ic, and 66 administrative staff. country), in general, and to the development of local Ursula Kelly et al (2011) shows, that the University businesses, in particular. of Kent (United Kingdom) directly employs over 2551 Assessment of the economic impact of the univer- people in occupations spanning the whole spectrum of sity on society generally held on the following criteria: skills and qualifications [4]. In 2010/11 University activi- Income and expenses universities with analysis of ties generated nearly £572 million of output and 6785 jobs the ratio of funding from public and private sources, for the regional economy; it can be noted that this impact structures of revenue and expenditure of universities, excludes the effects of university capital expenditure. The universities’ share in GDP; £20 million spent by the University in 2010/1121 on new University as an employer with the assessment of buildings and other capital projects will have had a fur- the number of employees at the university and work- ther positive impact on the region with job creation, par- ing places of employment of University graduates; ticularly in the construction sector. University as a driver of innovation, including the The annual impact University of Washington innovative research and implementation of results, (United States) on the state economy is $12.5 billion creating an innovative ecosystem of platforms for in- [1]. UW generates $565.7 million in tax revenue to teraction between investors and researchers; state and local governments, including sales, property, University as a factor of development of the region and business tax payments. Through donations and and the cities with the analysis of the impact on em- volunteerism combined, UW employees and students ployment, the development of local small and medi- contributed more than $149 million to local charitable um-sized businesses in the region to attract students organizations in 2013-2014. In 2013-2014, UW Medi- and visitors events organized by university assistance cine provided more than $276 million in charitable development of local communities. care to residents in the state of Washington. A local university can be an important source of lo- In countries of East Europe universities play in local cal expenditures and local employment, both directly community’s economic and social life a significant role. through local hiring and spending, and indirectly from For example, Bratislava city’s economy is larger by 37,949 the multiplier effects of the spending and re-spending. thousand euros due to the existence of the University of There are a lot of studies indicated the significant Economics in Bratislava (Slovak Republic) [11]. The lo- economic impact of university on local community cal households have higher incomes of 16,355 thousand and local economy. Below we considered some of evi- euros. The highest share of the total impact of universi- dences of economic impact of university on its com- ties, expenditures for salaries of employees of the Univer- munity in different countries. sity, the second largest part of the impact is the result of For example, Walter Sudmant (2009) estimates to- expenses associated students. Overall costs are the lowest tal economic impact of University of British Colum- impact on the University of goods and services. Thanks bia (Canada) as $10,055 billion (roughly 5% of B.C. to the university’s increase spending 1 million EUR Bra- economy) in 2007-08 [13]. Since total government tislava will bring production growth of 1.96 million EUR funding for UBC is roughly $1 billion, this gives a gov- and growth in disposable income of local households will ernment spending multiplier of 10 for UBC. The direct be in the amount of 0.85 million EUR [11]. spending by UBC was estimated as $1,879 billion, stu- These cases, as many others, demonstrate essential dent spending – $306 million, visitor spending – $270 economic impact of university on local and regional million, increased income resulting from education community. Moreover, universities play a significant (alumni in B.C.) net of costs – $2,6 billion, the impact role in social life of its communities and contribute to of UBC research on BC economy (new knowledge and the development of human capital. knowledge transfer) – $5,0 billion. As Arzu Sen (2011) notes that Izmir University of Eco- nomics (Turkey) is a major business that contributes sub- The social investment in human capital stantially to direct and induced income generation in the Izmir metropolitan economy. University direct expendi- The subjects of social investment are public author- ture in the metropolitan area is estimated as TRY 13 mil- ities, state and municipal enterprises, Ukrainian and Economic and social impact of higher education on society 119 foreign private commercial and non-profit organiza- Investment in human capital – is any action that tions, and individuals. For the purposes of the state so- enhance professional skills and productive human ca- cial investments can increase national income and level pacity and thus the productivity of labour. Expendi- (quality) of life both for business corporations, foreign tures that improve human performance can be viewed investors and individuals – income, for non-commer- as an investment, since current expenditures are made cial organizations – improving the level and quality of with the expectation that they will be offset many times life through the material and social needs. For the last more significant income stream in the future. one profit is not the purpose of social investment. Investments in human capital are of different kinds. For any project effectiveness is determined by the First is, of course, the cost of education, including gen- ratio of the result to the costs incurred. Economic ef- eral and special, formal and informal education and ficiency as the end result of economic activity may be training in the workplace, and cet. They are the most characterized or natural value indicators. Regarding obvious, the most common and probably the most social investment economic efficiency reflects only one important type of investment in human capital. Edu- part of overall performance. The rest of the social indi- cation creates workers who are professional and pro- cators reflecting the efficiency of social investment. ductive. Health care costs are also important. Good Various economic publications can be found the health – the result of spending on disease prevention, following definition of social efficiency “formation and health care, diet and improving living conditions – im- satisfaction of social needs of man,” “harmonious de- prove life, increases efficiency and productivity. Final- velopment of personality”, “good of society or certain ly, the cost of mobility by which workers migrate from groups.” But these terms are often not certain quanti- places relatively low productivity in places with rela- tative expression. There are four key performance indi- tively high efficiency, thereby increasing the results of cators of social investment, social effect that character- its human capital. Apart from the above, according to izes the extent of satisfaction of the population quality the main asset of human capital investments also in- of life; social efficiency – an indicator that determines clude the costs of economically relevant information the improvement of living standards of people; socio- search, parenting (investment in future human capital) economic efficiency – an indicator that gives an idea of and etc. the cost-effectiveness of investments in the social sec- Consequently, all types of costs that can be estimat- tor, taking into account the achieved social effect; eco- ed in monetary form or another and which promote nomic efficiency – an indicator reflecting the economic the growth of future performance and earnings of efficiency of the project based on the ratio of results to the employee, should be considered as an investment cost. in human capital, which can carry the state (govern- Social impact is defined as economic or statistical ment), non-public foundations and organizations, in- and sociological factors: a change in the ratio of house- ternational funds and organizations, educational insti- hold budgets from consumption to saving, increasing tutions, businesses, families and individuals. numbers of children in families, increase the educa- Investments in human capital have features that tional level of the population, the satisfaction of social distinguish them from other types of investments. status or financial position. The main indicator is the Return on investment in human capital depends improving the quality of life as a result of social invest- directly on the duration of use, is determined by the ment. remaining period to the end of working life. The earlier Social efficiency indicators give an idea of the quan- investments made in person, the longer, other things titative aspect of social progress objectives for which being equal, they will give out. But keep in mind that social investment project designed and implemented: higher quality and longer bring investments are gener- the emergence of additional social services, changes in ally larger and longer effect. consumer prices, housing supply, reducing unemploy- Compared with investment in other forms of capi- ment, increasing fertility and mortality. tal, investment in human capital, according to many Indicators of socio-economic efficiency determined economists, is the most advantageous both for the in- after determining social impact by increasing the phys- dividual and for society as a whole. Investment in hu- ical volume of services, reduction of valuation services, man capital is significant in terms of giving a long time reducing the current cost social organizations, increas- and the nature of the integrated economic and social ing the number of visits to recreational activities, re- effects. duced unemployment benefits – the huge range of in- The nature, extent and types of investment in peo- dicators. ple due to historical, national, cultural characteristics Economic efficiency of social investments is based and traditions of society, the mentality of the people. on minimizing the cost of their design and implemen- For example, education and career choices of children tation: absolute (the difference between the amount of largely depends on family traditions, occupation and investment and monetary evaluation of its results), rel- education level of their parents. ative (the ratio of monetary evaluation results and total There are also features of the physical and moral costs), time (period of return on investment). wear human capital. Many authors believe that human 120 Nestorenko T., Shcherba O. capital is inclined not only to physical but also moral Determine the social status of individuals more lev- depreciation, which is defined aging expertise. How- els of competence rather than formal higher education; ever, this issue is quite controversial [16]. Access to resources (both material and symbolic) Indeed, information is aging, but the knowledge ac- persons with higher education and those without higher cumulated and eventually become the knowledge of a education will lose to share asymmetry through self-em- higher order. ployment, including free professional and business; The investment period of physical capital (average Ensure the integrity of the social groups rather than 1.5-2 years) is much shorter compared to the human get an education, Alma Mater, honours and awards capital. For example, the investment period of the hu- and so much attitude to social and political change; man form of investment in education, training dura- The dynamics of social capital representatives of the tion that can reach 12-20 years. professional middle class reflected the peculiarities of The functioning of the human capital return on its their participation in voluntary movements, war, not use due to the will of man – the owner of the equi- social relationships established during his studies at ty of individual interests and outlook, its interest, re- the university [17]. sponsibility, and the general level of culture, including Reaching new quality of education due to the need economic. Therefore, investment in human character- focused training intellectual and creative elite of so- istic higher than ordinary investment risk and uncer- ciety. Education cannot be without adequate quality tainties, and changes in the amount of human capital educational content. Thus, the high school has to of- based on the cost principle cannot be estimated with fer such content, which would provide queries society the same accuracy as the relative physical capital. and economy based on knowledge. This new meaning In resume, it should be noted that in terms of mod- of education can ensure the realization of the mission ern human resource management to improve the use Ukrainian education in the continuous innovative de- of human resources and enterprise investment in hu- velopment. For millenniums during a generation liv- man capital is rightly regarded as the main reserve in- ing conditions and work requirements to the level of crease cost-effectiveness of its operations. knowledge and skills, ethical standards and professional demands virtually unchanged. During the last hundred years the same amount and nature of the re- The social impact of higher education to quired knowledge and skills during a generation radi- society cally updated, with several times [19, 311]. Clarification of criteria and performance indica- Higher education is often analysed only from the tors of educational activity allows you to examine what standpoint of its effectiveness for the individual, so- measures and areas are used and that they have an im- ciety and state. And yet it is best suited for fixing in- pact in terms of economic and social efficiency. Data equalities discrimination and so on. No wonder Emile from the costs taken in isolation, does not make sense. Durkheim did not recognize the idea of education as Specific high-cost activity can be highly effective and a social transformer and solver of social problems. In- low-cost – inefficient. For example, to improve the ef- stead, he was convinced that education is a mirror of ficiency wage costs may increase the intensity of use of society, changing only because of its reforms. teachers, increase their load. Modernity is a cultural reality. Today in Ukraine However, the low salaries of teachers with increas- modernization of universities established through new ing load inevitably causes a reduction in productivity. social effects, particularly through contributions to If the result is regarded as the number of graduates for overcome the contradictions of the process of consoli- the same cost, the efficiency will be high. The quality of dation of society involved in solving urgent cases. education but definitely worse. Determine the extent of Since the university ordered primarily by the rela- this deterioration is difficult, it requires a whole range tionship, you need to specify which updates experienc- of indicators. The main trouble is that the deteriora- ing relationship between the main actors of the education of the quality of education obtained may not occur tional process (scientific and pedagogical workers and soon, in the long run by various symptoms: problems applicants of higher education): of employment, performance of professional functions At substantial levels, as connections between carrier and many others. and knowledge to those who have knowledge deficit; In order to pay teaching staff has been effective in The functional level, between the person capable of improving the efficiency of educational activities, fees relaying knowledge, a person capable of its internaliza- for higher qualifications must be adequate. If the wage tion; is insufficient or excessive, qualified teachers will be Semantic level, between those able to produce new rewarded according to their productivity. Inadequate knowledge in cooperation. wages could lead to losses when choosing a profession The maximum university community efforts should (teacher profession is not be so attractive and so high be made to spread ideas high culture and professionals. prestige as it should be) and the use of personal and Then: professional potential teachers. Economic and social impact of higher education on society 121

Improving the socio-economic efficiency (internal tion stock. There are a lot of substantial evidences that and external) educational activities, and hence the ef- education raises earnings. Also higher education helps ficiency of the educational potential possible through spur the rate of technological growth toward the pro- better organization and management of education sys- duction possibility frontier, which represents the max- tem and its financing. The functional role of education imum possible production level of a country. in sustainable social development is determined not so A university not only makes a direct contribution to much its existing resource potential as socio-economic the economy through the spending and jobs supported conditions of its active and effective use and imple- by its academic, administration, research, and health mentation, which in turn requires constant improve- care activities, but also generates a “ripple effect” that ment as internal management mechanism in the field leads to an even larger impact in the economy as a re- of education and external relations between the sphere sult of demand on suppliers of goods and services as education and environment. To this end, the organi- well as employee spending. zation of the educational opportunities of greater efficiency utilized in the following areas: expanding opportunities to attract different groups and populations Literature to education; creating new forms of educational activities and management (regarding ownership, legal sta- 1. 2014 Economic and Community Impact Report of the University tus, etc.); diversification of traditional educational in- of Washington. TrippUmbach. University of Washington. De- stitutions; enhancing functional flexibility of schools. cember 2014. The system of education management at the mac- 2. Europe 2020. A strategy for smart, sustainable and inclusive growth. ro and micro levels is also undergoing changes whose Communication from the Commission. COM (2010) 2020 final, purpose is also the increasing socio-economic efficien- 3 March 2010. [EU Commission – COM Document]. cy of activity in this area: 3. Holland, D. at al. The relationship between graduates and economic Increasing the autonomy of educational institu- growth across countries. BIS Research Paper No 110. August 2013. tions (especially higher) strengthening of responsibil- 4. Kelly, U. at al. The economic impact of the University of Kent. ity for the outcomes of their activities; Final Report. Viewforth Consulting. October 2011. Change management: a departure from the direct 5. Lee, E.K. Higher Education Expansion and Economic Growth in administrative control to a more flexible, stimulating Japan and South Korea. University of Pittsburgh, 2012. management practices; 6. OECD (2015), Education at a Glance 2015: OECD Indicators. Public involvement in education management, OECD Publishing, 2015. ISBN 978-92-64-24208-1. strengthening the powers of government in education 7. OECD (2012), “How does education affect the economy?”, [18; 63-64]. in Education at a Glance 2012: Highlights, OECD Publishing, Objective need for the growth of public spending 2012. on education is encountering limited financial re- 8. OECD (2008) Tertiary Education for the Knowledge Society: sources of the state, which is typical for many countries OECD Thematic Review. Paris: Organisation for Economic and not just for the difficult situation in Ukraine. Need Co-operation and Development, 2008. to improve financial education spending is dictated by 9. Pegkas, P. The Link between Educational Levels and Econom- the implementation of these changes: ic Growth: A Neoclassical Approach for the Case of Greece. Diversification of funding education, involving pri- International Journal of Applied Economics, 11(2), September vate sources, introduction of mixed forms of tuition; 2014, p.38-54. Modernization of education funding: a flexible fi- 10. Pillay, P. Higher Education and Economic Development. Lit- nancial management education and change of state erature review. CHET 2011, p.72. funding toward not only the direct allocation of funds 11. Rehák, Љ. et al. Lokálne ekonomické vplyvy univerzít. Bratis- based on standards and implementation of incentive lava, EKONÓM, 2015. ISBN 978-80-225-4007-0. forms of financing. 12. Sen, A. Local income and employment impact of universities: the case of Izmir University of Economics. Journal of Applied Economics and Business Research, 2011, No. 1, p.25-42. Conclusion 13. Sudmant, W. The Economic Impact of the University of British Columbia. Planning and Institutional Research, UBC. Septem- So, we can note the significance of higher educa- ber 2009. tion for economic development and social well-being. 14. The Economics of Higher Education. Report. Washington, DC: The performance and quality of higher education has U.S. Department of Education. Departments of Education and become a sign of a country’s capacity to prepare its fu- Treasury, December 2012. ture economic development. Many countries consider 15. Universities’ contribution to economy increases by 24% [in- higher education as an essential element for social mo- teractive]. [viewed on February 23, 2016]. Access via Internet bility and inclusion. Higher education leads to higher http://www.universitiesuk.ac.uk/highereducation. aggregate productivity (and hence higher gross domes- 16. Васильченко В. С. та ін. Управління трудовим потенціалом: tic output) by virtue of increasing the available educa- навч. посібник. Київ, 2005. 122 Nestorenko T., Shcherba O.

17. Жорнова О. та ін. Соціальні ефекти вищої освіти: українські зования в экономическом развитии. Особое вни- реалії і перспективи. [viewed on March 1, 2016]. Access via In- мание уделяется подтверждению существенного ternet http://www.edu-trends.info/wp-content/uploads/2015/04/ влияния университета на экономику местного со- Zhornova-Zhornova_abstract_16_04_15.pdf?c6a0f6. общества, на территории которого он располага- 18. Падалка О.С. та ін. Економіка освіти та управління: ется. В статье обоснованы задачи, направленные посібник. Київ, Педагогічна думка, 2012. на создание инновационного контента системы 19. Пакулін С. Л. Модернізація й підвищення ефективності высшего образования, а также способы их дости- вищої освіти України. Проблеми економіки. 2013, No. 1, жения. Определены системные эффекты на фор- p.315-310. мирование инновационной системы высшего об- 20. Роль університетів в економічному розвитку міст, регіонів, разования в Украине. Необходимость реализации країни. Звіт III Національного форуму «Бізнес і університети». стратегии развития высшего образования в эко- Укладачі: О. Янковська, А. Зінченко. Київ, 2015. номике знаний связана с быстрыми изменениями окружающей среды и требованиями украинского общества. Высказано предложение, вытекающее ЭКОНОМИЧЕСКОЕ И СОЦИАЛЬНОЕ из анализа стратегических планов как в Украине в ВЛИЯНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ целом, так и в системе образования в частности, о НА ОБЩЕСТВО необходимости формирования единой стратегии, включающей в себя измеримые показатели, кото- Татьяна Несторенко, Олеся Щерба рые подробно описаны в конкретных проектах, - целевых программах. Ключевые слова: высшее образование, экономи- Аннотация. Статья посвящена экономическому ческое влияние, социальное воздействие, эконо- и социальному влиянию высшего образования на мическое развитие, системные эффекты, эффек- общество. Рассматривается роль высшего обра- тивность, стратегия Technologijos ir menas, 2016 (7), ISSN 2029-400X

Insurance as method of management to the risks of a transport organization

Nazar Dobosh National University “Lviv Polytechnic”, e-mail: [email protected]

Abstract. Basic risks of the transport organizations are considered in this article. Insurance acquires an important role in the financial system as an instrument of management risks. An author asserts that it is possible to carry out financing of those risks that came already, and carry out the prophylaxis of future risks. It will allow to avoid losses for transport organizations in the future and will provide them stable activity and income. Keywords: insurance market, insurance, demand for insurance services, investment, financial resources, assets, liabili- ties, transport organizations.

Introduction of such known Ukrainian scientists as: B. Aleshina, В. Bazylevych, В. Furman, S. Osadets, V. Plysa, R. Pi- Modern stage of insurance market development in kus, Z. Sheludjko, O. Filonyuk and other Ukrainian Europe is characterized by rapid growth. This subs- and foreign economists. tantially strengthens competition between insurance companies. At the same time, despite high potential of the insurance market, one can observe a fall in demand Insurance market trends in Ukraine and in for insurance services. The main reasons standing be- Europe hind this situation are low purchasing power of population, lack of awareness of necessity and advantages In many countries, especially in developed Western of insurance, negative stereotypes about insurance Europe countries, insurance is one of the most presti- among consumers and many other factors. In order to gious spheres of activity. According to data of CEA Pu- overcome these stereotypes, it is necessary to increase blications, number of people employed in the insuran- purchasing power of population, improve reliability of ce market of EU exceeds one million and increases at a insurers and financial condition of economic entities, rate of 2 percent per annum [1]. and to make certain steps at national level. Rapid growth of supply of insurance services pre- Actuality of the above-mentioned problem requires determines strengthening of competition between in- research of a mechanism and features of demand for surance companies at the current stage of insurance insurance services at the modern stage of development market development. In addition, there is a decrease of insurance market of Ukraine, determination of ways in population’s demand for insurance services of the for neutralization of negative factors and their influen- insurance market and it remains in the «shadow», be- ce on assuring certain level of service and suggestion cause of existence of considerable amount of pseudo (supply?)of insurance services. insurance. This problem is actual today, because potential of Works of many Ukrainian and foreign researchers Ukrainian insurance market is extraordinarily large. are devoted to study of insurance market trends. Ho- When comparing insurance markets of Europe and wever, one of the main issues of their research is deter- Ukraine, one can observe huge difference between mination of factors forming the demand for services them. This difference consists first of all in that insu- of the insurance market and search ways to increase rance in Europe is extraordinarily developed. It is con- personal interest of insurance consumers. [2] firmed by the following indexes: number of objects of International experience shows that insurance insurance, number of accidents insured, and number companies can accumulate several times larger finan- of objects that suffered because of offensive of accident cial resources than that of medium commercial banks. insured, sum of all collected insurance bonuses, and However, it takes place only under certain economic sum of all paid insurance compensations. It is very in- conditions: well-developed financial and stock markets teresting to me and I decided to investigate the reasons and increasing welfare of population. and factors that influence negatively insurance market Unfortunately, in most of the countries that have of Ukraine. economic opportunities and resources comparable to In terms of existing lack of financial resources avai- Ukraine’s ones, insurance market is more developed lable at the market, we can examine insurance compa- than in our country. nies as investors that infuse money into economy for Insurance is important factor of stimulation of eco- its development, because insurance market can facili- nomy and economic activity of individual entities, be- tate creation of additional financial resources. cause it creates the same rights for all participants, pos- Problems of forming and development of insuran- sibility to turn to advantage, a desire to risk, ensures ce and insurance market have been described in works confidence in development of entrepreneurial activity, 124 Dobosh N. creates new stimuli for labour productivity and econo- against potential losses and avoid expensive mistakes. mic growth. First of all, insurance ensures confidence Risk management is best used as a preventive measure in development of business. Foremost insurance is ne- rather than as a reactive measure. Companies benefit eded for the accrued enterprises that did not yet acqui- most from considering their risks when they are per- red sufficient experience and do not have opportunity forming well and when markets are growing in order to carry out activity without obvious risks. to sustain growth and profitability. [4] The task of the risk manager is to predict, and enact measures to control or prevent, losses within a compa- Risk management of the transport ny. The risk-management process involves identifying organizations exposures to potential losses, measuring these exposures, and deciding how to protect the company from Insurance issues are widely discussed in Ukraine harm given the nature of the risks and the company’s and abroad. The risks of various kinds increase with goals and resources. While companies face a host of the development of society, and accordingly, the need different risks, some are more important than others. for protection methods and tools of risk limitation in- Risk managers determine their importance and ability creases too. World practice shows that insurance is the to be affected while identifying and measuring expo- most financially sound, economically rational and af- sures. Risk managers consider different methods for fordable instrument of protecting the society interests. controlling or preventing risks and then select the best Full and comprehensive understanding of the essence method given the company’s goals and resources. Af- of insurance will contribute to the development of the ter the method is selected and implemented, the met- insurance market of each country and to establish the hod must be monitored to ensure that it produces the conditions for its viability. intended results. Insurance in general and insurance of the transport organization, as its component, contributes to the economic development of the country, the effective func- Risks and its influence on transport tioning of all spheres of entrepreneurial activities, the organizations activities enhancement of social protection of the population. This determines the importance of the development of However, not all risks can be insured, and all insu- all types of insurance. rance policies will have some gaps. Accordingly, un- The non-life insurance penetration declined during derstanding the terms of your insurance coverage is the period 2014-2015, as overall insurance premiums important. Your organization should always read its fell. The penetration rate in the European non-life se- insurance policies in light of its risks and obtain the gment stood at 1.4% in 2015. insurance that adequately, efficiently and economically Rising consumer awareness, favorable government addresses its risks. [6] regulations, and the emergence of new insurance clas- The main feature of insurance for transport com- ses of such as cyber risk and telematics are expected to panies is the variety of types of vehicles and cargo as support a rise in European non-life insurance penetra- objects of insurance. Insurance services, which relate tion over the forecast period. to auto insurance include: CASCO insurance, liabili- Liability insurance was the second-fastest-growing ty insurance, insurance against accidents on transport, category in the non-life segment, recording a review- cargo insurance and so on. Auto insurance is a com- period CAGR of 5.7%. prehensive type of insurance. It is characterized by clo- Civil liability insurance against marine oil pollution se interaction between the various branches of insu- is compulsory in the country. rance: property, personal and liability insurance. In order to improve transparency between banks The structure of insurance for transport companies and insurers, government issued new regulations on is presented in picture. banc assurance – Recommendation U – which was ef- Various risks influence on transport organizations fective from April 1, 2015. during its activities. These risks can be divided into the Flooding is the primary risk for non-life insurers, following groups. and is the most frequent natural hazard in the country. 1 damage caused by the vehicle driver Risk management is a systematic process of identi- 2 the traffic accident (damage to vehicles, cargo etc.) fying and assessing company risks and taking actions to 3 damage associated with theft, robbery, another at- protect a company against them. Some risk managers tacks against vehicles define risk as the possibility that a future occurrence 4 injuries or deaths of drivers because of the traffic may cause harm or losses, while noting that risk also accident may provide possible opportunities. By taking risks, 5 fire and other natural factors on the territory of companies sometimes can achieve considerable gains. the transport company However, companies need risk management to ana- 6 human errors (improper packing of the cargo, de- lyze possible risks in order to balance potential gains lay in delivery) Insurance as method of management to the risks of a transport organization 125

Pic. 1 – The structure of insurance for transport companies

7 a failure of contract as a result of risks 1,2,3,4,5,6 tion about their activity, timely payment of insurance We can determine risks that cannot be insured compensations. through legislative restrictions or other reasons (e.g., deliberate acts of the operator of the vehicle, the natural properties of the goods etc.) during developing Conclusions the insurance strategy for the transport organizations. There are another risks that are usually not insured, Thus we agree, that the importance of the organi- but under certain circumstances or the wishes of the zation of insurance coverage of transportation services client, can be insured (for example, war risks). After related to the specificity of the transport process and that, risks that can and should be insured are classi- risks of the transport company. fied by certain types of insurance and charged. Then it First, the transport company can get catastrophic used as individual components in the specific insuran- nature of losses, the possible financial collapse of the ce contracts. [3] enterprise through simultaneous loss of the vehicle, Information plays an important role on the insu- cargo, passengers and crew. rance market, since it makes it possible for an insurer Secondly, weak predictability of specific risks (thre- to regulate relations with customer. For an insurer, it ats) that can arise in the way of a vehicle. Accordingly, can be both positive, as well as negative factor. Attrac- government makes separate qualification requirements tion of customers will depend on how this information for transport organizations, security systems, vehicles, is used and whether it is credible. If information is cre- containers etc. dible and available to potential customers of insuran- Thirdly, in the process of transportation services, ce services, the company will gain greater customers’ the owner generally does not control its property in- confidence and their number will increase. Otherwise, terest in the vehicle or in saving the cargo, and trans- insurer’s business will suffer, since customers will not mits his responsibility for the safety of their property to consider cooperation with such a company. the transport organization. The transport organization Clients who purchase property-related insuran- within reasonable limits accepts responsibility for the ce and certain risks insurance services will prefer cargo, passengers and the vehicle. more trusted companies. This trust is based on many Fourthly, the transport company is characterized insurer’s indicators. They include assets, insurance re- by the presence of intervals during which there is no serves, insurance premiums earned, company’s open- information concerning his place of residence. With ness and access to information. [7] the development of communication, this problem has Such insurance companies deserve the trust of the decreased but still exists. clients due to openness, provision of reliable informa- So we can make the conclusion: the insurance is 126 Dobosh N. the most effective way to protect the risk for not only СТРАХОВАНИЕ – МЕТОД УПРАВЛЕНИЯ transport organization, but any active participant in РИСКОМ В ТРАНСПОРТНОЙ the market economy today. ОРГАНИЗАЦИИ

Назар Добош Acknowledgement Нацiональний унiверситет Львiвська полiтехника The author would like to thank anonymous revie- wers for their valuable comments and advices. Страхування в цілому і автострахування, як його складова частина, сприяє економічному розвитку країни, ефективному функціонуванню всіх сфер Literature підприємницької діяльності, підвищенню рівня соціального захисту населення. Цим і визначається 1. European Insurance in Figures.- Complete 2015 Data; СEA значимість розвитку всіх видів страхування з ура- Publications. хуванням трансформаційних перетворень в еконо- 2. The development of higher education as a tool of city marke- міці країни. ting: series of monogrfaphs Faculty of Architecture, Civil Engi- Особливістю автострахування є різноманітність neering and Applied Arts. Monograph 4. – Katowice: wydaw- типів транспортних засобів та вантажів як об’єктів nictwo wyzszej szkoly technicznej w Katowicach. – 2015. – 121 страхування. Страховими послугами, які відно- S. сяться до автотранспортного страхування є: стра- 3. Боса Г. Функціонування ринку страхування: проблеми хування автокаско, страхування цивільної відпо- та вирішення // Конкуренція. Вісник антимонопольного відальності, страхування від нещасних випадків комітету України. – 2007. – №4. – С. 7-10 на транспорті, страхування вантажів та інше. Ав- 4. Журавка О. С. Вплив іноземного капіталу на розвиток тотранспортне страхування є комплексним видом страхового ринку України / О. С. Журавка // Наука й страхування, оскільки для нього характерна тісна економіка. – 2008. – № 1. – С. 277–285. взаємодія між собою різних галузей страхування: 5. Плиса В.Й. Антикризове управління діяльністю майнового, особистого та страхування відпові- страховика / В. Й. Плиса, З. П. Плиса // Науковий вісник дальності. НЛТУ України. – 2010. − Вип. 20.3. – С.221−226. Таким чином можна стверджувати, що важливість 6. Страхування в системі економічної безпеки залізничного організації страхового захисту транспортних пе- транспорту. – Режим доступу: http://www.ekuzt.gov.ua/ ревезень пов’язана із специфікою притаманною 7. Тронин Ю.М. Основы страхового бизнеса / Тронин Ю.М. – самому транспортному процесу та ризикам тран- М. : Изд-во «Альфа- Пресс», 2006. – 472 с. спортного підприємства. 127

VILNIAUS TECHNOLOGIJŲ IR DIZAINO KOLEGIJOS MOKSLO ŽURNALO „TECHNOLOGIJOS IR MENAS. TYRIMAI IR AKTUALIJOS“ STRAIPSNIŲ RENGIMO REIKALAVIMAI

Bendroji informacija 300 DPI, tonai, nespalvoti (greyscale). Grafikai, brėžiniai, schemos – eps, Straipsniai moksliniame žurnale publikuojami lietuvių kalba, užsie- wmf, emf formatu (galima Excel ar CorelDraw). Pavadinimai rašomi po nio šalių autorių straipsniai – anglų kalba. Redakcinei kolegijai pateikia- iliustracija 12 pt pastorintu šriftu centruotai tęstine tvarka visame tekste ma spausdinta rankraščio kopija (pasirašyta autoriaus (-ių) ir elektroninė (1 pav., 2 pav.). Po iliustracijos numerio 12 pt pastorintu šriftu (Bold) cen- kopija, parengta MS Word redaktoriumi Times New Roman šriftu pagal truotai rašomas pavadinimas. toliau nurodytus reikalavimus. Straipsnio tekstas maketuojamas viengubu 11. Literatūra (Single) intervalu 210 × 297 mm formato puslapiuose. Straipsnio apim- Citavimas. Cituojant literatūros šaltinį nuoroda pateikiama į nu- tis – iki 10 puslapių. Atskirame lape ir elektroninėje kopijoje nurodomi meruotą bibliografinių nuorodų sąrašą straipsnio gale. Nuoroda rašoma trumpi duomenys apie autorių (ius): mokslo laipsnis, užimamos pareigos, laužtiniuose skliaustuose, pavyzdžiui, [2]. mokslinių interesų (taikomųjų tyrimų) kryptys, darbovietė ir jos adresas, Literatūros sąrašas sudaromas abėcėlės tvarka, numeruojama ara- telefonas (darbo arba namų), el. paštas. biškais skaitmenimis. Pirmiausia išvardijami leidiniai lotyniškais rašme- Straipsnio struktūra nimis, po to slavų rašmenimis. Straipsnyje turi būti nurodytas straipsnio pavadinimas, autoriaus Literatūros sąrašo pateikimas: (-ių) vardas ir pavardė, darbovietės ar organizacijos pavadinimas ir adre- Knygos: sas, anotacija lietuvių kalba; pagrindinės sąvokos, įvadas (nurodoma ty- Vieno autoriaus knyga. rimų objektas ir tikslas, uždaviniai, taikomi metodai, problema, temos Autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė. Leidinio pavadinimas. Laida aktua–lumas, pateikiama literatūros apžvalga ir analizė ir kt.), temos dės- (jei reikia). Leidimo vieta: leidykla, metai. Standartinis numeris. tymas, rezultatai ir jų apibendrinimas, išvados, literatūros sąrašas. Straips- Vaitkevičiūtė, V. Tarptautinių žodžių žodynas. Vilnius: Žodynas, nio pabaigoje pateikiama anotacija užsienio kalba (ne mažiau kaip 1500 2002. ISBN 9986-456-62-1. spaudos ženklų neskaičiuojant tarpų). Dviejų autorių knyga. Kai autoriai keli, jų pavardės atskiriamos ka- Rankraščio maketas bliataškiu. 1. Straipsnis turi būti parašytas teksto redaktoriumi MS Word Win- Autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė; Autoriaus pavardė, Pirma var- dows, Times New Roman šriftu, 12 pt (1,0 eilutės eilėtarpiu). Puslapio for- do raidė. Leidinio pavadinimas. Laida (jei reikia). Leidimo vieta: leidykla, matas – A4 (210 × 297 cm), vertikalus. Paraštės: kairioji – 30 mm, dešinio- metai. Standartinis numeris. ji – 10 mm, viršutinė – 20 mm, apatinė – 20 mm. Zohar, D; Marshall, I. Dvasinis kapitalas. Vilnius: Tyto alba, 2006. ISBN 2. Straipsnio pavadinimas rašomas 14 pt pastorintu šriftu Bold), ( di- 9986-16-527-X. džiosiomis raidėmis. Centruojama. Tarp pavadinimo ir autoriaus pavardės – Trijų autorių knyga. 1 eilutės intervalas. Autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė; Autoriaus pavardė, Pirma var- 3. Autoriaus (-ių) vardas (-ai) ir pavardė (-s) rašomi 12 pt pastorintu do raidė; Autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė. Leidinio pavadinimas. šriftu (Bold) mažosiomis raidėmis. Centruojama. Laida (jei reikia). Leidimo vieta: leidykla, metai. Standartinis numeris. 4. Autoriaus (-ių) darbovietės ar organizacijos pavadinimas ir adre- Kunevičienė, A.; Pečkuvienė, L.; Žilinskienė, V. Specialybės kalbos sas, autoriaus (ių) el. pašto adresas rašomas 10 pt kursyvu mažosiomis rai- kultūra. Vilnius: Lietuvos teisės universitetas, 2003. ISBN 9955-563-43-5. dėmis. Centruojama. Tarp autoriaus pavardės ir darbovietės pavadinimo – 1 Keturių autorių knyga. eilutės intervalas. Pirmo autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė; santrumpa et al. Leidi- 5. Trumpa straipsnio anotacija renkama 10 pt šriftu (Normal), ly- nio pavadinimas. Laida (jei reikia). Leidimo vieta: leidykla, metai. Stan- giavimas abipusis. dartinis numeris. 6. Pagrindinės sąvokos pateikiamos 12 pt šriftu; Ginevičius, R.; et al. XXI amžiaus iššūkiai: organizacijų ir visuomenės 7. Straipsnio tekstas rašomas12 pt šriftu, lygiavimas abipusis. pokyčiai. Vilnius: Technika, 2006. ISBN 9955-057-3. 8. Pagrindinis tekstas skirstomas į skyrius ir poskyrius. Skyrių pa- Knyga be autoriaus. vadinimai rašomi 12 pt pastorintu šriftu (Bold) mažosiomis raidėmis ly- Leidinio pavadinimas. Laida (jei reikia). Leidimo vieta: leidykla, me- giuojant pagal kairę paraštę, poskyrių pavadinimai tokia pat tvarka, kaip tai. Standartinis numeris. ir skyrių pavadinimai, – 12 pt šrifto dydžiu. Kanceliarinės kalbos patarimai. Parengė P. Kniūkšta. 4-asis leidimas. Vil- 9. Pastraipos stilius: pirmos eilutės įtrauka – 1,25 cm, tarpas po pas- nius: Mokslo ir enciklopedijų leidybos institutas, 2000. ISBN 5-420-01238-3. traipos – 3 pt. Pastraipoms nustatoma abipusė lygiuotė, tekstas sulygiuo- Straipsniai, publikuoti knygose ir daugiatomiuose leidiniuose. jamas ir pagal dešiniąją, ir pagal kairiąją paraštes. Straipsnio autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė. Straipsnio pavadini- 10. Formulės, lentelės, paveikslai. mas. In: Leidinio pavadinimas. Laida. Leidimo vieta: leidykla, metai, vieta Formulės rašomos standartiniu Word formulių redaktoriumi, pa- leidinyje (puslapiai). grindinių kintamųjų šrifto dydis – 10 pt (kintamieji ir jų indeksai, išskyrus Sabaliauskas, A. Graikų kalba. In: Lietuvių kalbos enciklopedija. Vil- skaitmenis, pasvirusiu šriftu). nius: Mokslo ir enciklopedijų leidybos institutas,1999, p. 222–223. Lentelės maketuojamos kartu su tekstu, lygiavimas abipusis. Lentelių Straipsniai, publikuoti serijiniuose leidiniuose. numeriai ir pavadinimai rašomi virš lentelių 12 pt kursyvu tęstine tvarka Straipsnio autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė. Straipsnio pavadini- visame tekste. Lentelės turinys lygiuojamas pagal kairę paraštę ir rašomas mas. Leidinio pavadinimas. metai, vieta leidinyje (puslapiai). 10 pt šriftu, pvz.: Mauzienė, L. Leksikos mokymo metodikos aktualijos. Filologija, 2005, 1 lentelė. Pavadinimas Nr. 13, p. 60–65. AAAAA BBBBBBB AB CCCC Elektroniniai dokumentai. Autoriaus pavardė, Pirma vardo raidė. Pavadinimas [laikmenos rū- šis]. Laida. Leidimo vieta: leidykla, išleidimo data [nuorodos sudarymo data]. Prieiga. Standartinis numeris. Europass Lietuvoje [interaktyvus]. Vilnius: ES Leonardo da Vinčio programos koordinavimo centras [Žiūrėta 2007m. gruodžio 4d.]. Prieiga Iliustracijos, paveikslai, diagramos ir pan. maketuojami ir kompo- per internetą < http://www.europass.lt. nuojami pačiame tekste, taip pat pateikiami atskiruose failuose. Paveiks- Lietuva iki Mindaugo [CD-ROM]. Vilnius: Elektroninės leidybos na- liukai, nuotraukos – tif arba jpg formatu. Skiriamoji raiška ne mažiau nei mai, 2001. ISBN 9986-9216-5-1. 128

REQUIREMENTS FOR PREPARATION OF ARTICLES FOR THE SCIENTIFIC MAGAZINE “TECHNOLOGY AND ART. RESEARCH AND TOPICALITIES“ OF VILNIUS COLLEGE OF TECHNOLOGIES AND DESIGN

General information centered, in continuous order in all the text (1 ex., 2 ex.). The title is writ- Articles in this magazine are published in Lithuanian, whereas articles ten after the illustration number in 12 pt bold centered. of foreign authors – in English. The editorial staff is provided with a prin- 11. Literature ted copy of the work (undersigned by the author (s) and electronic copy Quoting. While quoting the source of literature is indicated in a prepared by MS Word in Times New Roman under the further indicated numbered list of bibliographic references at the end of the article. Refer- requirements. The text of the article is spaced by single (Single) interval in ence is written in angle brackets, for example, [2]. 210 × 297 mm format pages. Volume of the article – up to 10 pages. The List of literature is made in alphabetical order numbered in Arabic nu- following short author details are indicated on a separate sheet and in the merals. At first, the publications are listed in Latin characters, and then – Slavic. electronic copy: degree, current position, course of scientific interests (ap- Presenting of literature list: plied researches), working place and its address, telephone number (work Books: or home), e-mail. Book of one author. Structure of the article Surname of the author, First letter of the name. Title of the publica- The article must include title, name (s) and surname (s) of the author tion. Edition (if required). Place of edition: publishing house, year. Stan- (s), name and address of working place or organization, annotation in Li- dard number. thuanian; keywords, introduction (indicates object and aim of the resear- Vaitkevičiūtė, V. Tarptautinių žodžių žodynas. Vilnius: dictionary, ches, tasks, applied methods, problem, topicality of the theme, provides 2002. ISBN 9986-456-62-1. literature review and analysis, and etc.), laying out of the theme, results Book of two authors. If there are a few authors, their surnames are and their summary, conclusion, list of literature. The end of the article separated by a semicolon. provides annotation in foreign language (not less than 1500 characters Surname of the author, First letter of the name; Surname of the au- without spaces). thor, First letter of the name. Title of the publication. Edition (if required). Formatting of the text Place of edition: publishing house, year. Standard number. 1. The article has to be written using text editor MS Word Windows, Zohar, D.; Marshall, I. Dvasinis kapitalas. Vilnius: Tyto alba, 2006. ISBN in Times New Roman 12 pt (line spacing – 1.0). Page format – A4 (210x297 9986-16-527-X. cm), vertical. Margins: left – 30 mm, right – 10 mm, top – 20 mm, bot- Book of three authors. tom – 20 mm. Surname of the author, First letter of the name; Surname of the au- 2. Title of the article is written in bold (Bold) 14 pt, caps lock. Central thor, First letter of the name; Surname of the author, First letter of the alignment. Space between title and name of the author – 1 line. name. Title of the publication. Edition (if required). Place of edition: pub- 3. Name (s) and surname (s) of the author (s) is/are written in small lishing house, year. Standard number. bold (Bold) letters. Central alignment. Kunevičienė, A.; Pečkuvienė, L.; Žilinskienė, V. Specialybės kalbos 4. Name and address of working place or organization of the aut- kultūra. Vilnius: Lithuanian Law University, 2003. ISBN 9955-563-43-5. hor (s), e-mail address of the author (s) is written in italics, 10 pt small Book of four authors. letters. Central alignment. Space between name of the author and name Surname of the first author, First letter of the name; the abbreviation of working place – 1 line. et al. Title of the publication. Edition (if required). Place of edition: pub- 5. Short annotation of the article is typed in 10 pt (Normal). Justified lishing house, year. Standard number. alignment. Ginevičius, R.; et al. XXI amžiaus iššūkiai: organizacijų ir visuomenės 6. Keywords are provided in 12 pt. pokyčiai. Vilnius: Technique, 2006. ISBN 9955-057-3. 7. Text of the article is written in 12 pt, justified alignment. A book without an author. 8. Body of the article is divided into sections and subsections. Titles of Title of the publication. Edition (if required). Place of edition: pub- the sections are written in bold (Bold) 12 pt small letters, left alignment; titles lishing house, year. Standard number. of subsections are written in the same order as titles of sections – in 12 pt. Kanceliarinės kalbos patarimai. Prepared by P. Kniūkšta. 4th edition. 9. Style of a paragraph: first line indented at 1.25 cm, spacing after Vilnius: Institute of Science and Publishing of Encyclopedias, 2000. ISBN paragraph – 3pt. Justified alignment is selected to paragraphs, text is ali- 5-420-01238-3. gned under both right and left margins. Articles published in books and voluminous editions. 10. Formulas, tables and pictures. Surname of the article author, First letter of the name. Title of the Formulas are written using standard editor of formulas in Word, font article. Title of the publication. Edition. Place of edition: publishing house, size of the main variables – 10 pt (variables and their indexes, except num- year, place in the publication (pages). bers, are in italic). Sabaliauskas, A.Graikų kalba. Lietuvių kalbos enciklopedija. Vilnius: Tables are formatted together with the text, justified alignment. Num- Institute of Science and Publishing of Encyclopedias, 1999, p. 222-223. bers and titles of tables are written above tables in italic 12 pt in serial or- Articles published in serial publications. der through all the text. Content of the table is aligned under left margin Surname of the article author, First letter of the name. Title of the ar- and written in 10 pt, for example: ticle. Title of the publication. Year, place in the publication (pages). Table 1. Title Mauzienė, L. Leksikos mokymo metodikos aktualijos. Filologija, 2005, AAAAA BBBBBBB AB CCCC No. 13, p. 60-65. Electronics documents. Surname of the author, First letter of the name. Title [type of me- dia]. Edition. Place of edition: publishing house, date of publishing [date of making the link]. Access. Standard number. Illustrations, pictures, diagrams, and etc. are edited and composed in Europass in Lithuania [interactive]. Vilnius: ES Leonardo da Vinčio the text, also they are placed in the separate files. Pictures and photos are programos koordinavimo centras [viewed on December 4, 2007]. Access placed in tif or jpg format. The distinctive expression is no less than 300 via Internet < http://www.europass.lt. DPI, greyscale tones. Graphs, drawnings, scheme – eps, wmf, emf format Lietuva iki Mindaugo [CD-ROM]. Vilnius: Electronic Publishing (possible Excel or CorelDraw). The titles are in bold illustration 12 pt, bold House, 2001. ISBN 9986-9216-5-1.

TECHNOLOGIJOS IR MENAS TECHNOLOGY AND ART 2016/7 Redakcijos adresas Vilniaus technologijų ir dizaino kolegija Sudarytojas/ Compiler Andrius Gulbinas Kalbos redaktorės/ Language Editor Jolita Grašienė, Antakalnio g. 54; LT-10303 Vilnius, Lietuva Rima Marcinkevičienė Tel. (8 5) 234 1524; Faksas (8 5) 234 3769; El.p. [email protected] Konsultantė /Consultant Inga Krakelienė Address of the publisher Vilnius College of Technologies and Design ISSN 2029-400X Antakalnio g. 54; LT-10303 Vilnius, Lithuania

2016-05-27. 60×90/8. 17 sąlyg. sp. l. Tiražas 100 egz. Phone: +370 5 234 1524; Fax: +370 5 234 3769; Spausdino UAB „Baltijos kopija“ Kareivių g. 13B, Vilnius E-mail [email protected]