Значение теоретических исследований в строительстве и дорожно-строительном направлении
В настоящее время уровень развития автомобильных дорог в России значительно отстаёт от растущих потребностей в автомобильных перевозках и от темпов роста автомобилизации населения и отраслей национальной экономики. Более 50% протяжённости автомобильных дорог общей сети имеют недостаточную прочность дорожного покрытия. Около 39 тыс. населённых пунктов РФ до сих пор не имеют связи с транспортной системой страны по автодорогам с твёрдым покрытием, вследствие чего около 10% населения страны оказывается отрезанным от транспортных коммуникаций в осенний и весенний периоды.
В целом, техническое развитие отечественных автомобильных дорог отстаёт в своём развитии от автомагистралей в ведущих зарубежных странах на 40%.
Одной из важнейших причин кризисных явлений в дорожной отрасли является то, что она, как и вся российская экономика, переживает сложный период реформирования. Анализ проведения экономических реформ в России показывает, что многие из предполагаемых преобразований в дорожно-строительной сфере не были осуществлены.
Более того, некоторые произошедшие изменения (появление новых организационных структур; разрыв прежних хозяйственных связей; распад крупных региональных и отраслевых дорожно-строительных объединений на мелкие дорожно-строительные организации; устаревшая организация труда, не соответствующая современным требованиям; сложившаяся система ценообразования, не отражающая реальных затрат подрядчика; применение устаревших технологий и т.д.) оказали отрицательное влияние на состояние и возможности эффективного функционирования дорожно-строительного комплекса.
Большинство дорожно-строительных предприятий оказалось не готовыми к функционированию в новых условиях хозяйствования. Лишь незначительная часть адаптировалась к новым условиям.
Общее состояние предприятий дорожно-строительного комплекса, структурные преобразования, ресурсное обеспечение, развитие рыночных отношений убеждают, что преодоление кризисной ситуации в дорожно-строительной отрасли, переход к новой модели экономического роста, нуждается в новых методических подходах к повышению эффективности их деятельности как первичного и основного звена рыночной экономики. Данное обстоятельство и обусловило выбор темы диссертационного исследования.
Это требует проведения научно-теоретических исследований.
Эффективность функционирования дорожного хозяйства определяется научно-техническим прогрессом, формирующимся в результате научно-технической деятельности и направленным на получение, распространение и применение новых знаний для решения управленческих, экономических, технологических, инженерных, социальных и иных проблем дорожного хозяйства.
Несмотря на тяжелые социально-экономические условия, наблюдающиеся в России и, соответственно, в дорожном хозяйстве, по большинству направлений научных разработок дорожная наука России не уступает, а по ряду из них по-прежнему опережает зарубежный уровень [1, с. 112-114].
В 19 ВУЗах имеется аспирантура по дорожной специальности. В 8 институтах имеются ученые советы с правом защиты кандидатских диссертаций, а в МАДИ (ТУ) и СибАДИ с правом защиты и докторских диссертаций.
Управление научным потенциалом дорожного хозяйства осуществляет Федеральная дорожная служба России через разработку и утверждение ежегодных планов важнейших НИОКР, внедрения новых технологий и материалов, фундаментальных исследований. ФДС России осуществляет координацию научных исследований, контроль за их выполнением и внедрением результатов на стадии практической реализации.
В настоящее время в дорожной отрасли разработана и действует Отраслевая система нормативно-технических документов (НТД), отличающаяся от ранее существовавших систем (Минавтодора РСФСР, Минтрасстроя СССР и Госстроя СССР) ориентацией на потребительские свойства дорог и сооружений, на обеспечение требуемого качества работ, имеющая строгую иерархичность построения и ряд других достоинств. При создании Отраслевой системы нормативно-технической документации была предпринята попытка отказаться от той формы построения СНиПов, когда в них наряду с обязательными требованиями содержались показатели рекомендательного или методического характера, и заменить СНиП на такие документы, как ГОСТ, ОДН (отраслевые дорожные нормы) и ОДМ (отраслевые дорожные методики). Такой подход позволяет быстрее реагировать при нормировании вновь появившихся прогрессивных технологий и материалов.
Организация научных исследований, связанных со строительством и природообустройством
Структура НИИ обычно включает научную часть и опытное производство. Некоторые НИИ имеют отдельную проектную часть. Научная часть состоит из подразделений численностью чаще всего 10. 20 человек, именуемых »лабораториями» (иногда объединяемых в «отделы» по две-три лаборатории). Опытное производство может состоять из мелких мастерских или групп испытателей, но в больших НИИ может включать и крупные цеха, способные, например, изготовлять опытные образцы машин (экскаваторов, сваебойных агрегатов и проч.), вести экспериментальное строительство и т. д.
В дореформенный период в нашей стране существовала развитая сеть научных учреждений союзного, республиканского, зонального значения. В процессе перехода на рыночные отношения существовавшая система была децентрализована, а отраслевые министерства, финансировавшие значительную часть НИИ, упразднены.
Экономический кризис крайне отрицательно отразился на состоянии науки в стране. Научные учреждения в сфере строительства и природообустройства оказались почти полностью лишенными бюджетных ассигнований. В 90-е годы они были вынуждены перейти в основном на практическую деятельность в форме оказания инженерных услуг производственным организациям. Численность сотрудником НИИ уменьшилась в 2. 3 раза, резко сократился приток молодых кадров, ПОЧТЕ прекратилось обновление оборудования для исследований. Положительные изменения произошли лишь в области компьютеризации работ, однако оснащенность НИИ компьютерной техники все равно остается ниже, чем в таких сферах как банковская, крупный бизнес и т. д. Все сказанное относится и к научным секторам вузов.
В развитых странах в этот период наука развивалась прежними темпами, в связи с чем роль российской науки резко снизилась. В настоящее время для России одной из важнейших задач является восстановление своего научного потенциала.
Организация и методы научных исследований как и любого другого вида деятельности имеет свою специфику, для понимания которой целесообразно рассмотреть некоторые общие понятия.
Наукой называют сферу человеческой деятельности, целью которой является описание, объяснение и предсказание процессов и явлений окружающей действительности. Термин «наука» употребляется также для обозначения отдельных отраслей научного знания (физика, химия и т. д.).
Фундаментальные науки (физика, биология, химия, математика и т.д.) изучают законы природы и развития общества в «чистом виде» безотносительно к их возможному использованию. В России, как и в других странах, фундаментальные науки развиваются в основном институтами системы академий наук, т.е. Российской или республиканских академий, а также соответствующими кафедрами вузов.
занимаются более конкретными проблемами, включающими применение результатов фундаментальных наук для решения прикладных проблем. Прикладные науки развиваются в основном в НИИ прикладного направления, которые функционируют во всех сферах деятельности (технике, сельском хозяйстве, гуманитарной сфере и т. д.). В сфере природообустройства к прикладным наукам могут быть отнесены, например, такие дисциплины, как инженерная геодезия, механика грунтов, основания и фундаменты, строительная механика, инженерная гидравлика, гидромелиоративные, гидротехнические сооружения, инженерные конструкции и т. д.
Разработки представляют новые решения конкретных практических вопросов, связанные с применением, результатов прикладных наук к различным частным задачам. Это может быть создание новых инженерных конструкции машин механизмов, методов расчета, конкретных технологий, компьютерных программ и т. д. Некоторые специалисты по науковедению относят разработка не к научной, а к инженерной деятельности.
Соотношения затрат на научные исследования упомянутых трех категорий зависят от конкретных условий, и в разных государствах они различаются В среднем, по данным экспертов ЮНЕСКО, в развитых странах соотношение фундаментальных (Ф), прикладных (П) исследований и разработок (Р) составляет Ф: П: Р примерно 1:1,5:25. Иными словами, основные затраты идут на разработки, так как их обычно очень много, и они связаны с изготовлением дорогостоящих опытных образцов продукции, проведением натурных испытания, экспериментальным проектированием и строительством и т. д.
В России используется классификация наук, принятая ЦСУ СССР. Она включает 19 разделов, в том числе физико-математические, технические, биологические, геолого-минералогические, сельскохозяйственные, исторические и т. д.
В теоретических исследованиях изучение реального явления заменяется изучением его математической (логико-математической) модели. Математической моделью называют приближенное описание изучаемого объекта (явления), выраженное с помощью математической символики. Например, при решении задач в сферах строительства, природообустройства реальные материалы (грунт, бетон, металл, вода и. т. д.) могут рассматриваться как идеализированные среды (упругая, сыпучая, упруго-пластичная среды, несжимаемая жидкость или жидкость с «нулевой» вязкостью и т. д.). При этом один и тот же материал в разных задачах может моделироваться по разному.
Несмотря на то, что экспериментальные данные являются наиболее достоверной информацией в любом исследовании, они также являются приближенными, так как содержат погрешности измерений и отражают влияние многих случайных факторов, которые не удается исключать. Эту неточность можно снизить путем удачно выбранной методики измерений, применения методов «планирования эксперимента», обработки данных статистическими методами. Тем не менее окончательную оценку новых решений дает только практика их применения. По этой причини после выполнения научной работы, как правило, проводится так называемая «производственная проверка», которая может иметь различные формы и выполняться непосредственно производственными организациями. Это может быть, например, экспериментальное строительство инженерного сооружения нового типа, применение на предприятии новой технологии и т.д. На основании результатов такой проверки решается вопрос о массовом применении предложенного новшества. В природоохранной деятельности это относится в первую очередь к внедрению новых малоотходных и природосберегающих технологий, новых видов природоохранных сооружений, методов их проектирования и возведении, ибо в условиях реальной эксплуатации могут проявиться факторы, не замеченные при исследованиях.
Научно-исследовательская работа обычно включает анализ литературных и архивных данных (аналитический обзор), теоретические и экспериментальные, исследования, анализ результатов и общие выводы. В ряде случаев теоретические исследования могут отсутствовать, и новые закономерности выявляться путем формально-математического обобщения полученных экспериментальных данных (без вникания в их физический смысл). Такие исследования и, соответственно, получаемые зависимости называются эмпирическими. Ориентация только на эмпирический подход («ползучий эмпиризм») снижает глубину исследований, делает их рутинными. Однако такой подход значительно проще и вполне пригоден для решения многих частных вопросов. Например, можно обойтись без теоретических исследований при изучении связи между физическими и механическими свойствами грунтов различного происхождения, при оценке эффективности нового рабочего органа машины, нового технологического приема и т. д. Много полезных эмпирических закономерностей обычно удается выявлять при анализе архивных материалов (в дальнейшем эти закономерности могут получать и теоретическое объяснение). По этим причинам эмпирический подход остается основным средством решения частных практических вопросов во многих прикладных науках.
Независимо от предмета исследования и применяемых методов научная работа должна обладать новизной (иначе это не научная работа!). Высоко ценятся работы, в которых предлагаются устройства, способы или материалы, новизна которых подтверждается (защищена.) патентом на изобретение.
Результаты научных исследований оформляются в виде научно-технического отчета. Обычно это документ в несколько десятков страниц машинописного текста, в котором подробно излагается содержание проведенной работы со всеми необходимыми схемами, таблицами,, фотографиями. На основании таких отчетов пишутся статьи, монографии, делаются сообщения на научных конференциях. Если тема имеет практическую направленность составляются рекомендательные документы, могут также вноситься изменения и в нормативные документы. Проектировщика или производственника интересуют прежде всего рекомендательные документы, ибо на их основе он будет решать свои практические задачи.
Тематика научных исследований в сфере природообустройства обычно определяется возникающими производственно-экономическими, экологическими или социальными проблемами. Это может быть необходимость освоения новых территорий, реконструкция существующих населенных пунктов, предприятий, гидроузлов и т. д. На выбор темы могут оказывать решающее влияние выдвигаемые новые научные идеи, изобретения. Тема обычно формулируется исполнителем (НИИ или кафедрой вуза), согласовывается с заказчиком, в роли которого могут быть предприятия, государственные органы исполнительной власти, органы экологического надзора и т. д. В случае согласия составляется соответствующий договор.
Если намечаемая работа требует больших затрат, а полный уверенности в эффективности выдвигаемой идеи нет, проводится так называемое «поисковое исследование». Целью его является оценка целесообразности и методов проведения крупной научно-исследовательской работы. Поисковая работа обычно включает анализ литературных и архивных материалов, иногда упрощенные эксперименты и предварительные решения теоретических задач. Такие работы желательно проводить при возникновении любой интересной научно-технической идеи. Как правило, они не требуют больших материальных затрат, их продолжительность обычно не превышает одного года, но они обеспечивают выбор более правильных направлений работы НИИ. Поисковые темы-очень важнейший элемент деятельности НИИ. Их отсутствие или малое число-показатель слабости научного учреждения, отсутствия у него перспектив получения принципиально новых решений.
Для того чтобы сделать существенный шаг в техническом развитии той или иной области деятельности обычно необходимо решение широкого круга задач, относящихся к разным отраслям науки. Это не может быть охвачено одной темой, и требуется исследования по многим темам, которые объединяются в конкретную научную проблему. Например, проблема может формулироваться как повышение эффективности какого-либо вида строительных работ, а входящие в нее темы будут связаны с созданием новых машин и механизмов, новых проектных, технологических и организационных решений, новых материалов и т.д. Исследования по такой проблеме могут вестись несколькими НИИ, один из которых должен осуществлять общее руководство, направлять и координировать работы остальных, институтов. По проблеме должен быть назначен единый руководитель, из числа наиболее компетентных специалистов в этой области. Обычно по проблеме ire составляется единый научно-технический отчет, но обобщение результатов проводится в форме рекомендательных документов, различных пособий, монографий, поправок к нормативным документам и проч. Работы по решению научной проблемы могут быть составной частью той или иной целевой программы, охватывающей множество мероприятий как научного, так и чисто практического характера.
Очень важным и сложным вопросом является система внедрения научных достижений в практику. Проблема состоит в том, что отличить полезное предложение от малоэффективного на первых этапах их применения очень трудно. Никакая система поисковых исследований, никакая тщательность оценки результатов НИР полностью не гарантирует отсутствия ошибочных оценок. Окончательную правильную оценку дает только многолетняя практика использования таких результатов. Примеров тому очень много во всех отраслях деятельности. Так, несмотря на исключительно быстрое развитие электронной техники во второй половине XX века потребовалось примерно два десятилетия использования и совершенствования аналоговых и цифровых электронных машин, чтобы стало очевидным преимущество цифровых машин (компьютеров). Влияние могут оказывать и факторы не технического характера. Например, ориентация всей строительной отрасли на сборный железобетон и крупнопанельное строительство была оправдана в условиях централизованной плановой экономики СССР. В рыночных условиях более существенными стали положительные стороны монолитного бетона и железобетона, и сборный железобетон стал лишь одним из направлений развития строительной отрасли со своей, хотя и довольно широкой, областью применения.
Последнее условие связано с тем, что обязательные требования нормативных документов должны регламентировать конечный результат, а не сам процесс решения инженерных задач. В противном случае нормы могут препятствовать внедрению новых идей. Ход решения должен регламентироваться только в рекомендательных нормативных документах. Необходимость внимания к новшествам сфере нерыночных отношений связана с тем, что деятельность, результаты которой не могут распределяться по рыночным принципам должна поддерживаться государством. Примером может служить природоохранная деятельность, ибо чистоту атмосферы, водоемов, разнообразие флоры и фауны по рыночным принципам распределять нельзя. Государство должно принимай>> на себя значительную часть финансирования научных исследований и практической деятельности в сфере охраны природы. Оно же должно за счет системы санкций к нарушителям создавать у предприятий материальную заинтересованность в сохранении окружающей природы.