Polytechnic
& Design
Vol. 2, No. 2, 2014.
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Polytechnic & Design
Vol. 2, No. 2, 2014.
I
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Izdavač
Programski odbor
Tehničko veleučilište u Zagrebu
Petar Adamović
Vrbik 8, 10 000 Zagreb
Darko Agić
Boris Baljkas
Hugo Birolla
Za izdavača
Toni Bjažić
Slavica Ćosović Bajić
Damir Boras
Stjepan Car
Glavni urednik
Ivo Čala
Vilko Žiljak
Zorislav Despot
Ante Elez
Uredništvo
Petar Jandrić
Ognjen Kuljača
Vilko Žiljak
Igor Kuzle
Sonja Zlatović
Ivan Legac
Vesna Alić Kostešić
Zdravko Linarić
Krešimir Meštrović
Sonja Lozić
Dario Matika
Pomoćnica urednika
Mladen Mauher
Aleksandra Bernašek
Nenad Mikulić
Vjeran Mlinarić
Savjet časopisa
Žarko Nožica
Klaudio Pap
Slavica Ćosović Bajić
Mladen Petričec
Krešimir Meštrović
Sonja Zentner Pilinsky
Petar Adamović
Tomislav Plavšić
Jana Žiljak Vujić
Ivica Pogarčić
Vesna Alić Kostešić
Damir Pološki
Vedran Mornar
Dubravko Sabolić
Mladen Franz
Miroslav Slamić
Borivoj Modlic
Branko Somek
Damir Boras
Sejid Tešnjak
Vladimir Mateljan
Zvonimir Valković
Predrag Valožić
Međunarodni uređivački savjet
Jana Žiljak Vujić
Rajendrakumar Anayath (Indija)
Heinrich Werner
Anastasios Polis (Grčka)
Mladen Zeljko
Jevgenij Paščenko (Ukrajina)
Ervin Zenter
Werner Sobotka (Austrija)
Borut Zalik (Slovenija)
Džafer Kudumović (Bosna i Hercegovina)
Saša Stojković (Republika Srbija)
Atilla Ansal (Turska)
Pisit Kuntiwattanakul (Tajland)
Rolando P. Orense (Novi Zeland)
Shamsher Prakash (Sjedinjene Američke Države)
Yoshimichi Tsukamoto (Japan)
Mitsutoshi Yoshimine (Japan)
II
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Lektori i prevoditelji
Lidija Tepeš Golubić
Biljana Stojaković
Vida Senci
Grafička redakcija
Sandra Koprivnjak
Naslovnica
Ulla Liner Maksan
Kontakt · Contact
Adresa · Address
Tehničko veleučilište u Zagrebu
Polytechnic and Design
Vrbik 8
10 000 Zagreb
Craotia
E-mail
pd@tvz.hr
Web
http://polytechnicanddesign.tvz.hr
Elektroničko (HR, ENG) i tiskano izdanje (HR).
Izlazi 3 puta godišnje.
III
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Sadržaj
1.
Appliance of twins as a way for achieving secure hidden image
in infrared technology
143
Darko Agić, Ivana Žiljak Stanimirović, Ana Agić
2.
Pronalaženje skrivene informacije u infracrvenom spektru na slikama
u Samostanu kamelićana u Remetama i u privatnoj zbirci u Zagrebu
153
Dijana Nazor
3.
Vizualni i infracrveni spektar za bojila digitalnog tiska
163
Aleksandra Bernašek, Jana Žiljak Vujić, Vesna Uglješić
4.
Modeliranje sustava obnove kinetičke energije bolida Formule 1
169
Marko Majcenić, Toni Bjažić
5.
Izrada kabinetske varijante primarnog i sekundarnog motrilačkog radara
178
Mirko Jukl
6.
Osvrt na ulogu obrazovnih institucija i aktualne potrebe za ICT
stručnjacima u Hrvatskoj
186
Sanja Bračun
7.
Inženjersko modeliranje uzemljivača kružnom metalnom pločom
197
Zdenko Balaž
8.
Using smart grid technology in energy distribution systems
205
Goran Kišan, Silvi Kolarić, Zoran Baus, Dubravko Žigman,
Krunoslav Rukavina, Tihomir Čar
9.
Pokreti i animacija u Solidworksu
213
Andrija Bernik, Zvonimir Sabati, Mihael Ladić
10.
Analiza učinka hrvatskih i svjetskih znanstvenih institucija u virtualnoj
promociji novog znanja
223
Impact assessment of Croatian and global scientific institutions
on the virtual promotion of new knowledge
Mile Čolić, Ivan Dunđer
11.
Premoštenje špilje u tunelu "Vrata"
231
Jure Galić
12.
Suvremene bespilotne ronilice (podvodna vozila)
237
Dario Matika, Ivan Liović
IV
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
13. Obnova stambenog fonda i saniranje posljedica katastrofalne poplave
na području Vukovarsko - srijemske županije
249
Housing stock reconstruction and remediation of consequences
of the disastrous flood in the territory of Vukovar-srijem county
Borka Bobovec, Ružica Mandić
RADOVI
uz suradnju sa studentima
14. Automatska distribucija poziva sa redovima čekanja
u pozivnim centrima
257
Franjo Briski, Stipe Predanić, Dubravko Žigman
15. Upravljanje protokom podataka putem MPLS-a
265
Sebastijan Havrlišan, Valter Perinović, Dubravko Žigman
16. Uređaji za analizu i kontrolu mrežnog prometa
270
Mladen Maksimović, Valter Perinović, Dubravko Žigman
17. Virtualne lokalne računalne mreže
275
Damir Mehić, Dubravko Žigman, Danijela Pongrac
18. Podešavanje bežične mreže uz autorizaciju preko radius servera
281
Dario Pintarić, Zvonimir Begić, Dubravko Žigman
V
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Riječ dekanice Tehničkog veleučilišta u Zagrebu
Na početku novog mandata mogu sa zadovoljstvom istaći da su u svim
segmentima rada postignuti izvrsni rezultati.
Ključni elementi kojima se može osigurati unapređenje postojećeg te
implementacija novih ideja su izvrsnost i kvaliteta: kadra, studijskih
programa, prostora i opreme, pravovremene informacije o potrebama i
zahtjevima svih sudionika.
Postupak akreditacije rezultirao je akreditacijskom preporukom
link
http://www2.tvz.hr/wp-content/uploads/downloads/2014/09/Akreditacijska-preporuka-2014.pdf te potvrdom za
obavljanje djelatnosti visokog obrazovanja
link
http://www2.tvz.hr/wp-content/uploads/downloads/2014/09/4049016-Potvrda-za-obavljanje- djelatnosti-visokog-
obrazovanja-TVZG4473202.pdf
Stalno ulaganje u ove odrednice i pravi balans između njih da će rezultat kojim ćemo svi biti zadovoljni.
Naši završeni inženjeri i specijalisti traženi su na tržištu rada po kvaliteti i znanjima.
Provedbom programa u povećanoj konkurenciji otvorenih tržišta izobrazbe TVZ će osigurati vodeću
poziciju u budućnosti.
Dekanica Tehničkog veleučilišta u Zagrebu
Slavica Ćosović Bajić
Riječ glavnog urednika časopisa Polytechnic and Design
U ovom broju časopisa Politecnic & Design objavljeno je 18 radova iz različitih
znanstvenih podrućja. Na TVZ-u je instaliran spekroskopski uređaj iz područja
forenzike. Prvi testovi za infracrvenu spektroskopiju iznose u članku koji je
polazište za najavljene radove asistentica na doktorskom studiju. U novom broju
P&D prezentirani su rezultati eksperimenata nastalih u 3D animaciji s programom
„Solidwork“. Za grupu autora je to polazište prema erozionim modelima koji će se
realizirati u unutrašnjosti staklene kocke. Časopis P&D je širokog spektra.
Rad o „infracrvenom svojstvu“ umjetničkih slika obuhvaća podrućje znanosti i umjetnosti.
Autorica je uvela postupak snimanje sa ZRGB kamerama u muzejima i galerijama stvorivši bazu
informacija o slikarstvo na posve nov način. Otkrila je preslikane slojeve što prvi puta objavljuje.
U časopisu su teme iz različitih podrućja tehnike. Sami naslovi pokazuju širinu časopisa: „... obnove
kinetičke energije bolida formule 1,
„... Suvremene bespilotne letjelice“, „.. kabinetske varijante ..
motrilačkog radara“. Tipične teme profesora su edukacija: „...virtualna promocija novog znanja..“,
kao i aktualna tema: „... saniranje posljedica katastrofalne poplave na području Vukovarsko -
srijemske župnije“.
U drugom dijelu časopisa, na 28 stranica su članci nastalim pod mentorstvom Mr.sc. Dubravka Žigmana
s njegovim studenatima. Prezentirano je pet istraživanja, a naslovi govore o orjentaciji istraživanja:
„virtualne lokalne računalne mreže“, „upravljanje protokom dataka putem MPLS-a“; na primjer.
Radove su recenzirali profesori iz Hrvatske i inozemstva. Posebno se zahvaljujem prof Anastasiosu
E. Politisu iz Atene koji je pregledao nekoliko radova i o njima dao visoku, pozitivnu preporuku
za objavljivanje.
Glavni urednik časopisa Polytechnic and Design
Vilko Žiljak
VI
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
APPLIANCE OF TWINS AS A WAY FOR ACHIEVING SECURE
HIDDEN IMAGE IN INFRARED TECHNOLOGY
Darko Agić1, Ivana Žiljak Stanimirović2, Ana Agić2
1Croatian Academy of Engineering
2Faculty of Graphic Arts
Summary
Utilizing the situation that except image in
as extended visible instrumentally only in NIR
visual part of the spectrum can be broadened
domain, is defined as gray scale. It must be stated
to near infra red domain that is observed
that secondary image is not in a separate channel,
instrumentally, near infra red technology stated
already is incorporated in black channel.
its principles. Visual color management leads
Infrared technology systems can be applied in
and controls both domains applying standard
various application fields, not only printing and
reproduction materials. CMYKIR separation
document valuables, currency, already leather,
principles allow attacking the secondary
textiles, ceramic, art painting and all possible
monochrome image to visual colored one,
fields [11][12][13].
implementing achromatic principles. As the
same color visual output can be performed
2. Transformations
on various ways, besides mathematical
There are several transformations and transfer
calculations, for accurate reproduction twin
functions that have to be accepted and applied
colors system is practiced.
in real reproduction process [14]. As the graphic
production system is based on subtractive basic
Key words: visual domain, near Infrared domain,
colors and black, a variety of colors (color
color management, under color reduction,
responses) can be achieved on various ways.
CMYKIR separation
Let us assume some principal situations:
a grey can be arranged from three basic primaries,
1. Introduction
transmission curves presented on Fig.1.
Commercial graphic reproduction and its
However, more or less of primaries amount will
output devices use subtractive color system.
produce more or less intensity gray (N darker
As opposed to color film that uses three single
or lighter). As printing system use screening
subtractive primaries, graphic reproduction for
elements coverage, shown as CMY coverages,
achieving better quality applies the forth color,
common area of cyan, magenta and yellow presents
black [1][2], usually carbon black [3].
a neutral response and as a further step this common
That includes the graphic system of four
neutral area can be reduced with black ink coverage
separations, screening, angles and other graphic
[15][16][17]. Broadening this case secondary,
arts features [4][5][6]. All that components
secondary colors red, blue and green (patches)
are adjusted to visual domain, where image
when combined with their complementary primary
editing and manipulating tools/apps apply color
components, form third, neutral (N) gray or black, if
management, that customizes (profiles) color and
used as black, denoted as tertiar (K) color.
reproduction specifications to target output
According to graphic color mixing principles this
system [7][8]. As CMYKIR technology [9][10]
achromatic, and intensity modulating part, can
uses only standard inks and materials, the whole
be substituted with black. This principle can be
process should be managed and controlled by
broadened to a variety of colors when achieving
common means. Input sources can be analog
different intensities. Basically a color changes to
and digital, but for this purposes are usually
lower intensity, without changing hue (getting
prepared as digital systems, introducing RGB
darker), adding its complementary component.
images of any kind, profiled as input source for
The common part can also be replaced with black.
visual domain. Secondary image, that will be
Red, green and blue combination, as secondary
143
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Fig.3: changing property of red color lightness by a
Fig. 1: forming a neutral response using three basic
complementary color
CMY primaries
for “b” are presented in table 1. All possible
combinations should, theoretically, remain same
colorimetric properties. Point “c” is build from
100% M, Y and C, and could be entirely or partially
substituted with black (K). Common tertiar
combination can be substituted by achromatic, Fig 3.
3. Black ink conversions
Further important situation are responses of
standard dyes in visual and NIR spectral domain.
In visual CMY color responses vary according the
Fig. 2: basic CMY forming visual neutral response, and
reflection properties of the chemical and physical
possible replacing with black domain.
characteristics of a colored dye usually described
through profile [18][19][20]. In NIR domain
color, get saturation increasing coverage, but
they are mostly rather high, similar as standard
adding complementary color (cyan for red, etc.)
substrate. Carbon black (K) renders rather low
changes intensity. Red can be altered to red-black
reflection properties in both spectral domains, fig 4.
transition changing lightness (intensity) with
complementary color. Hue should remain intact.
These responses are preserving the overall
visual functionality of the system. Images as
Each place, spot, pixel of the image, remaining
three primaries can be substituted with related
RGB or CMY(K) system, theoretically, should
have the same appearance. Standard visual
black amount. This substitution allows multiple
combinations, from maximal to possible minimal
reproduction quality is guided through color
management in the visual domain, and in NIR
reduction amount. Starting point “a” is build
from 100% M, 100% Y and 0% C coverage,
spectral domain chromatic colors appear near to
substrate, and the black component according to
and no reduction is possible. Point “b” consists
approximately from 100% M, 100%Y and 60%C
Z-parameter [21] denotes secondary image that
can be visualized instrumentally [22]. If system
coverage. Some possible reduction combinations
is balanced these two images do not interfere,
Table 1: some possible reduction combinations
secondary image is hidden for visual, and first,
visual image cant be observed instrumentally.
C %
M %
Y %
K %
Combination rate
Further step when implementing images is
RGB to CMY(K) transformation. Input system
100
100
60
-
Basic
perform an RGB image, mostly profiled,
40
40
0
60
Max. reduction
that has to be rendered to output system
requirements. Basic PS RGB to CMY(K) (eq.
70
70
30
30
medium reduction
1) transformations are not directly acceptable
144
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
as they do not support specific reproduction
parameters (profiles). Most separation systems,
scanners and image manipulating apps generate
black channel or black printer due to separate
channel or superposing and combining existing
separation channels.
C = 1 - R
M = 1 - G
(1);
Y = 1 - B
K printer value, or black channel principally
is defined through existing CMY values along
supplementary modulation of transfer curves,
coverages etc.
K=f (min(C,M,Y))
(2);
They are managed through CMM modules
Fig. 4: spectral responses of cyan (C), magenta (M),
supported by ICC specifications, incorporated
yellow (Y), carbon black (K) inks, and white substrate (W)
in image editing app [23]. Mostly a custom,
in visual domain
RGB image (screen)
CMYK image (print)
RGB image separation
CMY image separation
CMY+K image separation
Fig. 5: image separations presented as RGB, CMY and CMYK color system
145
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
dedicated profile has to be performed. As double
output devices, substrate, ink, supplementary and
achromatic substitution is unacceptable while
additive materials, described as device profiles.
attaching the second image while system black
Part of them, especially for print production,
areas can remain, first step is defining pure or
are defined as ICC profiles and ICC regulations,
basic CMY system (eq. 2), that by attack can be
but some systems do not support them correctly,
transformed with black (K)
and variety of substrates are not covered with
ICC, and some inks properties also do not fit the
Cyan = Min(1, Cyan*(1-Black)+Black)
regulations (ICC).
Magenta = Min(1, Magenta*(1-Black)+Black)
According to stated facts an image can be treated
Yellow = Min(1, Yellow*(1-Black)+Black)
(3);
as pixel matrix, where each picture element has its
colorimetric values.
4. Dedicated separation
Pixels in basic mode should be analyzed. As
As stated, subtractive reproduction system
example, it can be seen that A row could reduce
(model) is used in graphic reproduction and
low K component value, B row could produce
color photography. As opposed to color
higher amount, as shown on table 2. This indicates
photography, graphic reproduction uses
additional, forth color (channel) black, for
situation that each place of the image is not suitable
improving the quality of the printed picture.
for placing second hidden image.
According to subtractive principles three
This indicates that in K channel (as well K
primaries combination form neutral
printer) these three observed pixels could be
visual response. This means, theoretically,
reproduced as K ink and be observed, Fig.9
that C, M and Y color filters of 0.3 density will
It has to be stated that image is prepared in a
produce achromatic response of D = 0.3 N
dedicated way. The CMYKIR separation module
(neutral), but also the some colored combination
[24] treats image in generic CMY mode. If there
will decrease intensity of some color for that
were any K values, they would be displayed as
amount, practically two times. That principle
gray or dark pixels. It is evident the secondary
adopted to graphic reproduction exposed as
image can not be placed anywhere, but on pixel
coverage (â) is widely used in various situations.
places that allow reduction. On other side
For these considerations it is interested to
modulate opposite or complementary color by
changing intensity with black, and the possibility
to change any tertiary subtractive combination
with black. This reduces ink amount, improves
picture quality and stability, expressing shapes
better, and facilitates the situation that huge
variety if tones and color can be expressed in
various combinations, reproduced, but achieving
the same visual response. Situation of Fig. 2
presents a “full tone or 100% tint coverage
situation” but it can be, theoretical, presented as
any equal situation.
Fig. 5 presents a RGB to CMY conversion.
These are two different modes and
colorimetric systems. Equations [1], [2] and [3]
are theoretical PS equations, but unfortunately
most transformations and transfer functions in
real reproduction are not linear, but their attributes
and features must be defined and accepted.
This covers wide range od characteristics
Fig. 7: NIR responses of white substrate W, magenta M,
interconnected to reproduction system, input and
cyan C and yellow Y ink, and carbon black K
146
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
possible reduction pixel rate evidently varies from
Table 2: selected coverage CMY pixel values of selected rows
pixel to another. Color output in reduced stage
must not differ from non-reduced one. This leads
values
1
2
3
to profile usage. Standard ISO profiles often are
not suitable when using different output systems
A
11 22 19
17 28 20
14 27 18
using non recommended materials. It manifests that
B
46 65 59
60 65 61
72 68 64
also highly custom profiles often do not fit exactly,
specially in dedicated situations with particular
tones and hues. Second, image manipulation apps
color reduction treat as low, medium and high, and
one option has to be chosen. As every pixel can
have different color amount, that points out that
secondary image could not be stable, and equable
what harms second image quality. Neither standard
profile tuning nor reproduction curves modulating
improves that situation.
Image 8 presents cyan reproduction curve
slope, in addition that magenta and yellow have
different slope values, what is adversely for
calculation. Solvation led to specific solving of
the conversion system and performing regression
analysis of reproduction CMY reproduction
curves for achieving conversion values [25]
Fig. 9: possible reproduction of B row pixels, visual, and as
The specific problem, varying reduction
K values, and/or captured with Z camera
amount that can occur between neighboring
pixels while rendering was a specific task in
CMYKIR separation module, and acceptable
solution is found as fixed amount rate for all
changeable pixels.
Calculated trend line for cyan
y = -0,0084x2 - 0,6697x + 47,314
R² = 0,99943
Fig. 10: cyan ink trend line for selected dedicated separation
reproduction system
5. Twin pairs formation
In double image managing a situation could
occur that conversed (reduced) and no-conversed
color hue or intensity do not fit exactly on
reproduction profile. That can produce various
unwanted consequences, just to mention ghost
image situation [26][27]. Dedicated configured
Fig. 8: part of the image at pixel size in CMY mode
147
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
profile sometimes also needs fine tuning. In case
of outside captured image, standard color atlas
fig. 11, would partially suit, but often be a
complete, detailed, dedicated color atlas
will be needed, that in practical situations often
is not acceptable. In such situation only some
specific or highly interesting colors could be
separately treated. In a image that all colors are
customized (fig. 12) practically each color has
to be determined. Investigations showed that for
high sensitive situations twins principle is needed.
This includes the path from known or measured
values of a color, its regression rendering and
Fig. 12: example of highly defined image color selection:
dedicated profile forming, and realization.
camouflage colors,
Fig. 11: C, M, Y30, K40 combinations in the standard
color atlas
Due to certain non - accuracy to profiles of
some output systems used, twin pairs have to
Fig. 13: selected twin pairs series
be created. They attempt to perform stabile
combinations of color patches of single CMY
and reduced combinations with K, that are
going to be basic for secondary - hidden image.
It is important that their uniformity is high,
expressed in colorimetric values, significantly
under ∆E=3. That in practice contemporaneously
ensures visual equality. Some primary defined
twin pairs for selected output are shown on
Fig. 11. Each twin pair is dedicated, separately
chosen and recalculated for equality. Pairs rows
are arranged due to some colorimetric parameter,
hue, saturation or lightness [28].
In the process of adjusting pairs, as often in
reproduction procedures, one of primary steps is
checking the gray balance. That step is important
for separation while he directly influences
Fig. 14: gray intensity with K combinations
148
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Greenish
reddish
Fig. 19: spectrophotometric curves of two defined (bordo
Bluish
magenta
red series 1 CMY, series 2 reduced version) colors of the
similar response
Fig. 16: changing hue values from middle to corners in a
slight increment
properties of secondary hidden image, when portion
of CMY is changed or compensated with black,
region where observers visually are very sensitive.
These combinations are very sensitive while
increments are rather small, 2 or 3 % coverage.
This is a reproduction challenge, but stabile output
devices can perform this, and measurements can
be carried out secure. Some additional test can
eventually be made for some specially sensitive
situations, as shown on fig. 13, where target color
is in the middle of the test, and possible tolerance
variations in up-down and left right direction in a
small increment.
Result of tuning for two bordo red colors in
CMY and reduced mode is shown on Fig. 14,
where series 1 is CMY combination and series
2 reduced combination. Colorimetric delta
value is 1.7. Optically they perform the nearly
the same optical response Fig 18. and measured
Fig. 17. possible fine tuning of a target color in saturation
and/or lightness change
curves almost overlap, Fig 19.
6. Conclusion
CMYKIR separation and performing a
secondary hidden image is very sensitive process.
Practically each color or colored pixel must
exist in two stages, basic CMY and a converted
combination with K. Both basic combinations
visually must have the same visual response.
As the whole process starts in visual, and visual
Fig. 18. Generic (left) and reduced patch of bordo 56
149
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
color management controls both domains, visual
is specially developed and adjusted for such
and NIR, dedicated settings in most cases have
complex purpose.
to be performed. Black channel and under-color
Regardless to complexity of the process,
settings are the carriers of the hidden image, and
this method developed extended separation
only black component (K) according to Z value
principles, expands overall functionality of color
principles will the second image enable to
management, and opens the wide possibilities to
be detected. Adjusting color cast, specially
designers [29], engineers [30], and innovators
custom colors involves custom profiles
[31] in a variety of fields to create new products,
calculation, measurements, and visual validation.
security applications [32][33], individual art
In some cases numerous additional tests have
items [34], and products and processes in
to be performed. The separation output module
unlimited ways.
7. References
[1]
Yule, J.A.C, Principles of Color Reproduc-
Science and Technology, ISSN 1062-3701,
tion GATF Press, Pittsburgh, 2000, 29-41
54, (2010) pp 10502 -1-10502-9 (CC, SCI,
SCI-Expanded, INSPEC, IF 0.513)
[2]
Koirala P., Hauta Kasari M., Martinkaup-
pi B., Hiltunen J.: Color Mixing and Color
[10]
Žiljak V, Pap K, Žiljak I: CMYKIR Security
Separation of Pigments, Color Research
Graphics Separation in The Infrared Area,
and Application 33(6):461-469, 2008
Infrared Physics and Technology Vol.52.
No.2-3, ISSN 1350-4495, Elsevier B.V.
[3]
Bradley M, Izzia F: Carbon Black Anal-
DOI:10.1016/j.infrared.2009.01.001, p: 62-
isys, Application note 50829, www.
69, (2009) (CC, SCI, SCI-Expanded) http://
thermo.com/e Thermo/CMA/PDFs/Arti-
dx.doi.org/10.1016/j.infrared.2009.01.001
cles/articles File, Thermo Fisher Scientific
Inc, acc. 2008.
[11]
Žiljak V; Akalović J, Žiljak-Vujić J:
Upravljanje bojilima na koži u vizualnom
[4]
Kipphan, H: Handbook of Print Media,
I infracrvenom spektru // TEKSTIL. 60
Springer Verlag, Heidelberg 2001.
(2012), 8; 355-363 (article, scientific).
[5]
Hunt R, William G: The Reproduction of
[12]
Žiljak I, Agić D, Žiljak V, Pap K, Žiljak-
Color in Photography, Printing and Televi-
Vujić J: Infracrveno područje u dizajnu i
sion. 4th ed. Tolworth, England: Fountain,
sigurnosnom tisku. // CRO-print, Trade
1987. 640 pp. Index, bibl., B/W illus., color
Journal for Graphic Arts and Printing In-
illus. ISBN 0-86343-088-0
dustry. 3 (2008), 1; 50-51
[6]
Walde H, Blum D: An Introduction to
[13]
Barišić M, Pap K, Žiljak-Stanimirović I,
Screening Technology: Expert Guide
Žiljak V: Double Image Design in News-
05-2002, Heidelberger Druckmashinen,
paper Production. // Acta Graphica. 21
Kurfuersten Anlage, Heidelberg, 2002
(2010), 1-2; 27-33
[7]
Fraser B, Murphy C.: Real World Color
[14]
Yoshi O: CIE Fundamentals for Color
Management, Peachpit Press, 1249 Eight
Measurements IS&T NIP16 Conference,
Streer, Berkeley CA 94710, ISBN 0-3421-
Vancouver, Canada, Oct. 2000; (1-6): 16-20.
26722-2, 79-111
[15]
Enoksson, E.: Compensation by Black: a
[8]
King J, Adobe Systems Inc: Why
new Separation, KTH publication, www.
Color Management, ColorMgmtTuto-
scientificcommons.org/44629123, ac-
rial_010622, AIC Conference Rochester
cessed 2008.
NY 2002. www. color.org/whycolorman-
[16]
Agić D. Strgar Kurečić M, Mandić L, Pap
agement.pdf, acc. 2000.
K: Black separation strategies in color
[9]
Pap K, Žiljak I,,Žiljak-Vujić J; Image Repro-
reproduction. // DAAAM International
duction for Near Infrared Spectrum and the
Scientific Book 2009. 8 (2009); 001-008
Infraredesign Theory. // Journal of Imaging
(journal article).
150
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
[17]
Agić D at all: Case Study Carbon Black
ence on graphic Arts and media Technology
Separation Extended Features // Proceed-
Management and Education, Edit. Dr. A. E.
ings - The Sixth International Symposium
Politis, 25 29 May, Athens, Greece
GRID 2012 / Novaković, D (ur.)., editor(s).
[26]
1. Agić D, Stanimirović Žiljak I, Agić A,
Novi Sad: Faculty of Technical Science,
Stanić Loknar: Degradation of Dual Image
Department of Graphic Engineering and
for Visual and near Infrared Spectrum at
Design, 2012. 187-194 (lecture, interna-
repeated CMYK/RGB Rendering. // J. OF
tional peer-review, published, scientific).
Graphic Engineering and Design. 4 (2013),
[18]
Dawn Wallner: Building ICC Profiles - the-
1; 13-16 (article, scientific)
Mechanics and Engineering (dawn.wallner@
[27]
Žiljak Stanimirović I, Agić D, Žiljak Vujić
eng.sun.com) Version Alpha, 11/7/98 Cor-
J: Hidden infrared image in a uniform
responds to ICC Specification Version 3.4
CMYK separation hue: Journal of Graphic
www.color.org/icc-book1.pdf, acc. 2002..
Engineering and Design, edit. Dr. D. Nova-
[19]
Tomasz J. Cholewo: Conversion between
kovic, Volume 3 (2012), Nr. 2, 8-11.
CMYK spaces preserving black separation
[28]
Agic D, Agic A, Bernadsek A: Blizanci
Lexmark International, Inc. Lexington,
bojila za proširenje infra informacijske
KY, USA ci.uofl.edu/tom/papers/Chole-
tehnologije, Polytechnic and design, Vol.1,
wo00cic-titled.pdf
No 1, 2013: Tehnicko veleuciliste Zagreb,
[20]
Dugay F, Farup I, Hardeberg JY: Evalu-
ISSN 1849-1995, 27-33; http://polytechni-
ation Mapping Algorithms of Color
canddesign.tvz.hr/?page_id=202
Gamut; Color Research and Application,
[29]
I. Žiljak Stanimirović, R. Anayath, T.
2008,33(6): 470-476.
Bogović, “The Infraredesign with Individu-
[21]
Žiljak V, Pap K, Žiljak-Stanimirović
alised Screening”, International Design
I, Žiljak-Vujić J: Managing dual color
Conference, Design Graphics with security
properties with the Z-parameter in the
elements, Volume 4, (ed. Žiljak V, Milčić
visual and NIR spectrum. // Infrared Phys-
D), (2010), pp. 1863-1868, ISBN: 978-
ics & Technology. 55 (2012), 4; 326-336
953-7738-08-2
(članak, znanstveni).
[30]
Žiljak I, Pap K, Žiljak Vujić J: The Print of
[22]
Žiljak V, Pap K, Žiljak-Stanimirović I:
the Double Picture and Infraredesign in the
Development of a Prototype for ZRGB
Space of the Security Graphics; Proceed-
Infraredesign Device. // Technical Gazette.
ings of the 36th International Research
18 (2011), 2; 153-159 (article, scientific).
Conference of IARIGAI, Advances in
Printing and media technology, Stock-
[23]
International Color Consortium ® Speci-
holm Publikacija: Advances in Printing
fication ICC.1:1998-09 File Format for
and Media Technology (ed. Nils, Enlund,
Color Profiles, Spec. ICC.1:1998-09, ICC
Lovreček, Mladen). (2009), pp. 445-448.
1899, Preston White Drive Reston VA
20191, ww w.color.org, acc. 2002., 17-22.
[31]
Žiljak Stanimirović I: “A Bar-Code System
Invisible To The Eye, But Readable In The
[24]
Žiljak I, Žiljak-Vujić J, Pap K: Design of
Infrared Spectar” Međunarodna konferenc-
Security Graphics with Infrared Colors //
ija Tiskarstvo 2012. pp. printed and elec-
International Circular of Graphic Education
tronic web issue: http://www.tiskarstvo.net/
and Research Journal (ISSN 1868-0712) 2
tiskarstvo2012
(2009); pp 24-31, The International Circle
of Educational Institutes for Graphic Arts:
[32]
Žiljak I: “Alternative Infrared Solutions for
Technology and Management, Editor: W.
Security Graphics with Digital Print”, The
Faigle, Moscow State University of Printing
8th International Conference on Security
Arts, Moscow, (2009)
Printing & Alternative Solutions in Central
and Eastern Europe and Russia, lecture,
[25]
Expanding Double Hidden Information with
PIRA, Ljubljana, (2008).
Infrared Dyes Jana Žiljak-Vujić, Ana Agić,
Darko Agić, Croatia, Anastasios E. Politis,
[33]
Žiljak Stanimirović I, Pap K: invited lecture:
Greece, 46 Annual International confer-
Infraredesign Security Graphics On Dif-
151
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
ferent Printed Materials, Paper And Tex-
[34] Hlevnjak B, Žiljak N: InfraredART
tile, PIRA Security Printing & Alternative
- Dvostruke slike / akrilik na platnu,
Solutions in Central & Eastern Europe and
monografija Fotosoft, ur. J. Ž. Vujić, ISBN,
Russia, 26-27 January 2011, Zagreb, Croatia
9789537064174, CIP 799196
AUTORI
Dr. sc. Ivana Žiljak Stanimirović -
Ana Agić - nepromjenjena biografija nalazi
nepromjenjena biografija nalazi se u časopisu
se u časopisu Polytechnic & Design
Polytechnic & Design Vol. 2, No. 1, 2014.
Vol. 1, No. 1, 2013.
Dr. sc Darko Agić - nepromjenjena biografija
nalazi se u časopisu Polytechnic & Design
Vol. 1, No. 1, 2013.
152
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
PRONALAŽENJE SKRIVENE INFORMACIJE U INFRACRVENOM
SPEKTRU NA SLIKAMA U SAMOSTANU KAMELIĆANA
U REMETAMA I U PRIVATNOJ ZBIRCI U ZAGREBU
Dijana Nazor
Hrvatski restauratorski zavod, Zagreb
Sažetak
U ovom su radu izdvojene dvije slike u
used, which records visual and NIR spectra on Z
vizualnom i bliskom infracrvenom području od
value [1]. The aim of this research is to determine
1426 fotografiranih u sedam muzeja, tri zbirke,
the conditions of the paintings in NIR spectrum to
deset povremenih izložbi i pet privatnih zbirki
find the overlapping data in the layer underneath
u Zagrebu. Na slikama koje se prikazuju otkrivena
the visible painting, which are not visible to
je u cijelosti preslikana slika i preslikani sloj, što
the naked eye. It has been proposed that the
je tema ovog rada. Umjetničke slike imaju dva
conservation and restoration procedures take into
odvojena stanja slike u različitim spektralnim
consideration these two conditions of the image,
područjima. U članku će biti prikazane razlike
and that the paintings be photographed in NIR
između tih dviju slika prilikom snimanja u dva
after the restoration. The results of the research are
spektralna područja RGB kamerama.
part of the doctorate thesis on the topic: Paintings
Pri istraživanju je korištena ZRGB kamera koja
in the infrared area - postponing the visible.
snima u vizualnom i u bliskom infracrvenom
(NIR) spektru na Z vrijednosti [1]. Cilj istraživanja
Key words: visual and infrared (NIR) spectra,
bio je utvrditi stanje slike u bliskom IR području
images in the infrared area, painted layer,
kako bi se uočili preslikani podaci u sloju ispod
ZRGB camera
vidljive slike koji su nevidljivi golim okom.
1. Uvod
Prijedlog je da konzervatorsko-restauratorski
postupci respektiraju dva stanja slike i da se slike
IR svjetlost rasprostire se od 700 do 30000 nm
fotografiraju u bliskom IR-u i nakon radova.
i dijeli se na nekoliko područja. U hrvatskom
Rezultati provedenih istraživanja dio su doktorske
jeziku koriste se definirane kratice IR
disertacije na temu Slike u infracrvenom području
(engl. infrared) i IC (infracrveno). Termin koji
- odlaganje vidljivog.
se koristi u konzervatorsko-restauratorskoj
struci pri snimanju umjetnina naziva se
Ključne riječi: vizualni i infracrveni spektar
IR reflektografija. U ovom radu označeno je
(NIR), slike u infracrvenom području, preslikani
kraticom NIR (bliski infracrveni spektar ili
sloj, ZRGB kamera
near infrared), a zauzima raspon od 700 do
Abstract
1400 nm. Koristimo NIR područje zato što su
u tom dijelu napravljene digitalne kamere opće
In this work, two paintings photographed in
namjene s CCD senzorima. Unutar ovog bliskog
visual and near infrared (NIR) area are selected
infracrvenog spektra istraživalo se područje
among 1426 photographs taken in seven museums,
na 1000 nm. Točku na toj određenoj valnoj
three collections, ten temporary exhibitions and
duljini zovemo Z [2]. Ispod površine slike Pabla
five private collections in Zagreb, Croatia.
Picassa Plava soba iz 1901. IR reflektografijom
The topic of this work is the paintings discovered
pronađena je, u lipnju ove godine u Washingtonu,
underneath these two paintings. Therefore, the
paintings have two separate conditions in different
skrivena slika Portret nepoznatog muškarca.
spectral areas. The article shows the differences
Povjesničari umjetnosti i stručnjaci bave se
between these two images in these spectral areas
otkrivanjem tajne tko je tajanstveni lik ispod
using RGB cameras. Here, a ZRGB camera was
površine slike, zašto ga je umjetnik preslikao
153
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
i na koji je način bio povezan s Picassom [3].
dobara, nije obavezno kod svih slika već pretežno
Ovaj nedavni primjer dokazuje koliko su
kod odabranih slika veće povijesne ili umjetničke
značajna istraživanja u NIR području.
vrijednosti. Fotografiranje slika na različitim
nosiocima u vizualnom i bliskom infracrvenom
U ovom radu dokumentirane su slike u bliskom
spektru na 1000 nm ostvareno je u stalnim
IR-u te su time uvrštene u bazu snimljenih
postavama sedam muzeja: Modernoj galeriji,
slika, u slučaju da jednog dana dođe u pitanje
Muzeju grada Zagreba, Muzeju suvremene
originalnost pojedine umjetnine. Smisao i prvi
umjetnosti Zagreb, Muzeju Mimara, Muzeju
razlog ovakvog načina fotografiranja je da se
za umjetnost i obrt, Hrvatskom muzeju naivne
stvori baza stanja slika u dva spektralna područja.
Time će se preciznije dešifrirati skriveni podaci
umjetnosti i Strossmayerovoj galeriji starih
te će se umjetnina lakše štititi od krivotvorenja.
majstora HAZU u Zagrebu te također u tri
Drugi je razlog otkrivanje; je li bilo ispitivanja
zbirke: Zbirci Anke Gvozdanović, Memorijalnoj
na tim slikama i kriju li pojedine slike zanimljiva
zbirci dr. Ivana Ribara i Cate Dujšin-Ribar i
otkrića u donjem sloju. Treći je razlog da se
Memorijalnoj zbirci i stanu arhitekta
fotografiranjem zabilježe promjene koje nastaju
Viktora Kovačića.
s vremenom i moguća buduća oštećenja.
Slike su snimljene i na deset privremenih izložbi
Kolekcijom snimljenih slika u dva stanja
u muzejskim i galerijskim prostorima: Modernoj
opravdan je broj snimljenih slika. Infracrvene
galeriji, Muzeju grada Zagreba, Muzeju suvremene
fotografije pokazuju svojstvene informacije
umjetnosti, Strossmayerovoj galeriji starih majstora
koje se ne mogu vidjeti u originalu slike u boji.
HAZU, Galeriji Klovićevi dvori, Hrvatskom
Zahvaljujući tim snimkama došli smo do novih
društvu likovnih umjetnika i Umjetničkom
informacijama o slikama. U javnosti nema
paviljonu. Također su pregledane i snimljene slike
dovoljno izvještaja koji bi opisivali informacije
iz pet privatnih zbirki. U bliskom IR-u ukupno
dobivene snimanjem u bliskom IR-u u cilju
je u Zagrebu pregledano 1830, a snimljeno 1426
razlikovnosti prema vizualnom spektru.
umjetničkih slika. S obzirom da su sve slike
Ispod dviju slika opisanih u ovom tekstu
istovremeno snimane u vidljivom svjetlu (VIS) i
postoje skrivene slike u donjem sloju, nevidljive
bliskom infracrvenom (NIR) području, snimljene
golim okom. Jedna slika je dijelom preslikana,
su i obrađene po dvije fotografije za svaku sliku;
skrivajući prikaz glave lika na slici koji u
stoga je sveukupno pregledano 3660 fotografija
nekim detaljima probija i u vizualnom spektru.
slika, a snimljeno 2852.
Na drugoj je slici vidljiva potpuno druga
slika u infracrvenom području. Iz znanstvenih
Tehnika otkrivanja tanjih, donjih slojeva
istraživanja konzervatorsko-restauratorske struke
bazirana je tako da infracrveno zračenje prolazi
poznato je da su mnogi slikari tijekom povijesti
kroz slikani sloj te se reflektira na nosiocu ili
preslikavali vlastite radove. Ipak, kod prikazanih
na preparaciji, ili to zračenje apsorbira crtež.
slika najvjerojatnije su to preslici drugih
IR zračenje najviše apsorbiraju materijali koji
autora što se može zaključiti po informacijama
sadrže ugljik, kao crni pigmenti i bojila [4].
vidljivnim u NIR-u.
Klasična infracrvena reflektografija imala je vrlo
dobru prodornost kroz tanje slojeve u bliskom
2. Snimanje slika nedestruktivnom
infracrvenom dijelu spektra. Ta je metoda važna i
metodom u NIR području
u otkrivanju krivotvorenih slika i rješavanju nekih
atributivnih pitanja. U slučajevima kada je sloj
IR reflektografija je nedestruktivna
boje predebeo za IR reflektografiju, rendgenska
optička tehnika koja se koristi za analiziranje
fotografija (RTG) je standardna metoda za
umjetničkih djela u svrhu otkrivanja pojedinosti
istraživanje slojeva slike.
skrivenih ljudskom oku ispod vidljive površine
slikanog sloja. Snimanje slika u infracrvenom
3. Snimanje likovnoumjetničkih djela
(NIR) području u većini muzeja u Hrvatskoj
ZRGB kamerom
i Hrvatskom restauratorskom zavodu kao
središnjoj državnoj službi za konzerviranje
U ovom bliskom infracrvenom istraživanju
i restauriranje umjetnina i drugih kulturnih
snimano je dvama prilagođenim digitalnim
154
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
fotoaparatima: Casio EXILIM Zoom EX-Z150,
fotoaparatima: Canon EOS 400D, 10.1 MP i
8.1 MP i Canon EOS 350D/Digital Rebel XT,
Olympus FE-360, 8.0 MP.
8.0 MP. Oba fotoaparata prilagođena su za
blisko infracrveno snimanje na 1000 nm. Kod
4. Rezultati istraživanja na slikama
fotoaparata Casio EXILIM Zoom EX-Z150
u NIR spektru
mjerne su veličine određene kao Z veličina.
Preslik je u pregledanim muzejima uočen
Ovim fotoaparatom može se snimati po danu
na sedam slika: Eneja i Didona Guida Renija,
jer filtrira veličinu Z iz Sunčeva spektra.
početak 17. st.; Plava bajka Nives Kavurić
Reflektirano područje je svjetlost koja dolazi
Kurtović, 1993., Muzej za umjetnost i obrt;
iz IR izvora, djelomično se apsorbira, a ostatak
Panorama Vukovara Oskara Hermana, sredina
se reflektira, tj. odbija se od materije [5]. Sve
20. st., Strossmayerova galerija; Portret Marije
slike su različite u vizualnom i infracrvenom
Radočaj-Pintar Vjekoslava Karasa, sredina
području. Snimane su istovremeno u oba spektra
19. st.; Sai Baba* Cate Dujšin-Ribar, 1982.,
(NIR i VIS) u istim uvjetima.
Memorijalna zbirka dr. Ivana Ribara i Cate
Pri istraživanju je korištena ZRGB kamera
Dujšin-Ribar; Majka Božja Remetska nepoznatog
koja snima u vizualnom i bliskom infracrvenom
autora iz 1717., izložba Na nemirnim temeljima
spektru na Z vrijednosti. Baždarenje je
- Arheologija i 725 godina svetišta u Remetama
provedeno preko izjednačavanja s forenzičnim
u Muzeju grada Zagreba te U Boki Kotorskoj -
skenerom Projektinom na 1000 nm, koji
Tivat Naste Rojc, oko 1927., izložba Kritička
je poslužio za baždarenje ZRGB kamere.
retrospektiva u Umjetničkom paviljonu.
Numerička varijabla imenom Z opisuje snagu
U ovom su radu odabrane dvije slike u tehnici
apsorpcije NIR svjetla na 1000 nm. Projektina
ulja na platnu na kojima su vidljive promjene u
je vodeća svjetska tvrtka u proizvodnji i razvoju
sloju ispod vidljivog, zato što su na tim slikama
forenzičnih instrumenata, osnovana 1946. u
utvrđeni skriveni podaci u donjem sloju.
Švicarskoj. Veliki izbor njihovih proizvoda
omogućuje forenzičnim stručnjacima diljem
U ateljeu slikara Marijana Richtera utvrđeno
je od 20 pregledanih 12 slika s vidljivim
svijeta osigurati dokaze i ispitati dokumente
na visokoj razini učinkovitosti i pouzdanosti
preslicima potpuno drugih motiva u bliskom
IR-u, iz njegova ciklusa Slikarska poricanja
[6]. Takav uređaj kod nas posjeduje Hrvatska
narodna banka kao središnja banka i Centar za
i odricanja. U privatnoj zagrebačkoj zbirci
otkrivena je preslikana slika umjetnika Fabia
forenzična ispitivanja, istraživanja i vještačenja
Ivan Vučetić Ravnateljstva policije Ministarstva
Fabbija (*) ispod vidljive slike Dunava Rendića
(*), splitski slikarski krug, 4. desetljeće
unutarnjih poslova Republike Hrvatske. Centar
je jedinstvena forenzična ustanova u Republici
20. stoljeća. * Pretpostavka je da se radi o
navedenim autorima.
Hrvatskoj koja obavlja kriminalističko-tehničke
poslove i vještačenja [7].
Rezultati istraživanja pokazali su da, od
spomenutih pregledanih slika u razdoblju
U NIR spektru modificiran je fotoaparat Canon
od 6. (*) do 20. stoljeća u muzejima i na
EOS 350D na način da je uklonjen IR blokirajući
privremenim izložbama, pet slika ima vidljivi
filtar (hot mirror removal) koji se postavlja ispred
pomak ili pentimento u bliskom IR-u. To su slike
CCD ili CMOS senzora. Postavljen je IR pass
Vera Vladimira Becića, 1926.; Odaliska Milivoja
filtar na način da je posebno navojni Heliopan
Uzelca, 1934., Moderna galerija; Eneja i Didona
RG filtar od 1000 nm izrezan na dimenzije 22
Guida Renija, početak 17. st., Muzej za umjetnost
x 28 mm i postavljen umjesto IR block filtra.
i obrt; Antun Bedeković Komorski nepoznatog
IR blokirajući filtar u fotoaparatu omogućuje
autora, oko 1750., Muzej grada Zagreba te slika
snimanje fotografije koju oko vidi. Kad nema
Simbolistički autoportret Naste Rojc, 1914., s
tog filtra, senzor bilježi IR reflektografije (NIR
izložbe Kritička retrospektiva koja je održana u
spektar), tj. i ono što oko ne vidi.
Umjetničkom paviljonu 2014. godine.
U vizualnom spektru slike u stalnom
postavu muzeja snimljene su dvama digitalnim
155
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
nalazio čudotvorni kip Majke Božje iz 1490., iz
4.1. Preslikani sloj na slici iz Samostana
razdoblja kasne gotike njemačkog majstora. 1706.
karmelićana u Remetama
kip je postavljen na novi oltar. Slika Majka Božja
Muzej grada Zagreba izložbom Na nemirnim
Remetska uklanjala se podizanjem i spuštanjem
temeljima - Arheologija i 725 godina svetišta
za velike marijanske blagdane, Božić, Uskrs
u Remetama, nakon više godina studioznog
i proštenja te je skrivala i otkrivala kip Majke
istraživanja, izložio je rezultate na izložbi 2013.
Božje. Taj način prekrivanja kipa koristio se
godine. Arheološki nalazi s lokaliteta uz crkvu
do 1786. kada je car Josip II. ukinuo pavlinski
Blažene Djevice Marije u Remetama istraživani
red [8]. Nakon što se slika više nije koristila za
su od 2007. do 2009. godine, na inicijativu
prekrivanje kipa, postavljena je na podokvir,
Gradskog zavoda za zaštitu spomenika kulture i
premda na njoj nisu u potpunosti izvršeni
prirode u Zagrebu. Na izložbi prikaz započinje
restauratorski radovi. Na prvi pogled u bliskom
1288. godinom, a završava svetkovanjem
infracrvenom području nije bio vidljiv preslik,
Uznesenja Blažene Djevice Marije koja je
kao ni prijašnji konzervatorsko-restauratorski
neraskidivo vezana uz duhovni život stanovnika
postupci. Međutim, nakon pažljivijeg gledanja
s područja današnjeg Zagreba. Pavlinski su
i uvećanjem NIR snimke vidljiv je obris glave
redovnici posebno štovali i širili kult Bogorodice.
nekog lika po sredini u donjem dijelu plašta,
U vizualnom i NIR spektru na 1000 nm
ispod križa. Vjerojatno se radi o anđelu ili
pregledano je osam slika, a snimljene su dvije.
nekom svecu koji je preslikom skriven u plaštu
S obzirom na sakralno i povijesno značenje,
Bogorodice. U donjem dijelu plašta, dijelom
snimljena je slika Majka Božja Remetska koja se
i u vizualnom spektru, izbijaju isprepleteni
stalno nalazi u posjedu samostana karmelićana
motivi grana s listovima i viticama. Po samom
u Remetama. Slika potječe iz pavlinskog vremena.
smještaju preslika može se zaključiti da je slika
Bila je postavljena u crkvi ispred retabla gdje se
vjerojatno izrezana s nekog većeg oslikanog
Slika 1: V
Slika 1: Z
Slika 1: Majka Božja Remetska, nepoznati autor, 1717., ulje na platnu, slika u VIS i NIR spektru na 1000 nm koji otkriva
preslik na plaštu nevidljiv golim okom
156
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 2: V
Slika 2: Z
Slika 2: Detalj slike u VIS i NIR spektru na kojem se vidi oker boja različitih sastava
Slika 3: V
Slika 3: Z
Slika 3: Detalj preslikanog obrisa glave i grane s listovima koji je postao vidljiv tek uvećanjem fotografije u NIR području
157
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 4: V
Slika 4: Z
Slika 4: Razlika u vidljivosti oker boje u natpisu i ukrasima plašta u VIS i NIR području
platna. Neočekivano je žuta boja na plaštu Majke
za crnu boju. Slikar je na različite načine postizao
Božje bijela jer se oker često vidi u bliskom IR-u
ton oker boje. Po tome zaključujemo da je proces
tamnijeg intenziteta. Natpis naslikan oker bojom pri
slikanja slika trajao duže vrijeme.
dnu plašta vidljiv je u NIR-u jer je slikar koristio
Na rubu plašta na latinskom piše natpis: Mater
drugi sastav boje.Očekivano je da će crvena boja u
Amabilis et Admirabilis Remetensis Protege
bliskom infracrvenom području biti bijela, kao na
Nos, 1717. (Majko ljubljena i čudesna Remetska,
plaštu svetice s lijeve strane pozadine slike. Vidljiva
štiti nas). Slova se vide u NIR-u, što znači da su
su i oštećenja slike, posebno uz rubove platna.
naknadno dodana oker bojom koja apsorbira
Pretpostavlja se da je kosa Bogorodice prethodno
IR svjetlost.
bila podložena crnom bojom, a potom naslikana
4.2. Preslikna slika iz privatne zbirke
okerom. Na detaljima plašta je transparenta oker
boja u NIR-u, premda je tim istim tonom naslikana
Slika Dunav Rendić (*) je iz privatne zbirke,
i kosa koja je tamna u bliskom IR-u što je tipično
u vlasništvu je Nataše Lenoir iz Zagreba.
Slika 5: V
Slika 5: Z
Slika 5: Trabakul (*), Dunav Rendić (*), 4. desetljeće 20. st., ulje na platnu, slika u VIS i NIR spektru na 1000 nm
158
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 6: V
Slika 6: Z
Slika 6: Detalj na kojem je vidljivo dorađivanje slike i razlike u sastavu zelene boje
Slika 7: V
Slika 7: Z
Slika 7: Detalj na kojem je vidljiv preslik u VIS spektru, a u NIR području se ne vidi jer su boje jednake u apsorpciji IR svjetla
Slika 8: V
Slika 8: Z
Slika 8: Detalj preslikane slike u VIS i NIR spektru u kojem je vidljiv detalj okvira
Slika je vrlo tajnovita jer na poleđini ima otisnut
U prijevodu, naslov Ples u haremu odgovara
natpis tiskanim slovima: N. DANZA NELL’
sadržaju orijentalnih motiva koje je slikao Fabbi.
HAREM (F. Fabbi). Fabio Fabbi (1861. - 1946.)
Na slici je naslikan motiv broda, što ne odgovara
rođen je u Bologni u Italiji. Slovi kao najvažniji
otisnutom natpisu. Slika je snimljena u vizualnom
talijanski slikar orijentalnih slika. Kao mladić upisao
i infracrvenom spektru na 1000 nm. Umjetnik koji
se na Accademia di Belle Arti u Firenzi,
je preslikao sliku koristio je različit sastav bojila
a studirao je kiparstvo i slikarstvo. Nakon studija
na slici, a što se otkriva na IR snimci. Tako se dva
otputovao je u Pariz, München i Egipat [9].
ista tona zelene boje u vizualnom spektru sasvim
159
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 9: V
Slika 9: Z
Slika 9: Detalj preslikane slike u VIS i NIR spektru u kojem je vidljiv polukružni oblik
Slika 10: V
Slika 10: Z
Slika 10 a: Z
Slika 10 b: V
Slika 10 c: V
Slika 10 d: Z
Slika 10: V a, c; slika 10: Z b, d - Uvećani detalji plavog neba u VIS i NIR području na kojem su vidljivi preslikani detalji
u donjem sloju motiva medvjedića* i cvijeta. Prvi je detalj nevidljiv u NIR području, a drugi je vidljiv u vizualnom i bliskom
IR spektru.
drugačije ponašaju u bliskom IR spektru jer su
Na detalju slike br.7, Dunav Rendić u
različitih sastava. Na ovoj slici zelena boja koja se
vizualnom području prekrivene su vertikalne
pojavljuje na mnogim mjestima je svijetlosiva, dok
tamnocrvene i crne pruge preslikane slike Fabia
je, nasuprot tome, tamnozelena tamna jer je potpuno
Fabbia koje jasnije otkriva IR fotografija. Plošni
različitog sastava. Na slici br. 6 ispod zelene boje
potezi su razmazani više puta pa se u tom slikanju
nalazi se crna linija vidljiva u IR-u, što znači da je
pojavila i pozadina donje slike koja je preslikana.
slikar mijenjao početne poteze i dorađivao sliku.
U svježim dijelovima nema naknadnih
Svijetlozelena boja je na kraju dodana, ispod nje su
intervencija kistom na kojem su miješana
potez i linija koji se vide samo u NIR-u.
bojila. Na osnovi ovakvog gledanja moglo bi se
160
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 11:
V Slika 11: Z
Detalj otisnutog broja, naziva slike i naziva autora u VIS i NIR spektru iznad kojeg se uz rub vidi original crvene
boje preslikane slike F. Fabbija (*)
zaključiti da je slikar dorađivao pojedine detalje
obzira na oštrinu snimljenih fotografija, u danim
slike. Na slici u vizualnom spektru ima svježe
okolnostima uspješno pregledane slike za potrebe
slikanih dijelova slike u jednom potezu, ali isto
ovog rada.
tako i dorađenih. Na slici br. 8, na preslikanoj slici
Ovi postupci i načini snimanja ostaju
u infracrvenom spektru, slika je sasvim drugog
dokumentirani za budućnost. Fotografije u
sadržaja, što se vidi po okviru koji prodire na IR
dva spektralna područja, u VIS i NIR spektru,
snimci. Vidljiva slika je nastala na preslikanoj
osiguravaju zaštitu te iste slike kako od
slici Fabbija (*), što potvrđuju detalji snimaka u
krivotvorina, tako i od promjena koje nastaju
bliskom IR-u.
s vremenom i budućih mogućih oštećenja.
Zahvaljujući takvim snimkama konzervatori
5. Zaključak
-restauratori znaju u kojem je stanju bila slika,
ovisno o vremenu kada je snimljena. I današnji
Iz ovog pregleda proizlazi da su za ovo
umjetnici koji žele zaštititi svoja važnija ili sva djela
istraživanje ispod vidljivog sloja slika
mogu to učiniti na način da snimaju slike
najzanimljivije one slike koje imaju preslike ili u
u dva stanja.
cijelosti preslikane slike. U ovom radu zanimalo nas
je istražiti na kojim su slikama vidljivi preslikani
Autorica ovog teksta snima vlastite slike
slojevi ispod vidljive slike, te koliko su te promjene
zbog sigurnosti da se pri eventualnim budućim
vidljive ZRGB kamerom na 1000 nm. Budući da je
konzervatorsko-restauratorskim postupcima
takvih slika iz jelokupnog istraživanja izdvojeno 33,
mogu vidjeti u izvornom spektralnom području.
ispunjena su očekivanja ovog istraživanja.
Time se ujedno osigurava i njihova autentičnost.
Cilj nije bio idealnim tehničkim mogućnostima
Preporuka je da se sva umjetnička djela u
snimiti i obraditi sve slike u NIR području, već
muzejima snime u različitim spektralnim dijelovima
istražiti, pronaći i potvrditi da su u muzejima
svjetla. Za sada nije moguće izraditi krivotvorinu
u stalnom postavu izložene slike s preslicima,
istovjetnu originalu u svim valnim područjima. Ako
pentimentima, podslicima, vidljivim fazama
se fotografiraju uz normalno i koso osvjetljenje
rada, podcrtavanjima i drugim promjenama u
i u UVF - ultraljubičastoj fluorescenciji, IR -
nevidljivom donjem sloju. Također, nastojalo se
infracrvenoj reflektografiji, RTG - rendgenogramu
potvrditi poznato
i nekim drugim posebnim fotografskim postupcima
iz literature [10] ili otkriti slike koje imaju
[10], umjetničke se slike mogu višestruko zaštititi
neke svoje tajne, a koje se u bliskom IR spektru
od krivotvorenja. Tako bi u najširem smislu
mogu otkriti.
ostale sačuvane fotografije originala slike u svim
tim svjetlosnim područjima. Na osnovi toga se
Sama količina svjetlosnog izvora utječe na
u budućnosti lako mogu prepoznati i razlikovati
oštrinu fotografija slika u NIR-u. U svim je
originalne slike od krivotvorina. Međutim, valja
muzejima bila dovoljna količina svjetla da se
naglasiti da se autentičnost djela može osigurati i
ZRGB kamerom na 1000 nm direktno vidi ima li
primjenom jedne odgovarajuće metode snimanja
preslika ili nekih drugih većih promjena zanimljivih
kao što je, primjerice, blisko infracrveno područje
za ovo istraživanje u tom području, ali ipak bez
ili IR reflektografija.
stalnog izvora IR zračenja. Zaključujemo da su, bez
161
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
6. Reference
[1]
Žiljak, V., Pap, K., Žiljak-Stanimirović,
[5]
Pap, K., Žiljak, I., Žiljak Vujić, J. 54.
I., Development of a prototype for ZRGB
(2010). Image Reproduction for Near
infraredesign device// Technical Gazette.
Infrared Spectrum and the Infraredesign
18 (2011), 2; 153-159, IF 0, 601.
Theory. The Journal of Imaging Science
and Technology.1; 10502-1-10502-9.
[2 ] Žiljak, V., Pap, K., Žiljak-Stanimirović,
I., Žiljak-Vujić, J., Managing dual color
[6]
http://www.projectina.ch/ (pristupljeno:
properties with the Z-parameter in the
18. svibnja 2014.)
visual and NIR spectrum //Infrared phys-
[7]
http://www.forenzika.hr/DefaultCKV.aspx
ics & technology, Elsevier B.V., Volume
(pristupljeno: 18. svibnja 2014.)
55, Issue 4, July 2012, pp. 326-336, ISSN:
[8]
Otac Mihetec V., karmelićanin, upravitelj
1350-4495.
remetskog svetišta, usmeno priopćenje
[3]
http://www.jutarnji.hr/tko-se-to-krije-ispod-
[9]
https://www.bonhams.com/auctions/18180/
slike--plava-soba--pabla-picassa-/1200648/;
lot/99/ (pristupljeno: 1. rujna 2014.)
http://www.urbancult.hr/22319.aspx (pristu-
pljeno: 18. lipnja 2014.)
[10] Meder, F., ur. (1986). Tajnovite slike Josipa
Račića i Miroslava Kraljevića: istraživanje
[4]
http://aai.ktf-split.hr/zak/Seminarski_ra-
slika fizikalnim i kemijskim metodama:
dovi/instrumentna_bellini.pdf (pristu-
Zagreb, Zavod za restairanje umjetnina,
pljeno: 18. svibnja 2014.)
Moderna galerija.
AUTORICA
Dijana Nazor
Dijana Nazor rođena je
na pet europskih i svjetskih InSEA kongresa
1971. godine u Splitu.
(Međunarodnog obrazovanja putem umjetnosti)
Godine 1995. diplomirala je
gdje joj je objavljeno pet tekstova iz područja
na Fakultetu prirodoslovno-
likovne kulture. Od 2004. radi u Hrvatskom
matematičkih znanosti
restauratorskom zavodu na Odjelu za štafelajno
i odgojnih područja u
slikarstvo kao viši konzervator-restaurator. Od
Splitu (danas Umjetnička
1995. godine imala je 28 samostalnih izložbi
akademija) i stekla zvanje profesora likovne
u Hrvatskoj, Belgiji i Australiji. Sudjelovala je
kulture-restauratora. Iste je godine dobila
na preko 100 žiriranih skupnih izložbi u zemlji
Dekanovu nagradu Fakulteta za izvanredan
i inozemstvu. Dobitnica je Državne godišnje
uspjeh. Doktorandica je na poslijediplomskom
Nagrade Ivan Filipović (2012.), odlikovanja
studiju slikarstva na Akademiji likovnih
Reda Danice hrvatske s likom Antuna Radića
umjetnosti Sveučilišta u Zagrebu. Od 1999.
(2013.) i Pohvale Nagrade Grigor Vitez (2014.).
do 2004. radila je u osnovnim školama kao
Nositeljica je počasnog zvanja AFIAP (Artiste
učiteljica likovne kulture i u XI. gimnaziji kao
FIAP) Međunarodne federacije fotografskih
profesorica likovne umjetnosti. Sudjelovala je
umjetnosti od 2013.
162
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
VIZUALNI I INFRACRVENI SPEKTAR ZA BOJILA
DIGITALNOG TISKA
Aleksandra Bernašek, Jana Žiljak Vujić, Vesna Uglješić
Tehničko Veleučilište u Zagrebu
Sažetak
INFRAREDESIGN tehnologija koristi bojila
spectrum. Z value was assigned and measured
na dva načina: kao spot bojila te kao procesni
by ZRGB cameras. Numeric display of light
sastav koji je nastao s CMYKIR separacijom.
absorption in the 700 to 900 nm range could
Objavljeni radovi koristili su spektroskopiju u
not be determined. With Projectina Docucenter
istraživanju bojila samo u vizualnom spektru.
4500, a new device set at Polytechnic of Zagreb,
Z vrijednost bila je zadana i mjerena ZRGB
research has progressed significantly. The first
kamerama. Numerički prikaz apsorpcije svjetla u
results show the spectrum of single process
rasponu od 700 do 900 nm nije se mogao utvrditi.
dyes of yellow, magenta and cyan. The effect
S novim uređajem, Projectina Docucenter 4500,
of carbon black ink on the process of dyes as
koji je postavljen na Tehničkom veleučilištu u
a numerical basis for further research of dual
Zagrebu, istraživanja su znatno napredovala.
information in the visual and infrared spectrum
Prvi rezultati su spektar pojedinačnih procesnih
was experimentally determined.
bojila žute, magente i cijana. Eksperimentalno
The peaks of the light absorption of the
je utvrđeno djelovanje karbon crnog bojila na
individual process dyes are given which
procesna bojila kao numerička osnova za daljnja
reduces the number of iterations in the search of
istraživanja dvostrukih informacija u vizualnom
equalizing the spectrum of “visual” dyes with
i infracrvenom spektru. Dati su vrhovi apsorpcije
dyes that will extract only the Z point of near
svjetla pojedinačnih procesnih bojila čime se
infrared spectrum. Although Projectina is a
smanjuje broj iteracija u traženju izjednačavanja
forensic instrument, Projectina is here used for
spektra „vizualnih“ bojila s bojilima koja će
assortment of knowledge in manipulation of the
se izdvojiti tek u Z točki bliskog infracrvenog
mixed dyes in the area of dual information design.
spektra. Premda je Projectina forenzički
At the same time we explore the continuous
instrument, u ovom radu Projectina se koristi za
absorption of light and the state of dual images
sređivanje znanja u manipulaciji miješanja bojila
through scanning in ten barriers. A completely
na području dizajniranja dvostrukih informacija.
new approach to the ink through the spectral
Istovremeno se istražuje kontinuirana
curve of the absorption and reflection of light is
apsorpcija svjetla te stanja dvostruke slike preko
aimed to set the systematization of mixing the
skeniranja u desetak barijera. Potpuno nov pristup
dyes according to the INFRAREDESIGN theory.
izučavanja bojila preko spektralnih krivulja
Key words: Infraredesign,
apsorpcije i refleksije svjetla ima cilj postavljanja
spectrophotometric measurements
sistematizacije u miješanju bojila prema teoriji
INFRAREDESIGN.
1. Uvod
Ključne riječi: infraredesign,
Boja je doživljaj u ljudskom oku pa su se
spektrofotometrijska mjerenja
apsorpcija i refleksija svjetla s bojila istraživala
za vizualno (V) područje. Otkad je otvorena
Abstract
tehnologija INFRAREDESIGN-a s mnogim
INFRAREDESIGN technology uses dyes
primjerima izrade dvostrukih informacija, bojila
in two ways: as a spot dye and as a processing
i njihova svojstva apsorpcije svjetla intenzivno se
structure formed by CMYKIR separation.
proučavaju u infracrvenom spektru [2, 3].
In the dye studies, previously published articles
Bilo je to rezervirano područje za sigurnosne
have only used spectroscopy in the visual
papire, dokumente, novčanice.
163
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 1. Y, M, YM mješavina, YMK40 mješavina, spektar
Slika 2. C, CK40 mješavina
izveden Projectinom
Bojila su različita u temi o apsorpciji svjetla u
promatra instrumentalno. Između je prostor od
ultraljubičastom i infracrvenom spektru.
700 do 800 nm koji miješa ostatke vizualnog i
Neka imaju samo kratki prostor apsorpcije svjetla,
infracrvenog spektra.
ograničen samo na vizualni dio koji se numerički
Bojilo cijan je na desnom rubu vizualnog
izražava kao područje od 400 do 700 nanometara.
spektra i prelazi u NIR prostor. Gubi se potpuno
Neka bojila imaju širinu koja se proteže izvan
na 800 nm. Na 900 nm razdvojili su se cijan i K.
vizualnog dijela u NIR dio (near infrared - blisko
Kamera za registraciju infracrvenog spektra
infracrveni spektar od 700 do 1300 nm). To je
izdvaja sliku koja nastaje s mješavinama koje
od velike koristi u razdvajanju bojila na ona koja
imaju u sebi karbon crno bojilo. Na slikama 1. i 2.
se ne vide niti Z kamerom (apsorpcija svjetla na
C, M, Y su date u 100% pokrivenosti, a K je dat
1000 nm) od onih bojila koja se vide samo
sa 40% pokrivenosti.
Z kamerom. Projekti miješanja bojila usmjereni su
na postizanje vidljivog i nevidljivog u pojedinim
3. Koncept Projectine 4500
spektralnim područjima: UV, V i NIR. Na taj
način stvara se dvostruka slika [1].
Projectina Docucenter 4500 koristi se u
svrhu provjere dokumenata i vrijednosnica, nudi
2. Spektri procesnih bojila
optimalne mogućnosti primjene u znanstvenoj
forenzici te u istraživanju sigurnosne grafike.
U ovom radu definira se V spektar i Z spektar.
Performanse ovog uređaja daleko su naprednije
Između je prostor koji preskačemo. Tu je miješanje
od konvencionalnih uređaja za forenziku u ovoj
dviju slika od kojih se svaka mora vidjeti u
grani grafičke industrije. Uređaj ima vidno polje
planiranom, zadanom spektru.
180 x 135 mm, 10 integriranih izvora svjetlosti,
Na slici 1. dat je prikaz grupe bojila u kojima
modul filtara s 84 pozicije filtara te motoriziran
prevladavaju žuta i magenta. Po IRD teoriji,
odabir filtara valne duljine od 380 do 720 nm
dodavanjem karbon crnog bojila apsorpcija
i propusnosti (bandwidth) od 5 do 340 nm.
svjetla proteže se u nevidljiv prostor do 900 nm.
Također, ima digitalnu kameru rezolucije 1280
Z kamera prepoznaje tu apsorpciju kojom
x 1024 piksela, optički modul za povećanje
možemo upravljati. Bojila žuta (Y) i magenta (M)
u rangu od 2,2x do 80x, forenzički skener i
zauzimaju lijevi vizualni dio spektra. Isto je i s
sistem za spektralnu analizu kojim se utvrđuje
njihovim mješavinama. Dodavanjem karbon K
ultraljubičasto, vizualno i infracrveno stanje
crnog bojila ulazi se u NIR prostor koji se
dokumenta. Ultraljubičasto područje selektivno
164
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 3. Za spektar sa slike 1 i 2
se detektira na 365, 313 i 254 nanometra.
analize s različitim vrstama spektralnih prikaza
Infracrveni spektar motorizirano se filtrira na
koje generira spektroskopski modul SP-2000.
715, 735, 780, 830, 850 i 1000 nm. U vizualnom
Komparacije spektralnih mjerenja odvijaju se
spektru izdvaja se stanje predloška na 350-680,
upravo preko tog programa [6].
610, 630, 645, 665 i 695 nm [4, 5].
Ovakav forenzički instrument središte je
Novo područje izučavanja i nov pristup
u predmetima koji sadrže teme izgradnje
vrijednosnicama i dokumentima omogućuje se
računarskih modula, projektiranja inovacija
određivanjem spektralne analize. Projectina
i razumijevanja slike u širem spektru izvan
ima spektroskopski modul za 6,4 nm optičku
dometa ljudskog oka. Forenzičke teme su i na
rezoluciju, 360 do 1100 nm spektralni talon
specijalističkim seminarima.
za bijeli balans. Modul „SP-2000-USB“
Do danas nije bilo mogućnosti da se
omogućuje baždarenja instrumenata koji se
napravi spektrogram u UV, VS i IR području,
izgrađuju na TVZ-u [4].
a koji je uvjet za dokazivanje autentičnosti
Dio cijelog forenzičkog sustava je i
dokumenta. Ovakav instrument unaprjeđuje
software PIA-7000 za slikovnu interpretaciju s
stručni i znanstveni rad jer su tvrdnje u
funkcijama za procesiranje slike koji omogućuje
radovima za objavljivanje zasnovane na
stvaranje i pretraživanje slikovne baze podataka.
mjerenjima fizikalnih vrijednosti na
Software također služi za istraživanje spektralne
kvalitetan način.
Tablica 1. Izvori svjetlosti integrirani na uređaju Projectina Docucenter 4500 [4]
EKSCITACIJSKI
FILTAR BG38
BARIJERNI FILTRI
FILTRI
Svjetlo vizualnog
da
niti jedan
neutralni
spektra (REMI)
UV 365 nm
da
niti jedan
niti jedan
UV 254 nm
da
niti jedan
niti jedan
UV 313 nm
da
niti jedan
niti jedan
niti jedan ili
DIA IR
da / ne
niti jedan
715 - 1000 nm
DIA UV
da
niti jedan
niti jedan
RETRO
da
ne
ne
EPI
niti jedan ili
da / ne
niti jedan
(IR apsorpcija)
715 - 1000 nm
LUMI
630 - 1000 nm
DOCU ili
ne
(IR luminiscencija)
(630 - 715 nm)
daljnji filtri
REMI
ne
715 - 1000 nm
niti jedan
(IR apsorpcija)
IR 980 nm
da
niti jedan
niti jedan
165
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Postoji više vrsta osvjetljenja kojima možemo
5. Dodatak: Rječnik, kratice i pojmovi
promatrati različite uzorke, uz pravilno podešene
u radu
postavke. Za svaki uzorak posebno su definirani
RGB boje: crvena, zelena, plava
uvjeti osvjetljavanja, kako bi dobili što preciznije
i točnije rezultate. U tablici 1. definirani su
CMY boje i bojila: cijan, magenta, žuta
zadani uvjeti za svaki svjetlosni izvor.
V ton je ton boje u cijelom vidnom spektru od
BG38 je standardni filtar koji služi za
400 do 700 nm, RGB boje. CMY boje i bojila
blokiranje viška crvenog tona iz IR spektra te
koja nastaju od njihovog sastava odazivaju se
dobivanje vjernije reprodukcije boja u vizualnom
izvan V spektra do 750 nm. Njihove informacije
spektru. Također, pomaže postizanju boljeg
ne razmatramo. Preskačemo spektar od 700 do
kontrasta kod UV osvjetljenja te pojačava
850 nm. Tretiramo taj prostor kao miješanje V i Z
vidljivost zasebnih fluorescentnih boja [6].
svojstva bojila.
DOCU je širokopojasni ekscitirajući filtar
Z spektar je NIR područje u okolini 1000 nm, od
koji pokriva područje od otprilike 380 do 570
850 do 1100 nm. Ne ulazi područje od 700 do 850
nm te se standardno koristi pri ispitivanju
nm koje nosi informacije iz proširenog V spektra.
luminiscentnih sigurnosnih oznaka na
NIR detekcijske kamere podešavamo prema Z
dokumentima, razlika između tragova različitih
točki od 1000 nm.
tinti ili tragova običnih olovaka, kemijskih i
V bojilo: V bojila apsorbiraju svjetlo samo u V
mehaničkih brisanja, adheziva, rezidualnih
spektru. Vrijednost Z za V bojila jednaka je nuli.
tragova itd.
V kamera bilježi RGB vrijednosti.
4. Zaključak
ZRGB kamera bilježi dvije slike: RGB i Z sliku
na 1000 nm.
Spektar u prvom dijelu NIR-a omogućuje
Z kamera bilježi vrijednost Z s materije,
razumijevanje kreiranja dvostruke slike
reflektiranu NIR svjetlost na 1000 nm.
numeričkim metodama. Popravljanje vrijednosti
pokrivenosti bojila na papiru, platnu ili plastici
5.1. Opis pojmova u radu
usmjereno je na relativnu udaljenost pikova
čistih procesnih bojila. Ovaj rad je referentan
Luminiscencija je emisija elektromagnetskog
za planiranje miješanja bojila u postizanju
zračenja, pretežito svjetlosti, ali i ultraljubičastog
jednakosti dva bojila u vizualnom spektru.
i infracrvenog zračenja, koje nije pobuđeno
Iterativni postupak skraćivat će se za zadanu
termičkim procesom i povišenom temperaturom
vrijednost K od 40% ta vrijednost je referentna
tvari već nastaje kao posljedica primanja energije
za odazivanje skrivene slike u NIR spektru.
u nekom drugom obliku, ide od UV zračenja,
Zbog toga se prikazala točka Z i vrijednosti
preko vidljivog pa sve do IR spektra zračenja.
apsorpcije svih procesnih boja. Mali prostor
Materijal luminiscira kada se primanjem energije
između 700 i 800 nm uvijek je bio sporan,
elektroni u atomu prvo pobude u više energetsko
nerazjašnjen, forenzički interesantan. U ovom
stanje, a nakon toga se emisijom dijela ili ukupne
radu prikazano je to područje gdje se razdvajaju
dobivene energije vraćaju u obliku zračenja u
spektri bojila: bojila koja se proučavaju samo za
prvobitno, osnovno stanje. Ako se luminiscencija
vizualni spektar našega oka od onih bojila koja
javlja za vrijeme trajanja pobude ili 10-8 sekundi
imaju apsorpciju i u NIR-u.
poslije, radi se o fluorescenciji; opaža li se nakon
Uređajem Projectinom skenirane su
što pobuda stane, radi se o fosforescenciji.
slike procesnih bojila i njihovih mješavina
Fluorescencija je pojava kada neke stvari svijetle
s barijerama od 570 do 1000 nm. Čistoća
obasjane zračenjem niže energije (npr. UV).
snimljenih slika i razdvajanje u NIR-u pokazuje
Spektar luminiscentnog zračenja karakterističan
se tek iznad 850 nm. Prostor između 700 i 800
je za svaku pojedinu tvar pa se uspješno koristi za
nm tipičan je za utvrđivanje sastava bojila, za
detekciju određene tvari u uzorku. Luminiscencija
forenzičko ispitivanje materijala što s e postiže
se primjenjuje u različitim izvorima svjetlosti, a
skeniranjem u barijerama toga područja.
najviše za fluorescentnu rasvjetu [7].
166
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Refleksija svjetlosti je promjena smjera
Transmisija svjetlosti je prenošenje svjetla
širenja svjetlosne zrake (vala), tj. odbijanje
kroz medij bez promjene valne duljine.
zrake svjetla od nekog objekta čime mijenja
Ovisno o fizikalnim svojstvima materijala, dio
smjer svog širenja. Promjena smjera opisuje se
spektra će se reflektirati i/ili apsorbirati, a ostatak
pomoću upadnog kuta i kuta refleksije, točnije,
će biti transmitiran.
upadni kut jednak je kutu refleksije. Pošto većina
Spektroskopijom proučavamo interakciju
realnih tijela nema savršeno glatku površinu,
elektromagnetskog zračenja i materije.
normale na površinu biti će različite za
pojedine upadne zrake svjetlosti dok su upadni
Spektrograf je instrument za analizu spektra
kutovi uvijek isti, odnosno, na grubljim
elektromagnetskog zračenja, sastoji se od optičke
površinama reflektirane zrake bit će raspršene u
prizme ili optičke rešetke koji služe za rastavljanje
različitim smjerovima. Zato refleksiju dijelimo
elektromagnetskog zračenja na spektar.
na zrcalnu i difuznu [7].
Spektrografi se koriste za analizu vidljivog,
infracrvenog ili ultraljubičastog zračenja.
Apsorpcija svjetlosti (zračenja) je
prijenos energije valova na materiju prilikom
Spektrometar je uređaj za mjerenje
prolaza vala kroz nju; upijanje različitih vrsta
intenziteta komponente elektromagnetskog
elektromagnetskog zračenja (UV i IR zračenje,
zračenja određene valne duljine. Sastoji se
svjetlost, toplinsko, rendgensko, radiovalovi
od izvora zračenja, monokroma i detektora
i gama zračenje) koje se pritom pretvara
(fotomultiplikatori, fotoosjetljive diode ili
u toplinu ili neki drugi oblik energije.
CCD čip - vidljivo i ultraljubičasto područje
Iznos apsorpcije ovisi o tvari koja upija i
zračenja, te termoosjetljivi otpornici ili
njezinoj debljini. Tvari selektivno upijaju
bolometri u IR području). Spektrometar će
određene vrste zračenja, npr. žuto staklo
izmjeriti intenzitet određene valne duljine
(filtar) propušta zeleni i crveni dio spektra,
elektromagnetskog zračenja koji je uzorak
a apsorbira plavi [7].
emitirao, apsorbirao ili reflektirao.
6. Reference
[1]
Žiljak, Vilko; Pap, Klaudio; Žiljak-
snimanje u vizualnom i infracrvenom
Stanimirović, Ivana; Žiljak-Vujić, Jana;
spektru proširene V/Z stvarnosti“ Po­
„Managing dual color properties with the
litechnic & Design; Vol. II, No. I, 2014. p:
Z-parameter in the visual and nir spe-
73-79; ISSN 1849 - 1995; http://polytech-
ctrum“ // Infrared physics & technology. 55
nicanddesign.tvz.hr/vol-ii-no-i-2014/
(2012); 326-336 (CC, SCI, SCI Expanded,
[4]
Projectina Docucenter 4500, Operation
IF 0.932). http://dx.doi. org/10.1016/j.infra-
manual, Projectina AG, Switzerland
red.2012.02.009
[5]
PIA 7000 manual, Projectina AG,
[2]
Agić, Darko; Agić, Ana; Bernašek,
Switzerland
Aleksandra; „Blizanci bojila za proširenje
[6]
http://www.forensictechnology.com/
Infra informacijske tehnologije“; Po­
projectina/
litechnic & Design; Vol. I, No. I, 2013.
p: 27-32; ISSN 1849 - 1995; http://poly­
[7]
Billmeyer and Saltzman’s, Principles of
technicanddesign.tvz.hr/?page_id=202
color technology, Third edition, Roy S.
Berns, ISBN 0-471-19459-X
[3] Žiljak Vujić, Jana; Rajković, Ivan; Žiljak
Stanimirović, Ivana; „Simultano video
167
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
AUTORI
Aleksandra Bernašek, dipl. ing. graf. teh. -
Vesna Uglješić, dipl.dizajner - nepromjenjena
nepromjenjena biografija nalazi se u časopisu
biografija nalazi se u časopisu Polytechnic &
Polytechnic & Design Vol. 1, No. 1, 2013.
Design Vol. 1, No. 1, 2013.
Doc. dr. sc. Jana Žiljak Vujić - nepromjenjena
biografija nalazi se u časopisu Polytechnic &
Design Vol. 2, No. 1, 2014.
168
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
MODELIRANJE SUSTAVA OBNOVE KINETIČKE ENERGIJE
BOLIDA FORMULE 1
Marko Majcenić, Toni Bjažić
Tehničko veleučilište u Zagrebu
Sažetak
1. Uvod
U radu su objašnjeni principi rada i parametri
Ovaj rad obuhvaća temeljne pojmove i principe
elektromotora u bolidu Formule 1 potrebni
rada neophodne za razumijevanje funkcionalnosti
za modeliranje, te je ukratko objašnjeno kako
sustava obnove kinetičke energije (engl. Kinetic
se upravlja elektromotorom. Napravljen je
Energy Recovery System - KERS), kako bi se
model elektromotora na temelju prijenosnih
modeliranje takvog sustava i upravljanje istim
funkcija elektromotora. Model je izrađen u
moglo izvesti. Takvi sustavi su sve popularniji
skladu sa danim tehničkim specifikacijama
zbog ušteda energija koje omogućuju, odnosno
bolida Formule 1. Nadalje, napravljen je i model
povoljnih ekoloških svojstava koja su veoma
elektromotora s baterijom na temelju jednadžbi
cijenjena u društvu koje se brine za okoliš. Budući
stanja elektromotora, model koji se koristi za
da je FIA svojevremeno izjavila da podupire
prikazivanje utjecaja baterije na rad elektromotora
odgovorna rješenja na zahtjeve svjetskog okoliša,
i utjecaja sklapanja na armaturnu struju.
odobrila je korištenje sustava obnove kinetičke
Prikazana je energija koju koristi elektromotor.
energije za sezonu 2009., u kojoj je bolid sa
Simulacije su napravljene u programskom paketu
KERS-om ostvario i prvu pobjedu. U sezoni
Matlab-Simulink.
2014., KERS je sadržan u MGU-K (Motor
Ključne riječi: Sustav obnove kinetičke
Generator Unit - Kinetic) komponenti sustava
energije, istosmjerni stroj, prijenosna funkcija
obnove energije (ERS). Kako se takvi sustavi
elektromotora, Theveninova baterija, energija
zasad koriste samo u Formuli 1 (F1), parametri
elektromotora.
koji se koriste u ovom radu su odabrani na temelju
FIA tehničkih specifikacija. Elektromotor koji
Abstract
je korišten u modeliranju je istosmjerni motor s
Principles of operation and parameters of
nezavisnom uzbudom. Iako se takvi elektromotori
Formula 1 racing car electric motor required for
ne koriste u F1, svi se drugi modeli elektromotora
modeling are given in this thesis and furthermore,
mogu aproksimirati sa istosmjernim modelom,
how to control such an electric motor is
samo što onda parametri modela imaju drugačije
explained. Based on the electric motor transfer
značenje. Principi rada neophodni za modeliranje
functions, a model of electric motor is created.
sustava i određivanje određenih parametara
Model was created in accordance to previously
potrebnih za dotično modeliranje su prikazani
defined technical regulations of Formula 1 racing
u poglavlju 2, gdje je također i pojašnjeno koji
car. Furthermore, an electric motor with a battery
se problem javlja pri regenerativnom kočenju
model is created, based on state equations of
i ukratko je pojašnjeno kako se upravlja
electric motor. This model is used to demonstrate
elektromotorom. Samo modeliranje je objašnjeno
the influence of the battery on the electric motor
u poglavlju 3, gdje se koriste prijenosne funkcije
operation and influence of the switching on
dinamičkih karakteristika i prikazana je simulacija
armature current. An energy used by the electric
dotičnog modela gdje se vidi odziv armaturne
motor is presented. The simulations are carried
struje i kutne brzine elektromotora prilikom rada
out in program package Matlab -Simulink.
na stazi, te se pritom vidi i potrošnja energije. U
četvrtom poglavlju je objašnjeno kako se izrađuje
Key words: Kinetic energy recovery system,
model s baterijom, kako bi se vidio utjecaj
DC electric motor, transfer function of electric
baterije. Ovaj model se koristi i za prikaz utjecaja
motor, Thevenin battery, energy of electric motor.
sklapanja tranzistorskih sklopki.
169
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Tehnologije poput ERS-a počinju se
Principi rada istosmjernog motora su dobro
primjenjivati u svakodnevnim, običnim
poznati [3], no bitno je napomenuti da prilikom
automobilima [8], te je vrlo vjerojatno da
regenerativnog kočenja postoji povećana
takve tehnologije u većem obimu prodru i na
opasnost od iskrenja, koje može oštetiti četkice.
komercijalno tržište u budućnosti. Inovacije,
Do iskrenja dolazi zbog promjene smjera
posebno ekološke naravi, kako se to često pokaže,
djelovanja magnetskog polja armature u režimu
iz F1 brzo nađu svoje mjesto u svakodnevnom
regenerativnog kočenja, promjene koja uzrokuje
životu. I upravo iz tog razloga, bitno je za buduće
pomicanje neutralne zone u kojoj se nalaze
inženjere da razumiju takvu tehnologiju.
četkice.
Za modeliranje istosmjernog motora s
2. Opis sustava obnove energije
nezavisnom i konstantnom uzbudom je bilo
potrebno odrediti nazivnu, ujedno i maksimalnu,
Sustav obnove energije, u bolidu Formule 1
struju armature na temelju pretpostavljenih
se sastoji od dva dijela, gdje prvi, toplinski dio
parametara očitanih iz FIA regulacija [1] (slika 1):
pretvara toplinsku energiju ispušnih plinova
u električnu energiju, pomoću turbopuhala
učinkovitost, η = 0,95,
(MGU-H, Motor Generator Unit- Heat). Drugi
maksimalna snaga, Pn = 120 kW,
dio kinetičku energiju tijekom kočenja pretvara u
električnu. U radu je detaljno obrađen drugi dio
maksimalni moment, Mn = 200 Nm.
ERS-a, koji se može zvati KERS (Kinetic Energy
Također je bilo potrebno pretpostaviti da je:
Recovery System) ili Motor Generator Unit-
Kinetic (MGU-K). FIA regulacije [1] određuju
otpor armature, Ra = 0,1 Ω,
koliko energije smije proteći kroz ERS sustav
napon armature, Uan = 800 V
tokom ubrzavanja ili kočenja, te su te regulacije
grafički prikazane na slici 1 [1].
induktivitet armature, La=1 mH
Modeliranje elektromotora u KERS-u je
snaga uzbudnog kruga, Pun = 0,015Pn.
objašnjeno na primjeru istosmjernog stroja, iako
Armaturna struja je izračunata iz izraza za
se takav elektromotor najvjerojatnije ne koristi u
učinkovitost motora, uz pretpostavku da je snaga
bolidima. Izvjesno je da se koriste elektromotori
uzbudnog kruga 1,5% nazivne snage [3]:
pogonjeni izmjeničnom strujom, poput
sinkronih motora s permanentnim magnetima ili
elektronički komutiranih istosmjernih motora.
No model za izmjenične strojeve je isti kao i
za istosmjerne, samo parametri modela imaju
drugačije značenje [2].
Slika 1. Tok i
ograničenja energije
u pogonskom sustavu
[1].
170
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Tablica 1. Popis parametara.
Struja praznog hoda je izračunata prema izrazu
Parametar
Vrijednost
M0
2,79 Nm
Kch
80 V/V
[3]:
Tch
25 µs
Ki
0,0642 V/A
Ti
1,3 ms
0,0167 Vs/rad
Konstanta motora se računa prema izrazu [3]:
5 ms
Ka
10 A/V
Elektromotorom se upravlja koristeći
tranzistorsko pojačalo snage [4] (engl. chopper),
Ta
10 ms
odnosno istosmjerni pretvarač koji može
J
1,3 kgm2
biti uzlazni ili silazni, ovisno o režimu rada.
K
1,3074 Nm/A
U motorskom režimu rada se koristi silazni
Bt
0,0012 Mns/rad
pretvarač, te armaturna struja pada dok sustav
nije spojen na izvor napajanja. U generatorskom
Kd
0,0194
režimu se koristi uzlazni, te armaturna struja
raste u apsolutnom iznosu. Sklopkama choppera
Koeficijent Kd obuhvaća sve parametre koji
se upravlja pulsno-širinskom modulacijom.
utječu na djelovanje aerodinamičkog trenja, te se za
Potrebno je napomenuti da se u slučaju korištenja
simulaciju smatraju stalnima, poput gustoće zraka
istosmjernog motora s nezavisnom uzbudom
(ρ=1,225 kg/m3), koeficijenta sile otpora tijela
napon uzbude ne mora držati konstantnim, nego
(Cx = 0,7), površine presjeka (S = 1,71 m2). Udio
se može koristiti kao svojevrstan mjenjač [10].
snage elektromotora u pogonskom dijelu bolida
Smanjivanjem napona uzbude se u tom slučaju
iznosi 0,21. Koeficijent Kd se onda računa [9]:
može podići krajnja brzina bolida.
3. Modeliranje istosmjernog stroja
Model istosmjernog stroja je izrađen prema
Također, model prikazan na slici 2 sadrži
dinamičkim karakteristikama stroja, postupkom u
viskozno i Coulombovo trenje kao opterećenje.
kojem se koriste prijenosne funkcije dinamičkih
Coulombovo trenje je statičko trenje čiji je
karakteristika [5], uz to da su nazivni moment
moment jednak momentu praznog hoda M0, te se
i armaturna struja ujedno i maksimalni, te da
računa prema jednadžbi [3]:
model prikazan na slici 2 kao opterećenje sadrži
i aerodinamičko trenje, radi realnijeg simuliranja
ponašanja na trkaćoj stazi.
Popis parametara za dotični model dan je u
Koeficijent α određuje udio pojedinog trenja
tablici 1.
u elektromotoru te iznosi 0,8. Viskozno trenje je
Aerodinamičko trenje je trenje čiji je smjer
trenje koje nastaje zbog miješanja slojeva zraka
suprotan kretanju nekog objekta kroz fluid kojim
u elektromotoru, te se ukupno trenje linearno
prolazi. Za razliku od sile trenja, aerodinamička
povećava sa koeficijentom koji je jednak iznosu
sila otpora ovisi o brzini kojom prolazi kroz fluid,
viskoznog trenja Bt, dan izrazom [3]:
te se računa prema izrazu [9]:
171
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 2 Simulink
model istosmjernog
motora
Na slici 3 je prikazan model trenja gdje se vidi
pojačanja PT1 aproksimacije choppera iznosi 80.
ovisnost trenja unutar elektromotora o kutnoj
Frekvencija sklapanja je 20 kHz, prema čemu je
brzini elektromotora, odnosno vidi se da moment
vremenska konstanta Tch=25 µs.
nastao viskoznim trenjem linearno povećava od
PI regulatori korišteni u modelu su modelirani
momenta nastalog Coulombovim trenjem, Mc.
kao podsustavi sa anti- windup efektom koji
diskretno provjerava iznos izlaza iz regulatora
i ograničava ga, te prestaje s integriranjem kad
je izlaz iz regulatora u zasićenju. Podsustav
kao parametre prihvaća koeficijent pojačanja
regulatora, integralnu vremensku konstantu,
vrijeme diskretizacije, te maksimalni i minimalni
iznos referentnog napona (u ovom slučaju 10,
odnosno -10 V), te je prikazan na slici 5.
Simulacija predstavlja ubrzanje bolida do
100 m/s za 10 s, pri čemu je kutna brzina
elektromotora 600 rad/s, te zatim kočenje kroz
2.4 s na petinu stečene brzine, odnosno 20 m/s
je onda brzina bolida ili 120 rad/s kutna brzina
Slika 3. Model trenja unutar elektromotora
elektromotora. Usporedbom sa statističkim
Model prikazan na slici 2 je podsustav ‘DC
ubrzanjima i usporavanjima bolida na stazi se
motor’ modela na slici 4, koji sadrži projektirane
zaključuje da je takva simulacija realna, te je
senzore i regulatore armaturne struje i brzine.
prikazana na slici 6.
Regulator armaturne struje je projektiran koristeći
Na slici 7. prikazana je promjena utrošene
tehnički optimum, a regulator brzine pomoću
energije elektromotora koja odgovara uvjetima
simetričnih frekvencijskih karakteristika [6].
simulacije čiji su rezultati prikazani na slici 65.
Radi postizanja optimalnog odziva s obzirom
na referentnu i poremećajnu veličinu, model
Pri tome je prilikom ubrzavanja potrošeno 3.33
uz optimalno projektirane PI regulatore sadrži
MJ, a tokom usporavanja je regenerirano otprilike
i PT1 filtar u grani referentne vrijednosti
150 kJ, što je očitano sa prikaza promjene energije
(slika 4). Dotični model također sadrži i
u elektromotoru.
aproksimaciju choppera PT1 elementom. Budući
Potrebno je dodati određeni tekst kojim se
da je upravljački napon Ur u rasponu od 0 do
prelazi u sljedeću točku. Nije uobičajeno da se
10 V, a napon armature do 800 V, koeficijent
završi samo sa slikom
172
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 4. Simulink
model reguliranog
istosmjernog motora
Slika 5. Simulink
podsustav PI
regulatora s anti-
windup efektom
Slika 6. Rezultat simulacije rada na stazi
Slika 7 Prikaz promjene energije u elektromotoru
4. Model s baterijom
shema s Theveninovom baterijom prikazana na
slici 8.
Za modeliranje istosmjernog stroja s
Otpor Rb1 na slici 8 predstavlja otpor
nezavisnom uzbudom i baterijom, koja je u
polarizaciji, otpor Rb2 je unutrašnji otpor baterije,
biti spremnik energije (ES) prikazan na slici 1,
a kondenzator Cb se koristi kako bi se opisale
odabrana je Theveninova baterija, te je električna
prijelazne pojave u bateriji. Napon na
173
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Aproksimacija choppera PT1 elementom
prethodnog modela je zamijenjena blokovima
prikazanima na slici 9.
Matlab-Simulink [7] model koji implementira
Slika 8. Osnovna električna shema istosmjernog stroja s
baterijom
jednadžbe od 4.2 do 4.7 je prikazan na slici 10, te
dotični model zamjenjuje podsustav ‘DC motor’
kondenzatoru je Ub, te je u rasponu od 0 do
u prethodnom modelu, gdje je napon Ub=400 V,
400 V, a napon Udc je konstantni izvor napajanja
odnosno baterija je puna.
od 400 V.
Otpor Rb1 iznosi 100 kΩ , a otpor Rb2 10
mΩ . Kapacitet kondenzatora Cb je određen
ograničenjem energije iz MGU-K (slika 1), prema
izrazu :
Jednadžbe stanja koje opisuju električnu shemu
na slici 8 se mijenjaju u ovisnosti u priključenosti
Slika 9. Upravljanje sklopkom
na izvor napajanja, odnosno o tome koje su
sklopke tranzistorskog pojačala uključene.
Kada je sustav spojen na konstantni
izvor napajanja, vrijede sljedeće jednadžbe
Kirchoffovih zakona:
Kada sustav nije spojen na konstantni izvor
Slika 10. Model istosmjernog motora s baterijom
napajanja, jednadžbe su :
Model s baterijom se koristi za prikazivanje
pražnjenja baterije u motorskom režimu rada
174
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
(slika 11) i punjenje u generatorskom režimu rada
(slika 12).
Slika 11. Pražnjenje baterije
Slika 13. Efekt sklapanja u motorskom režimu rada
Slika 12. Punjenje baterije
Model s baterijom se također koristi za
prikazivanje efekta sklapanja.
Na slici 13, snimljeno za motorski režim rada,
se vidi da armaturna struja pada dok sustav nije
spojen na izvor napajanja.
Na slici 14, snimljeno za generatorski
režim rada, se vidi da armaturna struja raste u
apsolutnom iznosu dok sustav nije spojen na izvor
napajanja.
Ne uobičajeno da zvrši samo sa slikom već
tekstom koji služi za prijelaz na zaključakIz
rezultata simulacije vidljivo je očekivano
ponašanje varijabli stanja sustava pri motorskom i
generatorskom režimu rada. Potrebno je naglasiti
da se prilikom simuliranja efekta sklapanja
Slika 14. Efekt sklapanja u generatorskom režimu rada
tranzistorskih sklopki ne može odsimulirati
značajniji vremenski interval (kao kod
potrebnog jako malog koraka integracije, odnosno
usrednjenog modela u prvom dijelu članka) zbog
velikog zahtjeva za memorijskim resursima.
175
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
5. Zaključak
modela istosmjernog motora. Opisane su
potencijalne poteškoće prilikom regenerativnog
U članku je prikazan proces modeliranja
kočenja i ukratko je opisan način upravljanja
sustava obnove kinetičke energije u Formuli 1 za
elektromotorom. U modelu istosmjernog stroja
dvije vrste modela, te su oba modela modelirana
uzeto je u obzir i aerodinamičko trenje. Pri tome
u skladu sa prethodno objašnjenim tehničkim
je određena potrošnja energije, te su odzivi
specifikacijama, što je prikazano simulacijama.
dobiveni simulacijom konzistentni sa tehničkim
Kroz simulacije je prikazano ubrzavanje bolida
specifikacijama.
do 100 m/s, čemu je ekvivalentna brzina vrtnje
elektromotora od 600 rad/s, zatim održavanje
Dan je i modeli baterije, s procesom pražnjenja
dotične brzine do 30 sekunde od početka
ili punjenja baterije.
simulacije (ubrzavanje na ravnoj stazi), te potom
Regenerativno kočenje može skratiti životni
usporavanje na 20 m/s, pri čemu je brzina vrtnje
vijek baterije, te tako moguće i poništiti pozitivne
elektromotora 120 rad/s (kočenje u zavojima).
energetske i ekološke učinke sustava. Stoga će
U prvom poglavlju su prikazane tehničke
budući rad autora biti fokusiran na pronalaženje
specifikacije i parametri izvedeni iz tehničkih
topologije pretvarača i spremnika energije, koji
specifikacija, koji čine modeliranje elektromotora
će omogućiti sigurno regenerativno kočenje i pri
korištenog u bolidu drugačijim od standardnih
tome zadržati pozitivne ekološke učinke takvog
sustava.
6. Literatura
sustava - teorija i primjena, 2011., ISBN
[1]
FIA. 2014 FORMULA ONE TECHNICAL
978-953-197-683-1, Stranice 190-198
REGULATIONS. FIA internet stranice,
[6]
Marko Majcenić. Modeliranje sustava
zadnji pristup 29.9.2014.
obnove kinetičke energije bolida Formule
[2]
Marija Dragojević. Izvedba algoritma
1, Završni rad, Tehničko veleučilište u
upravljanja i regenerativnog kočenja sink-
Zagrebu, Preddiplomski stručni studij me-
ronog motora s permanentnim magnetima.
hatronike, 2014.
Diplomski rad, 2012. Fakultet elektroteh-
[7]
www.mathworks.com/products/matlab;
nike i računarstva.
zadnji pristup 29.9.2014.
[3]
Petar Crnošija, Toni Bjažić. Statičke i
[8]
http://articles.sae.org/11845/, zadnji pristup
dinamičke karakteristike istosmjernih stro-
29.9.2014.
jeva. Bilješke predavanja iz predmeta Ele-
ktromotorni pogoni u mehatronici, 2012.
[9]
http://hr.wikipedia.org/wiki/
Aerodinami%C4%8Dka_sila_otpora, zad-
[4]
Toni Bjažić. Laboratorijske vježbe iz pred-
nji pristup 30.9.2014.
meta ELEMENTI AUTOMATIZACIJE.
Laboratorijske vježbe, 2013.
[10] S. Colton, A Simple Series Battery/Ultraca-
pacitor Drive System for Light Vehicles
[5]
Petar Crnošija, Toni Bjažić. Osnove automa-
and Educational Demonstration, Ecologic
tike i. dio: Analiza i sinteza kontinuiranih
Vehicles - Renewable Energy, 2009.
176
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
AUTORI
Marko Majcenić
Marko Majcenić rođen
Sve razrede završio je s vrlo dobrim uspjehom.
je 19. kolovoza 1992. u
Nakon maturiranja odlučio se za studiranje na
Zagrebu. Osnovnu školu
Tehničkom veleučilištu u Zagrebu, na stručnom
je završio u Zagrebu, kao
studiju mehatronike koji je upisao 2011. godine.
i srednju tehničku školu,
Tokom studiranja osvojio je dvije nagrade
gdje je stekao status
pročelnice za istaknuti uspjeh u studiju. Stručni
tehničara mehatronike.
studij je završio 2014. godine.
Toni Bjažić
Toni Bjažić (1980)
na Tehničkom veleučilištu u Zagrebu kao viši
diplomirao je 2004.
predavač. Bavi se znanstvenim istraživanjem na
i doktorirao 2010. na
područjima optimalnog i adaptivnog upravljanja
Fakultetu elektrotehnike i
procesima, posebno elektromotornim pogonima,
računarstva, Sveučilišta u
zatim naprednim upravljanjem sustavima s
Zagrebu. Od 2004. do 2012.
obnovljivim izvorima energije i električnim
radio je kao asistent i viši asistent na Fakultetu
energetskim pretvaračima.
elektrotehnike i računarstva, a od 2012. radi
177
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
IZRADA KABINETSKE VARIJANTE PRIMARNOG I SEKUNDARNOG
MOTRILAČKOG RADARA
Mirko Jukl
Tehničko veleučilište u Zagrebu
Sažetak
U ovom članku (radu) dan je kratki opis
traffic control, Meteorological and Hydrological
integriranog motrilačkog radarskog sustava,
Services or merchant navy. The radar cabinet is
koji se sastoji od primarnog (PSR - Primary
suited for holding classes and is expandable by
Surveillance Radar), oznake LP 23 M2 i
upgrading subsystems.
sekundarnog motrilačkog monoimpulsnog radara
1. Uvod
(SSR - Secondary Surveillance Radar), oznake
RSM 970, a koji je do kraja 2012. godine bio u
U HKZP do kraja 2012. godine u 24 - satnoj
operativnoj uporabi u HKZP (Hrvatska kontrola
operativnoj uporabi na radarskom položaju (RP)
zračne plovidbe). Od navedenog radarskog sustava
Kurilovec (Velika Gorica) bio je integrirani
na TVZ-u (Tehničko veleučilište u Zagrebu) u
motrilački radarski sustav, koji su činili primarni
2013. godini izrađena je kabinetska varijanta
i sekundarni radar. Oba radara nabavljena su
motrilačkog radara za potrebe održavanja
od francuske tvrtke Thomson CSF i tijekom
laboratorijskih vježbi iz predmeta Radarski
uporabe nekoliko puta modernizirani.
sklopovi i Radarski sustavi te za dodatno
Navedeni radari su kao duo sustav (dva PSR i
obrazovanje svih onih koji rade ili žele raditi
dva SSR), bili integrirani u zajednički motrilački
na uporabi ili na održavanju radarskih sustava
radarski sustav, a podatke o detektiranim s PSR
koji se koriste u OS RH, MUP-u, HKZP-u,
i identificiranim s SSR ciljevima automatski
DHMZ-u (Državnom hidrometeorološkom
su prenosili u operativno središte HKZP-a.
zavodu) i trgovačkoj mornarici. Radarski kabinet
Na temelju podataka o ciljevima dobivenim
je prilagođen za provedbu nastavnog procesa i
od ovog i ostalih radarskih sustava na drugim
omogućuje proširivanje mogućnosti nadogradnjom
lokacijama u Republici Hrvatskoj u operativnom
novih podsustava.
središtu HKZP-a (ATC - Automatic trafic center)
formiran je jedinstveni trag za svaki detektirani i
Ključne riječi: kabinetska varijanta motrilačkog
pračeni cilj. U Tablici 1 dani su osnovni tehnički
radara, PSR, SSR, laboratorijske vježbe
podaci radarskog sustava.
Abstract
Na slici 1 prikazane su antene radarskog
sustava na RP Kurilovec i dane su
In this paper (work) is a short description
pojednostavljene blok sheme PSR-a i SSR-a.
of the integrated surveillance radar system,
which consists of a primary (PSR - Primary
Kao što je prikazano na slici 1 PSR koristi
Surveillance Radar) radar with markings LP 23
dva odašiljača i dva prijemnika. Svaki odašiljač
M2 and a secondary single impulse radar (SSR
preko T/R (transmitter/receiver) skretnice i
- Secondary Surveillance Radar) with markings
antene s vremenskim pomakom i na različitim
RSM 970, which by the end of 2012 was in
frekvencijama, istim vremenom trajanja i s
service in the Croatian air traffic control. The
određenom impulsnom frekvencijom unutar
above mentioned radar system was used in 2013
dijagrama zračenja osvjetljava radarske ciljeve u
to build an academic variant of the surveillance
prostoru motrenja. Prednosti ovakve izvedbe su
radar in polytechnic of Zagreb for holding
povećani maksimalni domet, smanjeni gubici zbog
laboratory exercises and additional education
fluktuacije signala od ciljeva i uvjeta propagacije
for those that operate, will operate or maintain
za različite frekvencije te smanjene mogućnosti
radar systems in Armed Forces of Croatia,
od nenamjernog i namjernog ometanja. Osim toga
Ministry of Internal Affairs, the Croatian air
na ovaj način osiguran je redudantni rad tako da u
178
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Tablica 1. Osnovni tehnički podaci motrilačkog radarskog sustava LP 23M2 i RSM 970
Redni
Tehnički podaci
LP 23M2 (PSR)
RSM 970 (SSR)
broj
1.
Maksimalni domet u slobodnom prostoru
210 Nm
210 Nm
2.
Frekvencija
13 00 MHz, L- band
1030 MHz - predaja
1345 MHz
1090 MHz - prijem
3.
Antena
parabolična
veći broj dipola
4.
Širina dijagrama antene po azimutu
1,4º
2,45º
5.
Širina dijagrama antene po elevaciji
37º
41 º
6.
Pojačanje antene
30 dB
27dB, kanal sume
7.
Brzina rotacije antene
5 okr./min
5 okr./min
8.
Impulsna snaga predajnika
2,2 MW
1,7 kW
9.
Vrsta predajnika
magnetronski
poluvodički
10.
Širina predajnog impulsa
3,2 μs
Modovi rada:
1,2,3/A,B,C,D
(0,8 - 30,25) μs
11.
Rezolucija
- azimut 1,4º
- azimut 0,6º,
- visina 360 ft
12.
Impulsna frekvencija
(300 - 400) Hz
(300 - 400)Hz
13.
Osjetljivost prijemnika
do - 108 dBm
do - 80 dBm
14.
Međufrekvencija
30MHz
60MHz
15.
Propusno područje prijemnika
- lin 1,6 MHz
+/- 8 MHz
- log (1,3 -1,9) MHz
slučaju kvara jednog od odašiljača ili prijemnika
na drugoj radnoj frekvenciji upućuje kodirani
radarski sustav može nastaviti rad, ali uz nešto
signal odgovora koji prima prijemnik SSR-a,
smanenje tehničke značajke.
detektira daljinu i azimut cilja, a visinu cilja i
Interogator SSR-a generira kodirani signal
druge važne podatke pročita iz kodirane poruke
upita i preko svojeg odašilača i antene upućuje
koja je definirana određenim modom rada.
ga u prostor motrenja. Transponder, koji se nalazi
Svakom kooperativnom cilju (cilj opremljen s
na letjelici prima i dešifrira primljeni upit te
transponderom), koji je detektiran s PSR-om
Slika 1.
Pojednostavljene
blok sheme radarskog
sustava na RP
Kurilovec
179
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
pridodaje se odgovor od SSR-a čime se postiže
sustava. (npr. sve grane Hrvatske vojske; HKZP;
velika vjerojatnost detekcije ciljeva i sigurnost
DHMZ - Državni hidrometeorološki zavod;
nadzora zračnog prostora.
MUP i trgovačka mornarica). Za postizanje
postavljenog cilja bilo je potrebno od podsustava
Budući da HKZP više ne koristi gore opisani
motrilačkog radara LP 23 M2 i sekundarnog
radarski sustav, TVZ (Tehničko veleučilište u
monoimpulsnog motrilačkog radara RSM 970,
Zagrebu) je u 2013. godini zatražilo od HKZP
koji su prije bili u operativnoj uporabi u HKZP-u,
da doniraju određene podsustave PSR-a i SSR-a,
izraditi kabinetsku varijantu motrilačkog radara
mjerne instrumente i opremu, kako bi se izradila
za potrebe provedbe laboratorijskih vježbi na
kabinetska varijante primarnog i sekundarnog
stvarnom radarskom sustavu. Kroz realizaciju
motrilačkog radara. Tijekom 2013. vanjski
kabinetske varijante radara bilo je nužno
suradnici TVZ su uz minimalne troškove za TVZ
provesti potrebne modifikacije na određenim
izradili kabinetsku varijantu radara za potrebe
radarskim podsustavima radi pojednostavljenja
podizanja kvalitete nastavnog procesa iz područja
uporabe, tehničkog održavanja i provedbe
VF i radarske tehnike.
laboratorijskih vježbi s raspoloživim i u
budućnosti nabavljenim mjernim instrumentima i
3. Ciljevi i faze izrade kabinetske varijante
mjernom opremom, te radi stvaranja mogućnosti
Cilj izrade kabinetske varijante radara je
za buduću nadogradnju i modernizaciju s novim
podignuti kvalitetu nastavnog procesa iz predmeta
podsustavima. Pored provedbi laboratorijskih
Radarski sklopovi na stručnom studiju KIRT-a
vježbi kabinetska varijanta radara omogućuje
(komunikacijsko informacijsko računalna
prikaz realnih signala na radarskom prijemniku
tehnologija) i iz predmeta Radarski sustavi
PSR-a i primo-predajniku SSR-a što se može
na specijalističkom studiju elektrotehničkog
koristiti kao demo prikazi tijekom provedbe
smjera TVZ-a, kao i stvoriti mogućnosti za
predavanja određenih tematskih cijelina iz
dodatno školovanje tehničkog i operativnog
navedenih predmeta ili u budućnosti dodatnom
osoblja, koje radi ili želi raditi na tehničkom
školovanju (obrazovanju). Na slici 2 prikazana je
održavanju ili operativnoj uporabi radarskih
kabinetska varijanta radara.
Slika 2. Kabinetska
varijanta motrilačkog
radara
180
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 3. Mikrovalne
komponente za
mjerenja
Slika 4. Pričuvni
blokovi, sklopovi i TD
za radarski sustav
Slika 5. Sklopovi
izrađeni za potrebe
kabinetske varijante
radara
Do sada su realizirane četiri od sedam
sekundarnog motrilačkog radara RMS 970 i
planiranih faza realizacije: 1. faza - nabava,
4. faza -integracija podsustava za prikaz
transport i postavljanje radarskih podsustava i
radarskih podataka ING-1010R. Planiraju se još
opreme u VF kabinet TVZ-a broj 1207;
sljedeće faze: 5. faza - integracija ekstraktora
2. faza - integracija radarskog prijemnika
ciljeva; 6. faza - izrada simulatora radarskog
RR 800 LM i digitalne obrade radarskih
odašiljača za PSR i 7. faza - izrada simulatora
signala TVD 900; 3. faza - integracija
radarskih ciljeva.
181
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Na slici 3 prikazane su mikrovalne komponente,
koje se koriste za mjerenja, a na slici 4 pričuvni
blokovi i sklopovi i tehnička dokumentacija (TD)
za radarski sustav.
Za mjerenje snage, radne frekvencije,
frekvencijskog spektra, stvarnog izgleda i
širine predajnih impulsa izrađen je sklop za
zaključivanje odašiljača SSR-a na ekvivalentno
opterečenje antene preko usmjerenog sprežnika
(coupler). Preko coupler-a oslabljeni za 20dB
signal odašiljača vodi se na mjernu ploču, koja je
posebno izrađena za kabinetsku varijantu radara.
Na slici 5 prikazani su sklop za zaključivanje
odašiljača na ekvivalentno opterečenje
Slika 7. Mjerenja sinkro impulsa na TVD 900 i na mjernoj
antene, mjerna ploča na kojoj su izvedeni svi
ploči prijemnika TB1404
najvažniji signali koji se mjere na SSR-u i
sklop za simulaciju vrtnje antene kako bi se
koherentni oscilator koji pamti fazu poslanog
impulsa odašiljača u svakom impulsnom periodu.
mogao prikazati prostor motrenja na radarskom
pokazivaču u polarnom koordinatnom sustavu
Fazna razlika između primljenog eho signala
i faze signala odašiljača detektira se u faznim
(prikaz daljine i azimuta ciljeva).
detektorima I i Q kanala prijemnika. Nakon
4. Mogućnosti mjerenja na kabinetskoj
video pojačala I i Q signali vode se na podsustav
za digitalnu obradu video signala PSR-a.
varijanti motrilačkog radara
Digitalnom obradom poboljšava se detekcija
Sadašnja izvedba kabinetske varijante
ciljeva u prisutnosti fiksnih i pokretnih smetnji te
PSR-a ima podsustav radarskog prijemnika i
izdvajanje stvarnih pokretnih cljeva. Navedena
podsustav digitalne obrade radarskih signala.
zadaća se ostvaruje kroz: A/D konverziju sirovog
Podsustav prijemnika ima zajedničko ulazno
radarskog video signala; MTD (moving target
VF pojačalo, lokalni oscilator, balansni mješač i
detection) filtriranje signala korištenjem većeg
međufrekvencijsko (MF) predpojačalo iza kojeg
broja filtera za različite brzine smetnji i stvarnih
se MF signal vodi na kanal amplitudne i kanal
ciljeva; CFAR (Costant-False-Alarm-Rate)
fazne obrade signala (za selekciju pokretnih
detekcije prisutnosti; korelaciju i ekstarkciju
ciljeva iz primljenog eho signala). U kanalu
ciljeva; video integraciju i generiranje signala
za amplitudnu obradu MF signal se pojačava
adaptivnog STC-a (Sensitive time control)
u logaritamskom MF pojačalu, detektira
za upravljanje slabljenjem PIN atenuatora na
amplitudnim detektorom i nakon video pojačala
ulazu u VF pojačalo. Osim navedenih funkcija
odvodi u podsustav za digitalnu obradu signala.
podsustav za digitalnu obradu generira sinkro
Kanal fazne obrade ima dva linearna MF pojačala
impulse koji služe za sinkronizaciju rada svih
(I i Q kanal) za kvadraturnu obradu signala i
podsustava PSR-a.
Slika 6. Mjerenja na
lokalnom oscilatoru i
mjerenja test signala
182
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 8. Mjerenje osjetljivosti prijemnika i signala na izlazu
Slika 9. Studenti mjere na laboratorijskim vježbama u
I i Q signala
zimskom semestru 2013/14
Slika 10 Mjerenje
srednje snage
odašiljača SSR-a
Slika 11. Mjerenje
širine impulsa,
vremenskog
rasporeda i
frekvencijskog
spektra impulsa za
3/A mod rada
183
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 12. Mjerenje
test signala na
prijemnicima SSR-a
i markera prolaska
antene kroz sjever
PSR u svom sastavu ima blok za generiranje
SSR ima odašiljač (interogator) i
fiksnog i pokretnog cilja na određenoj daljini, koji
monoimpulsni prijemnik tako da se mogu
se dovodi na ulaz VF pojačala i služi za stalnu
provesti mjerenja svih parametara odašiljača
provjeru ispravnosti rada prijemnika i digitalne
za različite modove rada i parametri radarskog
obrade, koja upravlja s radom test jedinice po
prijemnika. Na slikama 10 do 12 su prikazana
unaprijem zadanim paramerima (samo fiksni
neka mjerenja i slike snimljenih signala
cilj; fiksni i pokretni zajedno; pokretni; jedan ili
na SSR-u.
16 pokretnih ciljeva). Osim toga ima i blok test
jedinice koja omogućuje: mjerenje koeficijenta
5. Zaključak
šuma i propusnog područja prijemnika; mjerenje
snage i stabilnosti frekvencije odašiljača.
Od profesionalnog i skupog motrilačkog
radarskog sustava, koji je bio do konca 2012.
Na PSR-u se mogu mjeriti i snimati: parametri
godine u operativnoj uporabi u HKZP, uz
svih impulsa za sinkronizaciju; sinali za upravljanje
provedbu određenih modifikacija usješno je
s STC-om; parameri signala lokalnog oscilatora;
izrađena kabinetska varijanta motrilačkog radara.
osjetljivost, dinamika, propusno područje i
Na kabinetskoj varijanti radara već je u zimskom
koeficijent šuma logaritamskog i linearnog
semestru ak. 2013/14 sa studentima održano
prijemnika. Nakon izrade simulatora odašiljača
nekoliko laboratorijskih vježbi iz predmeta
bit će moguće mjeriti: frekvenciju; frekvencijski
Radarski sklopovi i Radarski sustavi. Nakon
spektar; širinu VF impulsa simulatora odašiljača;
realizacije preostale tri faze, koje su navedene u
impulsni period; područje rada podsustava za
2. točki ovog članka, proširiti će se mogućnosti
automatsku regulaciju frekvencije, faziranje
za provedbu dodatnih laboratorijskih vježbi i
koherentnog oscilatora i mjerenje Dopplerove
stvoriti mogućnosti za dopunsko osposobljavanje
frekvencije na I i Q kanalu prijemnika.Na
osoblja koje već radi ili želi raditi na održavanju
slikama 6 do 9 su prikazana neka mjerenja i slike
ili uporabi različitih radarskih sustava.
snimljenih signala na PSR-u.
184
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
6. Preporučena literatura
-
Tehnička dokumentacija za uporabu i
-
Tehnička dokumentacija za uporabu i
održavanje PSR-a (LP 23M2)
održavanje SSR-a (RSM 970)
AUTOR
Mirko Jukl
Rođen je u Dolcima, općina
ispitivanje borbenih i trenažnih raketnih i radarskih
Orahovica, Republika
sustava, sredstava i opreme za potrebe opremanja
Hrvatska. Osnovnu školu
OS RH. Navodimo samo neke projekte kao što su:
završio je u Orahovici, a
razvoj i proizvodnja samovoznog raketnog sustava
srednju elektro-tehničku u
PZO S-10 CRO; razvoj radarskog daljinomjera
Osijeku. Diplomirao je 1980.
za S-10 CRO; razvoj motrilačkog radara MAR
godine naTehničkoj vojnoj
M93. Bio je čelnik Povjerenstva za završna
akademiji u Zagrebu i stekao zvanje diplomirani
testiranja (SAT Site Acceptance test) američkog
inženjer elektrotehnike za specijalističko područje
radarskog sustava «Enhanced Peregrine» iz
vođenih raketnih sustava. U 1985. godine završio
projekta „MORE“ i čelnik Povjerenstva za završna
je poslijediplomski studij - specijalizaciju za
testiranja američkog radarskog sutava FPS-117
radarsko-računarsku tehniku. Do domovinskog
iz projekta „NEBO“ (od 2003. do 2007. - izrada
rata radio je na održavanju radarskih sustava u
Programa SAT za svaku radarsku lokaciju,
samovoznom raketnom sustavu za protuzračnu
provedba testiranja i ocjena sustava). Od 2008.
obranu KUB- M i u Centru vojnotehničkih škola u
godine bio je voditelj Projektnog tima „NEBO“ i
Zagrebu. Od 2013. godine umirovljeni je brigadir
zamjenik voditelja Projektnog tima NATINADS
Oružanih snaga Republike Hrvatske (OS RH), koji
(NATO Integrated Air Defense System), te član
je od početka Domovinskog rata (1991. godine)
mnogih projektnih timova i stručnih skupina. Kao
radio u različitim ustrojbenim cjelinama MORH-a
vanjski suradnik i predavač radi na TVZ-u od
vezanim za razvoj, praćenje proizvodnje i
1995. godine.
185
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
OSVRT NA ULOGU OBRAZOVNIH INSTITUCIJA I AKTUALNE
POTREBE ZA ICT STRUČNJACIMA U HRVATSKOJ
Sanja Bračun
Tehničko veleučilište u Zagrebu
Sažetak
Partneri europske inicijative „eSkills for Jobs“
According to obtained results, software
(Visoko učilište Algebra, kao nositelj istraživanja
development engineers and business solutions
i nacionalni kontakt centar ove europske
IT analysts will be in the highest demand. In
inicijative, Hrvatska udruga poslodavaca
parallel, within the scope of Croatian industrial
- Udruga informatičke i komunikacijske
strategy, it has been planned to open 5,000 new
djelatnosti, Hrvatska gospodarska komora
ICT workplaces till 2020 - as indicated in a
- udruga IT i Udruga nezavisnih izvoznika
research summary released for the public at the
softvera, CISEx) i u 2014. proveli su godišnje
beginning of May 2014. Whether this potential is
istraživanje o potrebama i mogućnostima
realistic or not and how educational institutions
zapošljavanja ICT stručnjaka u Hrvatskoj.
in general should position themselves towards
Cilj ovog istraživanja je procijeniti potrebe
the challenges in the production of ICT profiles
hrvatskog gospodarstva za ICT stručnjacima.
ready for the labour market - these are the topics
elaborated in this review.
Prema dobivenim rezultatima, najtraženiji će
biti softverski razvojni inženjeri i IT analitičari
Key words: ICT experts, Algebra College,
za razvoj poslovnih rješenja. S druge strane,
Croatian Employers’ Association, Association
industrijska strategija u Hrvatskoj predviđa
of IT and communications activities.
otvaranje novih 5.000 ICT radnih mjesta do 2020.
1. Uvod
godine - sažetak je to javne objave istraživanja
dane početkom svibnja 2014. Da li je ovaj potencijal
Već šesto za redom istraživanje potreba
realan te koju ulogu u tom izazovu u produkciji
poslodavaca za zapošljavanje u ICT sektoru
gotovih profila ICT kadrova trebaju imati obrazovne
odvijalo se tijekom travnja 2014, na uzorku od
institucije općenito, tema je ovog članka.
450 pravnih subjekata, koji su ujedno i najveći
Ključne riječi: ICT stručnjaci, Visoko učilište
poslodavci informatičkih stručnjaka u Hrvatskoj [1].
Algebra, Hrvatska udruga poslodavaca, Udruga
Ovogodišnji rezultati istraživanja u Hrvatskoj
informatičke i komunikacijske djelatnosti.
još su snažnije uključeni u europsku inicijativu
“eSkills for Jobs” kako bi se naglasila velika
Abstract
potreba na cjelokupnom europskom tržištu upravo
Partners of the European initiative “eSkills for
za stručnjacima za računarstvo. Na prezentaciji
Jobs” (Algebra College, as the leader of a national
ovogodišnjih rezultata istraživanja potreba
research and contact centre of this European
poslodavaca za zapošljavanje u ICT sektoru
initiative, Croatian employers’ Association,
[1], iznesen je gotovo nevjerojatan podatak o
Association of IT and communications activities,
potencijalnom nedostatku i do 900.000 stručnjaka
Croatian Chamber of Economy - IT Association
ovog profila u zemljama Europske unije do 2020.
and the Association of Independent software
godine. U sveopće i konstantno prisutnom trendu
exporters, CISEx) in 2014 conducted annual
rasta stope nezaposlenosti kao vodećeg problema
survey of the needs and opportunities of ICT
većine europskih zemalja, ova atraktivna radna
experts in Croatia. The purpose of this research
mjesta mogla bi ostati nepopunjena ukoliko se
is to assess the requirements of Croatian economy
ubrzo ne prepozna važnost edukacije tih kadrova
with respect to ICT experts.
prvenstveno na obrazovnim institucijama.
186
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Jedna od važnih uloga obrazovnih institucija je
potrebama za znanjem. Sve to sa ciljem da se
praćenje aktualnih potreba za ICT stručnjacima
kroz nova znanja potakne i novo zapošljavanje.
te praćenje trendova i potreba specijaliziranih IT
Prema Statističkom biltenu [4] „Stopa
stručnjaka te njihovo usklađivanje s postojećim
anketne nezaposlenosti, u razdoblju 2004. -
obrazovnim programima, slično kao što je to
2008. imala je opadajući trend (sa 13,8% na
postavljeno u misiji1 Tehničkog veleučilišta u
8,4%). Od 2009. trend se mijenja te ostaje
Zagrebu, koja glasi: “obrazovati i osposobiti
rastući sve do danas. Stopa registrirane anketne
mlade ljude u kompetentne stručnjake na
nezaposlenosti u travnju 2014. (kada bi njihov
području tehničkih djelatnosti kako bi mogli
udio trebao biti najmanji zbog sezonskog
suvereno konkurirati na tržištu rada„.
zapošljavanja) iznosila je visokih 21,1%.
Dodatni uteg ovog problema čini izuzetno visok
2. Osvrt na formulaciju problema
udio mladih do 34 godine života koji u ukupnoj
provedenog istraživanja
nezaposlenosti iznosi čak 42%“.
Industrijska strategija u Hrvatskoj (bazirana na
Visoka nezaposlenost mladih povlači
načelima koja u potpunosti uvažavaju postignuća
za sobom cijeli niz dodatnih socioloških,
suvremene industrijske politike u Europskoj
ekonomskih, društvenih i drugih problema.
uniji, ali i onih koja su sadržana u već usvojenim
Na taj način, upitna postaje ne samo motiviranost
razvojnim dokumentima Republike Hrvatske),
za školovanje, već se povećava devijantno
predviđa otvaranje novih 5.000 ICT radnih
ponašanje, pada stopa nataliteta, sve više dolazi
mjesta do 2020 [3].
do iseljavanja mladih i slično. No, tek kad
usporedimo status u Hrvatske sa onim u nama
Da li je to realna potreba hrvatskog tržišta te
sličnim susjednim zemljama, u cijelosti možemo
kako se u to uklapaju obrazovne institucije koje
sagledati svu veličinu ovog problema.
mogu osigurati dio tih potrebnih ICT stručnjaka?
Andrej Hanzir u svom članku ističe: [5]
Stvarna slika hrvatskog gospodarstva, usvojene
„Stopa nezaposlenosti mladih u Sloveniji iznosi
strategije razvoja te kontinuirano prisutan
23%, u Rumunjskoj 22%, u Bugarskoj 29%, dok
problem strukturne neusklađenosti nezaposlenih
je Hrvatskoj (42%) najbliža Slovačka s 35%.
(obrazovni sustav ne producira brzo zapošljivu
Svi ovi podaci postaju još više zabrinjavajući
radnu snagu) ovu projekciju od potrebnih 5.000
kada se usporede sa zemljama poput Njemačke,
ICT stručnjaka do 2020. čini pomalo nerealnom.
gdje stopa nezaposlenosti mladih kontinuirano
Opće je prihvaćena činjenica da osnovu
pada (lani je iznosila svega 8%), ili primjerice
za ostvarivanje konkurentne prednosti
s Islandom i Norveškom gdje je stopa
poduzeća, industrije pa i gospodarstva općenito
nezaposlenosti mladih bila niskih 10%.“
predstavljaju znanja, vještine i sposobnosti
Sukladno tome, još je razvidnija važnost
ljudskih resursa. Ova teoretska pretpostavka
uloge obrazovnih institucija i uključivanja svih
upravo naglašava da se osnova za privlačenje
raspoloživih ljudskih potencijala u procese učenja.
bilo kakvih investicija, uz stabilno političko i
Prepoznavanje tih trendova i njihovo uključivanje
makroekonomsko okruženje, prvenstveno nalazi
u obrazovni sustav, ključna su poluga svakog
u dostupnosti obrazovane radne snage.
gospodarskog razvoja pa tako i hrvatskog. Doprinos
U tom smislu, najveći doprinos razvoju
u prepoznavanju trendova na hrvatskom ICT
industrije i gospodarstva država može dati
tržištu kao i prijedloga kako bi im se obrazovne
upravo kvalitetan sustav obrazovanja. S obzirom
institucije trebale prilagoditi ima i ovaj osvrt na
na brze i učestale promjene koje se događaju
provedeno istraživanje o potrebama i mogućnostima
u okruženju te time stvaraju kontinuiranu
zapošljavanja ICT stručnjaka u Hrvatskoj.
potrebu za novim znanjima vještinama, izuzetno
je važno da i obrazovni sustav kontinuirano
3. Osvrt na rezultate istraživanja
prikuplja informacije iz tog okruženja i
Prema dobivenim rezultatima ovogodišnjeg
industrije te prilagođava obrazovni sustav novim
istraživanja, ICT sektor u Hrvatskoj ima razloga
1 Definicija misije Tehničkog Veleučilišta u Zagrebu
za optimizam i zadovoljstvo.
preuzeta iz [2].
187
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Graf 1. - [1]
Rezultat istraživanja:
Godišnje istraživanje
o potrebama i
mogućnostima
zapošljavanja ICT
stručnjaka u Hrvat-
skoj, svibanj 2014.
Već treću godinu za redom, u porastu je
broj oglasa u kategoriji “ICT i telekomunikacije”
odgovor na glavno, ključno pitanje unutar
u 2013. u odnosu na prethodnu godinu porastao za
istraživanja: Imate li potrebu zapošljavati nove
skoro 50% te zasad, u 2014. i dalje ostvaruje rast.
IT kadrove? (Graf 1 - [1])
Prema dobivenim rezultatima (Graf 3 -
Tri godine za redom nazire se optimizam
[1]), potrebe zapošljavanja ICT stručnjaka
na hrvatskom ICT tržištu. Ove je godine 71%
veće su kod specijaliziranih informatičkih
ispitanih tvrtki, potvrdno odgovorilo na ovo
srednje velikih tvrtki (76%), dok su IT odjeli
pitanje čime je nadmašena prošlogodišnja
korisničkih tvrtki nešto oprezniji prilikom
razina (63%), iako još uvijek nije dosegnuta
planiranja zapošljavanja novih ljudi (tek 29%
ona iz 2009. (prije gospodarske krize), kada
njih razmišlja o novom zapošljavanju).
je 78% tvrtki iskazalo potrebu za novim ICT
Kao što se potencijal potreba za ICT
stručnjacima.
stručnjacima razlikuje obzirom na osnovnu
Da doista dolazi do blagog oporavka ICT
djelatnost tvrtke, postoje razlike tog potencijala i
tržišta, dodatno potvrđuju i podaci s portala
obzirom na veličinu tvrtke ali i obzirom na profil
MojPosao.net (Graf 2 - [1]), koji govore kako je
kadrova koji se najviše traže (Graf 4 - [1]).
Graf 2. - [1]
Rezultat istraživanja:
Godišnje istraživanje
o potrebama i
mogućnostima
zapošljavanja ICT
stručnjaka u Hrvat-
skoj, svibanj 2014.
188
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Graf 3. - [1]
Rezultat istraživanja:
Godišnje istraživanje
o potrebama i
mogućnostima
zapošljavanja ICT
stručnjaka u Hrvat-
skoj, svibanj 2014.
Graf 4. - [1] Rezultat istraživanja: Godišnje istraživanje o
Graf 5. - [1] Rezultat istraživanja: Godišnje istraživanje o
potrebama i mogućnostima zapošljavanja ICT stručnjaka u
potrebama i mogućnostima zapošljavanja ICT stručnjaka u
Hrvatskoj, svibanj 2014.
Hrvatskoj, svibanj 2014.
Graf 6. - [1] Re-
zultat istraživanja:
Godišnje istraživanje
o potrebama i
mogućnostima
zapošljavanja ICT
stručnjaka u Hrvat-
skoj, svibanj 2014.
189
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Velike tvrtke (Graf 5 - [1]), kod kojih
se ponovno nazire zamah u zapošljavanju
kvalificiranih kadrova, traže programere, poslovne
analitičare i konzultante za segment poslovne
primjene ICT rješenja, dok je kod malih i srednje
velikih tvrtki najvidljivija potreba za softverskim
inženjerima i programerima.
Rezultati iz grafikona 4. i 5. ukazuju da je
najveći porast interesa tvrtki za zapošljavanjem:
programera (s 44% na 61%),
Graf 7. - [1] Rezultat istraživanja: Godišnje istraživanje o
poslovnih analitičara i stručnjaka za primjenu
potrebama i mogućnostima zapošljavanja ICT stručnjaka u
ICT rješenja (s 13% na 16%) te
Hrvatskoj, svibanj 2014.
konzultanata za poslovna rješenja u velikim
U uvjetima gospodarskog rasta, tvrtke
sustavima (s 5% na 8%).
slobodnije ulažu u stručno usavršavanje svojih
Kada se pak govori o tehnologijama (Graf
zaposlenika. Posve suprotno, događa se u
6 - [1])., najveći interes poslodavaca u 2014.
uvjetima gospodarske krize kada se u sveopćem
izražen je za:
trendu snižavanja troškova znatno smanjuju i
Javu (24%)
ulaganja u kompetencije zaposlenike.
Microsoft (21%)
Da je uloga obrazovnog sustava izuzetno
Oracle baze podataka (11%).
značajna i odgovorna u svim gospodarskim
Za sve ostale tehnologije postoji znatno
uvjetima, a pogotovu sada u ekonomskoj krizi,
manji interes.
govori i slijedeći rezultat ovog istraživanja
Nakon niza pozitivnih trendova, rezultati
(Graf 8 - [1]), prema kojem ispitanici u tvrtkama
ovogodišnjeg istraživanja hrvatskog ICT
iznose svoje mišljenje da je povećanje interesa
tržišta, ukazuju i na jedan negativan trend koji
za ICT zanimanja kod mladih ljudi, prvenstveno
se očitovao kroz odgovor na pitanje: „Jeste li
u nadležnosti obrazovnih institucija.
spremni zaposliti pripravnika?“, a čiji odgovor je
Kroz ovaj rezultat prvenstveno se ogleda
vidljiv u grafikonu (Graf 7 - [1]).
direktno prenošenje dijela svoje odgovornosti
Prošlogodišnji rezultat od čak 88% tvrtki
(zbog ograničenih vlastitih sredstava) na
koje bi rado zaposlile pripravnika, ove je godine
obrazovni sustav. Prema mišljenju ispitanika
značajno pao, i to na svega 66%.
(a i našem), sve treba početi još u osnovnoj
Kako interpretirati ovaj rezultat prema
i srednjoj školi, uz jačanje kompetencija i
kojem tvrtke ne žele zaposliti pripravnike (koje
motivaciju nastavnika. Od visoko obrazovnih
producira obrazovni sustav), a istovremeno
institucija očekuje se pak transformacija
iskazuju tržišnu potrebu za stručnjacima tog
nastavnih programa iz teoretskih u praktične
profila? Da li takve tvrtke:
što logično slijedi kao rezultat snažne suradnje
planiraju pronaći ICT stručnjake van Hrvatske, ili
tvrtki sa obrazovnim sustavom.
se iz ovog rezultata može između redova iščitati
Samo gospodarstvo i obrazovni sustav
njihovo nezadovoljstvo znanjem i stručnošću
zajedno mogu aktivno promovirati nova
pripravnika koji izlaze iz sadašnjih obrazovnih
zanimljiva radna mjesta i ukazati na izazove
institucija?
koje nudi rastuće ICT tržište, te tako poticati
Naša je pretpostavka, da je ovaj negativan trend,
mlade ljude na usmjeravanje prema ICT
posljedica stava većine tvrtki kako u ovim kriznim
zanimanjima. Opći gospodarski razvoj te
gospodarskim vremenima trebaju zapošljavati
mogućnost cjeloživotnog obrazovanja tog
“gotove” visokostručne kadrove, jer nemaju
profila dodatno mogu pomoći u promociji
vremena dodatno ulagati u njihovo osposobljavanje
ICT zanimanja.
i čekati na osamostaljivanje pripravnika.
190
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Graf 8. - [1]
Rezultat istraživanja:
Godišnje istraživanje
o potrebama i
mogućnostima
zapošljavanja ICT
stručnjaka u Hrvat-
skoj, svibanj 2014.
Graf 9. - [1] Rezultat istraživanja: Godišnje istraživanje o
Graf 10. - [1] Rezultat istraživanja: Godišnje istraživanje o
potrebama i mogućnostima zapošljavanja ICT stručnjaka u
potrebama i mogućnostima zapošljavanja ICT stručnjaka u
Hrvatskoj, svibanj 2014.
Hrvatskoj, svibanj 2014.
Obrazovne institucije, uz aktualnu gospodarsku
Iako za neka zanimanja (Graf 10 - [1]) unutar
klimu ne mogu posve samostalno poticati veći
ICT sektora nije bitna stručna sprema, većina
interes mladih za ICT zanimanja.
ispitanika (njih 71%) i dalje smatra da je viša i
visoka stručna sprema preduvjet za kvalitetnog
Da po mišljenju poslodavaca (Graf 9 - [1])
ICT stručnjaka.
doista postoji značajan problem u znanju i
stručnosti njihovih potencijalnih zaposlenika -
Povezujući dva prethodna rezultata
govori i rezultat prema kojem čak 91% ispitanika
istraživanja (grafikon 9. i 10.), može se
izjavljuje kako hrvatskom tržištu rada nedostaje
zaključiti kako je prema mišljenju ispitanika
kvalitetnog kadra.
više obrazovanje, ali još značajnije, i visoko
191
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
obrazovanje podbacilo u produkciji kvalitetnog
4. Osvrt na strukturu nezaposlenih s
ICT kadra. Inzistiranje na teoretskom znanju
obzirom na nivo obrazovanja
bez adekvatnog povezivanja sa praktičnim
U već citiranom nacrtu hrvatske Industrijske
primjerima iz prakse očit je nedostatak kojeg
strategije [3], jedan od glavnih strateških ciljeva je
tvrtke zamjeraju obrazovnim institucijama.
povećati iskorištenost ljudskog potencijala.
Usporedimo li ove rezultate sa prošlogodišnjima
(prema kojima je tek za 2% ispitanika bila
Kada je riječ o ljudskom potencijalu, potrebno
nebitna stručna sprema, a ove godine čak 27%)
je dodatno analizirati djelatnosti u kojima je
dobivamo dodatni argument u tvrdnji da se
prisutna najveća koncentracija kadrova koji
izvor nezadovoljstva tvrtki znanjem i stručnosti
imaju sposobnost razvoja znanja te analizirati
njihovih potencijalnih zaposlenika nalazi upravo
tehnološku razinu tih djelatnosti. Hrvatska ima
u obrazovnom sustavu.
relativno mali udio djelatnosti koje se smatraju
Komentirajući dobivene rezultate na
visoko-tehnološkim. Prema [9] Eurostatu to su:
prezentaciji provedenog istraživanja, g. Hrvoje
proizvodnja osnovnih farmaceutskih proizvoda i
Balen je istaknuo [6]: „Anketa je ove godine
farmaceutskih pripravaka,
pokazala napredak u optimizmu koji se očituje
proizvodnja računala te elektroničkih i optičkih
u otvaranju novih ICT radnih mjesta, što je
proizvoda te
dokaz aktivnosti ovog sektora. Iznenadio nas je
proizvodnja ostalih prijevoznih sredstava
podatak strukture radnih mjesta koja se traže
(proizvodnja željezničkih lokomotiva i tračnih
te da se primarno traže softverski inženjeri na
vozila te proizvodnja vojnih borbenih vozila).
Java i Microsoft .NET platformi. Istraživanje
Prema podacima Statističkog zavoda, u
je također pokazalo negativan trend kod
Hrvatskoj je u tim djelatnostima 2013. godine bilu
zapošljavanja pripravnika, što je alarmantno i
zaposleno oko 30.000 osoba što predstavlja svega
po tom pitanju treba napraviti pomak na našem
3% od ukupnog broja zaposlenih [10].
tržištu. Poslodavci su također pokazali sklonost
zapošljavanja stručnjaka s višim stupnjem
To nas dovodi do još jednog pitanja - da li je
stručne spreme.“
stvarno realno da ovako mali udio zaposlenih nosi
tako veliki teret gospodarskog razvoja Hrvatske?
Na panelu koji je uslijedio nakon prezentacije
dobivenih rezultata istraživanja, g. Tomislav
Kako je broj nezaposlenih trajno veći od
Pokaz iz Ministarstva gospodarstva RH istaknuo
potražnje, poslodavci pretpostavljaju da su im
je kako [7]: „industrijska strategija koja
potrebni kadrovi uvijek raspoloživi. Istovremeno,
svrstava ICT sektor u jedan od šest strateških
u cilju snižavanja ukupnih troškova nisu
industrija Republike Hrvatske planira do 2020.
spremni na ulaganja u dodatno obrazovanje i
godine otvoriti novih 5.000 ICT radnih mjesta.“
specijalizaciju svojih zaposlenika.
Panel je zaključio g. Adrian Ježina, čelnik
Kroz anketu poslodavaca [11], koju kontinuirano
u HUP-u [8]. “Ne sumnjam da će se dogoditi
provodi Hrvatski zavod za zapošljavanje, uočeno
odljev mozgova u inozemstvo, ali za razliku od
je postojanje strukturne neusklađenosti, čiji
liječnika i drugih struka, programeri mogu raditi
rezultati ukazuju na nedostatak određenih kadrova,
i iz Hrvatske i treba vidjeti kako im možemo
postojanje deficitarnih zanimanja te nepostojanje
stvoriti okvir u kojemu mogu uspješno ostati i
određene skupine sposobnosti kod onih koji se
uspješno razvijati karijeru. Moramo omogućiti
javljaju za obavljanje određenih poslova.
okruženje i povoljnu poduzetničku klimu u kojoj
Iz analize ove ankete, proizlazi kako se najbrojniji
će se smanjiti pravna nesigurnost; a napisane
ljudski potencijali nalaze u uslužnim, a ne
se strategije zaista moraju i provoditi. Država
proizvodnim djelatnostima.
ne smije mijenjati strategije svakih pola godine
Također je uočen stav poslodavaca [11],
budući da je tako izuzetno teško poslovati i da
prema kojem obrazovni sustav, posebno u dijelu
se u tako nestabilnom sustavu ne mogu pokretati
strukovnih programa ne prati dovoljno učinkovito
poslovi i investicije.“
potrebe tržišta rada, što dovodi do neusklađenosti,
posebno kod praktičnih znanja i vještina.
192
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Tablica 1. - [12] Državni zavod za statistiku. Dostupno na: www.dzs.hr [11.7.2013.]
Prosječan broj nezaposlenih osoba prema razini obrazovanja 2008. - 2012., administrativna nezaposlenost
Sš za
Sš za
Prvi stupanj
Bez škole
zanimanja u
zanimanja
Fakultet,
fakulteta,
i završena
Osnovna
trajanju do tri
u trajanju
akademija,
Ukupno
stručni
osnovna
škola
godine i škola
od četiri i
magisterij,
studij i viša
škola
za kv i vkv
više godina i
doktorat
škola
radnike
gimnazija
2008.
236.741
17.011
59.909
81.471
61.357
7.568
9.425
2009.
263.174
17.477
64.246
90.421
70.330
9.259
11.441
2010.
302.425
18.068
70.852
104.103
82.772
11.593
15.037
2011.
305.333
17.443
68.575
104.924
84.394
12.664
17.333
2012.
324.324
18.136
68.829
110.986
90.646
15.271
20.456
Promjena
87.583
1.125
8.920
29.515
29.289
7.703
11.031
08.
- 12.
%
37,00%
6,61%
14,89%
36,23%
47,74%
101,78%
117,04%
To najviše pogađa mlade ljude koji imaju
obrazovnih institucija koje produciraju mlade
teškoća s uključivanjem na tržište rada. Sustav
stručnjake sa praktičnim znanjima i vještinama jer
obrazovanja odraslih, koji bi trebao biti najbrži u
svi se slažu oko činjenice da je jedno od osnovnih
procjeni potreba gospodarstva i prilagodbi svoje
obilježja ICT industrije visoka inovativnost i
ponude, prema rezultatima ove ankete nema
ovisnost o stalnom tehnološkom napretku.
dovoljno financijske potpore niti se zadovoljavaju
Da se hrvatsko ICT tržište po svojim osnovnim
definirani standardi kvalitete.
obilježjima ne razlikuje puno od svjetskog ICT
Da je tome doista tako (Tablica 1 - [12]), govori
tržišta, govori u prilog objavljeni podatak unutar
i činjenica da je do najvećeg povećanja broja
godišnjeg izvješća HAKOM-a, [13] prema
nezaposlenih od 2008. do 2012. godine došlo upravo
kojem je u 2012. od 1.535.635 kućanstava,
kod osoba sa završenim visokim obrazovanjem.
njih 1.216.659 (79%) imalo pristup Internetu.
Njihov se broj povećao za 117%. Slijede osobe sa
Kako bismo ovaj podatak mogli interpretirati
završenim prvim stupnjem fakulteta, s povećanjem
kao pozitivno obilježje, potrebno je znati da je
broja nezaposlenih za 102%.
istovremeno, tek 41% svjetskog stanovništva u
Iako visoki postotak visokoobrazovanih treba
2012. imalo priključak na Internet. Polovica njih
jamčiti inovativnost društva, mi se kontinuirano
bila je u zemljama u razvoju gdje je penetracija
borimo sa dva problema. Prvi je struktura
Interneta dosegla jedva 28%. Istovremeno, u
visokoobrazovanih (gdje najveći udio čine
razvijenim zemljama, penetracija Interneta iznosi
studenti iz društveno-humanističkih znanosti
81%. Gledano (samo) iz ovog ugla, Hrvatska
za kojima ne postoji dovoljna potražnja), dok
se može posve ravnopravno svrstati u grupu
je drugi problem što obrazovne institucije kad
razvijenih ICT zemalja.
i mogu generirati veći broj visokoobrazovanih
[13] Od 1 milijarde stanovnika koji 2012. nisu
drugih usmjerenja, ostaje pitanje gdje će se oni
imali mogućnost priključka na Internet, njih 90%
zaposliti ako im gospodarstvo ne osigura radna
nalazi se u ekonomski nerazvijenim zemljama.
mjesta. Vrtimo se u začaranom krugu.
Zemlje Europske unije imaju najvišu razinu
Unutar ICT industrije, uloga obrazovnog
prodora Interneta (81%) dok penetracija Interneta
sustava još je značajnija. Pogotovu onih
u zemljama Afrike iznosi svega 7%.
193
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Prema navedenom izvješću HAKOM-a
s poslodavcima (nositeljima ICT razvoja) i
[13], unutar Europske unije, dvije djelatnosti
Ministarstvom znanosti, obrazovanja i sporta, gdje
prevladavaju ICT industrijom:
ćemo zajednički:
računalno programiranje i savjetovanje te
nastojati povećati motivaciju radno sposobnog
telekomunikacije.
stanovništva,
pažljivije definirati obrazovne programe i upisne
Ove dvije djelatnosti, unutar Europske unije,
kvote u skladu s gospodarskim potrebama,
generirale su blizu tri četvrtine dodane vrijednosti
ICT industrije te su zapošljavale skoro dvije
kontinuirano prilagođavati nastavni program
trećine ukupnog broja zaposlenih u industriji.
trendovima i potrebama na ICT tržištu,
Kada se osvrnemo na podatke Državnog
osigurati studentima mogućnost praktične
zavoda za statistiku za 2012. [10], gdje
nastave te
je objavljen podatak kako u djelatnosti
osigurati preduvjete za cjeloživotno učenje i
„Informacije i komunikacije“, egzistira 4.215
razvoj karijere čime se omogućava profesionalna
poduzeća, Hrvatska odjednom više nema
fleksibilnost i daljnje napredovanje.
dostatne argumente koje je svrstavaju u niz
Obrazovni sustav ne može nositi isključivu
razvijenih europskih ICT zemalja.
odgovornost niti za stanje, ali niti za
Za rast ICT tržišta očito imamo potencijal,
osiguravanje preduvjeta za daljnji rast ICT
no neadekvatno ga realiziramo. Da je tome
tržišta. Poslodavci im u tome trebaju biti
tako, potvrđuje i broj zaposlenih u ICT sektoru,
kvalitetan partner.
objavljen u godišnjem izvješću Državnog
Opće su poznate odrednice uspješnoga
zavoda za statistiku [10], koji u razdoblju od
poslovanja - stalno ulaganje u razvoj,
2010. do 2012. stagnira na 30.000 djelatnika
razumijevanje globalnih trendova i
što je svega 3% ukupno zaposlenih u Hrvatskoj,
međunarodnih tržišta, tehnološka izvrsnost,
u odnosu na 66% ukupno zaposlenih u ICT
visoko obrazovanje i okolina koja potiče
sektoru Europske unije.
inovativnost.
5. Zaključak
Upravo iz tog razloga, krajnje je neprihvatljiv
uočeni inertan stav poslodavaca ne samo prema
Većina dobivenih rezultata ovogodišnjeg
zapošljavanju pripravnika, već i prema dodatnom
istraživanja o potrebama i mogućnostima
usavršavanju svojih zaposlenika.
zapošljavanja ICT stručnjaka u Hrvatskoj [1], ima
Izvor tog nezadovoljstva poslodavaca znanjem
pozitivne trendove koji ukazuju na optimizam.
i stručnošću pripravnika, zasigurno ima korijene
Uočeni negativni trendovi odnose se na
i u općem nezadovoljstvu našim obrazovnim
kvalitetu raspoloživog kadra i ulogu obrazovnih
sustavom koji se ne bavi poticanjem cjelovitog
institucija u njihovu formiranju.
razvoja osobe već se temelji na pasivnom
Nakon što čak 91% ispitanika iskaže svoje
usvajanju znanja, te ih tako odvaja od stvarnih
mišljenje da hrvatskom ICT tržištu nedostaje
kretanja i nedostatno potiče razvoj kreativnosti,
kvalitetnog kadra, može li se dovesti u sumnju
inovativnosti i sposobnosti rješavanja problema.
važnost uloge obrazovnih institucija i kvalitete
Istovremeno, nije nimalo nebitna aktualna
njihovih nastavnih programa u svrhu osiguranja
činjenica da Hrvatska još uvijek nema usvojenu
adekvatnih kadrova?
Strategiju znanosti i obrazovanja (početkom srpnja
Nastavno, za svaku visoko školsku obrazovnu
2014, prijedlog je upućen u saborsku proceduru).
instituciju postavlja se dodatni cilj - kako se
u takvoj sveopćoj klimi izdvojiti i nametnuti
Bez nacionalnog konsenzusa oko strategije
kao obrazovna institucija čiji završeni studenti
znanosti i obrazovanja, kojoj će za realizaciju
raspolažu ne samo konkretnim znanjima i
biti osigurana dostatna promotivna sredstva ali i
vještinama već i očekivanim kompetencijama?
podrška gospodarstva, obrazovne institucije nisu
Odgovor možemo pronaći jedino u suradnji i
u mogućnosti posve samostalno obaviti ovako
koordiniranim aktivnostima obrazovnih institucija
važnu zadaću.
194
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Pri tome se nikako ne smijemo ograničiti samo
se unapređuju vlastiti studijski programi i
na formalno srednjoškolsko i visoko obrazovanje,
kompetencije studenata nakon završenog
već se dodatno treba orijentirati i na neformalno
obrazovanja. Povrh toga, ostalim sudionicima
obrazovanje kroz cjeloživotno učenje.
kroz programe cjeloživotnog učenja osiguravaju
se preduvjeti za unapređenje, proširenje i
Uključi li se u proces zapošljavanja
usavršavanje na njihovom radnom mjestu.
potencijalnih 5.000 novih ICT radnih mjesta
do 2020. godine i demografski aspekt prema
U suradnji sa inovativnim poslodavcima
kojem se broj novorođene djece kontinuirano
(generatorima rasta ICT tržišta) ne samo
smanjuje, osiguravanje uvjeta za cjeloživotno
kroz studijske programe već i kroz programe
učenje te dodatno informatičko opismenjavanje,
cjeloživotnog učenja, obrazovne institucije mogu
prekvalifikacija i doškolovanje za zanimanja iz
poticati i omogućiti interakciju i transfer znanja
ICT struke postaje nužnost.
unutar ICT sektora, te daljnje osmišljavanje
društveno korisnih specijalizacija i s njima
U tom smislu, obrazovne institucije u
povezanog tehnološkog razvoja.
produkciji kadrova za ICT tržište, već duži
niz godina nastoje sudjelovati u integraciji
Uz poslodavce kao ravnopravnog partnera
cjeloživotnog učenja i formalnog obrazovanja
te potporu kontinuiranih i prepoznatljivih
te tako poticati primjenu informacijsko-
promotivnih aktivnosti, postojeće obrazovne
komunikacijskih tehnologija i to ne samo u
institucije imaju potencijal postati aktivan
obrazovnom procesu svojih vlastitih studenata
sudionik u kreiranju rješenja rastućih potreba za
već i svih ostalih zainteresiranih za stjecanje
kvalitetnim kadrom na ICT tržištu, i to ne samo u
novih vještina i znanja. Na taj način, kontinuirano
Hrvatskoj nego i šire.
1. Reference
[1]
Rezultati analize zapošljavanja u ICT
za 2014. godinu, 9.5.2014., http://eskills.
sektoru za 2014. godinu, g. Hrvoje Balen,
hr/?p=2140
svibanj 2014.( http://eskills.hr/wp-content/
[7]
Citat g. Tomislava Pokaza iz Ministarstva
uploads/2014/05/Rezultati-analize-
gospodarstva RH, na prezentaciji rezul-
zapo%C5%A1ljavanja-u-ICT-sektoru-
tata analize zapošljavanja u ICT sektoru
za-2014.pdf)
za 2014. godinu, 9.5.2014., http://eskills.
[2]
Statut Tehničkog veleučilišta u Zagrebu,
hr/?p=2140
27. siječanj 2011. (http://www2.tvz.hr/
[8]
Citat g. Adriana Ježine, čelnika u HUP-a na
wp-content/uploads/downloads/2012/04/
prezentaciji rezultata analize zapošljavanja
Statut-27.01.2011.pdf)
u ICT sektoru za 2014. godinu, 9.5.2014.,
[3]
Nacrt Industrijske strategije Republike
http://eskills.hr/?p=2140
Hrvatske, siječanj 2014. (http://www.
[9]
Podaci Eurostata, za 2013. http://epp.euro-
poslovne-zone.hr/clanak/Predstavljen-
stat.ec.europa.eu
Nacrt-Industrijske-strategije-Republike-
[10]
Državni zavod za statistiku, statistički
Hrvatske-2014-2020-635.aspx
godišnjak za 2012., str.10. http://www.hzz.
[4]
Mjesečni statistički bilten HZZ-a, travanj
hr/UserDocsImages/GS_Godisnjak_2012.
2014. (http://www.hzz.hr/UserDocsImages/
pdf
VZ_stat_bilten_4_2014.pdf )
[11]
Anketa poslodavaca, HZZ, za 2013. (http://
[5]
Andrej Hanzir: „Nezaposlenost mladih
www.hzz.hr/UserDocsImages/ANKE-
u Hrvatskoj“, Manager Magazin, travanj
TA%20POSLODAVACA%202013.pdf )
2014.( http://www.manager-magazine.com/
[12]
Državni zavod za statistiku, Strukturno
index.php/gospodarstvo/150-nezaposlen-
poslovni pokazatelji poduzeća u 2012.
ost-mladih-u-hrvatskoj)
http://www.dzs.hr/Hrv_Eng/publica-
[6]
Citat g. Hrvoja Balena na prezentaciji re-
tion/2014/15-01-02_01_2014.htm
zultata analize zapošljavanja u ICT sektoru
195
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
[13] Godišnje izvješće HAKOMa za 2012.,
Godišnje%20izvješće%20o%20radu%20
IV kvartal 2013. (http://www.hakom.hr/
HAKOM-a%20za%202012.pdf)
UserDocsImages/2013/izvjesca_i_planovi/
AUTORICA
Sanja Bračun
mr.sc. Sanja Bračun, rođena
projektima, od 2013. godine radi na Tehničkom
je u Zagrebu, 27.6.1965 gdje
veleučilištu u Zagrebu kao voditelj ureda Odjela
je 1989. diplomirala te 1992.
za cjeloživotno obrazovanje. Ubrzo postaje član
magistrirala na Sveučilištu
tima za uvođenje ISO 9001 te asistent na kolegiju
u Zagrebu, na Ekonomskom
Gospodarenje imovinom. Kao nastavak svog
fakultetu. Nakon 26 godina
znanstveno-istraživačkog rada 2014. upisuje
rada u privredi (u Plivi i
doktorski studij Poduzetništvo i inovativnost na
HT-u) te aktivnom sudjelovanju na mnogobrojnim Ekonomskom fakultetu u Osijeku.
196
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
INŽENJERSKO MODELIRANJE UZEMLJIVAČA KRUŽNOM
METALNOM PLOČOM
THE ENGINEERING MODELING OF GROUDING METAL PLATE
Zdenko Balaž
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i brodogradnje u Splitu
Sažetak
U radu je prezentiran dio problematike u
electromagnetic models, unlike all previously
pripremljenoj Doktorskoj disertaciji autora
developed analytical and numerical models
pod naslovom: “Elektromagnetski model za
of famous authors, is the need to introduce
izračun raspodjele struje zemljospoja”. Odabir
a computation the complete electromagnetic
elektromagnetskog modela za razliku od svi
coupling between all components, which includes
dosada razvijenih analitičkih i numeričkih modela
inductive, capacitive and conductive coupling.
poznatih autoru, je potreba da se u račun uvede
Developed electromagnetic model is based on
cjelovita elektromagnetska sprega između svih
a hybrid electromagnetic model (a combination of
sastavnica, koja podrazumijeva induktivnu,
the electromagnetic model and the transmission
kapacitivnu i konduktivnu spregu.
lines model), based on the application of the finite
Razvijeni elektromagnetski model utemeljen
element technique and the numerical model,
je na hibridnom elektromagnetskom modelu,
which is based on the method of potential nodes.
(kombinacija elektromagnetskog modela i modela
In power systems, it is necessary to take
prijenosnih vodova), zasnovanom na primjeni
into computation a multitude of factors such as
tehnike konačnih elemenata i numeričkom modelu
grounding electrodes considered substations,
koji je zasnovan na metodi potencijala čvorova.
other substations with transformers, metal poles
U elektroenergetskim sustavima, potrebno
and their grounding electrodes with associated
je uzeti u račun mnoštvo utjecajnih čimbenika kao
power lines and earth wires, cable lines with their
što su: uzemljivači razmatrane transformatorske
screens and bare conductors passed above them
stanice, susjednih transformatorskih stanica,
and all other conductive parts. The engineering
s transformatorima, metalni stupovi i njihovi
modeling for the purposes specified uses a
uzemljivači s pripadnim elektroenergetskim
multitude of mathematical tools, methods and
vodovima i zaštitnim užadima, kabelski vodova
knowledge base indicating the universality of
s njihovim ekranima i golim vodičima položenim
application. In this part is selected modeling of
iznad njih i svi ostali vodljivi dijelovi. Inženjersko
grounding metal plate.
modeliranje za navedene svrhe koristi mnoštvo
matematičkih alata, metoda i baza znanja koja
Key words: electromagnetic model, engineering
ukazuju na univerzalnost primjene. U ovom
modeling, grounding metal plate, conductive
odabranom dijelu prikazano je modeliranje
coupling
uzemljivača metalnom pločom.
1. Uvod
Ključne riječi: elektromagnetski, model,
inženjersko, modeliranje, uzemljivačka metalna
Istraživanjem je utvrđeno kako su proračunima,
ploča, konduktivna sprega
kao što je raspodjela struje zemljospoja drastično
pojednostavljene elektromagnetske sprege između
Abstract
vodljivih dijelova elektroenergetskih postrojenja
The paper presents a part of the problem
[1]. Postoje metode koje uzimaju u račun samo
in a prepared doctoral dissertation entitled
induktivnu spregu i to u skladu s aktualnom
“An electromagnetic model for computation
legislativom. Norma IEEE Std. 80-2000, preporuča
of fault current distribution”. The choice of
da se raspodjela struje zemljospoja vrlo grubo
197
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
procijeni korištenjem grafova koji su dobiveni
numeričkim izračunom. Normativni dokument
HRN HD i EN, na koji ukazuje Pravilnik o
tehničkim zahtjevima za elektroenergetska
postrojenja, raspodjelu struje zemljospoja
preporuča računati približno korištenjem
jednostavnih analitičkih izraza.
U komercijalnom programskom paketu
CDEGS, raspodjela struje zemljospoja računa se
pomoću modula SPLITS, čija je teorijska podloga
nadogradnja metoda s redukcijskim faktorima
Slika 1 Presjek ekvipotencijalna kružna metalna ploča u
nadzemnih vodova koja približno uzima u račun
homogenom neograničenom sredstvu
induktivna sprega. Induktivna se sprega često
procjenjuje korištenjem Carsonovih formula, gdje
Izvorni izraz za kvazistatičku raspodjelu
se trostruka nulta struja po fazi nadzemnog voda
potencijala nadopunjen je prigušno-faznim
koristi kao podatak iz proračuna kratkog spoja.
faktorom koji se u ovom slučaju može
Iz tih se razloga pristupilo cjelovito riješiti
tu važnu problematiku elektroenergetskih
sustava postavljajući hipotezu doktorske
(3)
disertacije o univerzalnom rješavanju primjenom
aproksimirati izrazom:
elektromagnetskog modela [1] kojem je prethodio
gdje je RC udaljenost između centra metalne
hibridni model [2]. Obrada problematike je
obuhvatila inženjerske pristupe modeliranja
(4)
tehnikom konačnih elemenata, za cilindrične
vodiče [3], za transformatore [4-5], a ovim radom
se obrađuju modeli ukopanih metalnih ploča [6-7].
Sve je to podloga za izračun vlastitih i međusobnih
impedancija sastavnica elektromagnetskog modela
(5)
koji u obzir uzima induktivnu, kapacitivnu i
konduktivnu spregu, a postupak modeliranja se
(6)
promatra kao projektiranje prototipa.
ploče i točke promatranja.
2. Skalarni potencijal ekvipotencijalne
Izraz (1) može se preinačiti u jednostavniji oblik:
metalne ploče
(7)
gdje je:
(1)
U posebnom slučaju za r = 0 raspodjela
Skalarni električni potencijal ekvipotencijalne
metalne ploče u homogenom neograničenom
linearnom izotropnom sredstvu (slika 1), opisan
je izrazom:
gdje je
fazor jakosti struje koju ploča ispušta
(8)
u okolno sredstvo, a je polumjer ploče,
je
kompleksna provodnost sredstva, dok su r i z
potencijala duž osi z opisana je izrazom:
koordonate cilindričnog koordinatnog sustava.
dok je u slučaju z = 0, r a raspodjela potencijala
(2)
duž osi r opisana izrazom:
198
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
gdje je koeficijent kvazistatičke refleksije
, a
prigušno-fazni faktor u ovom slučaju, opisan je
Slika 2 Presjek kružne metalne ploče ukopane u homogeno
tlo paralelno površini tla
Ako je metalna ploča ukopana u homogeno tlo
Slika 4 Kvazistatička slika kružne metalne ploče koja
paralelno površini tla na dubinu h (slika 2) izrazi
uzrokuje potencijal u zraku
za raspodjelu potencijala u tlu i u zraku mogu se
dobiti pomoću metode odslikavanja.
izrazom:
Raspodjelu potencijala u zraku uzrokuje struja
(11)
kvazistatičke slike razmatrane metalne ploče, koja
se preklapa sa stvarnom pločom (slika 4),
pa izraz koji opisuje raspodjelu potencijala
(12)
u zraku glasi:
gdje je faktor kvazistatičke transmisije
, dok
je, u ovom slučaju, prigišno-fazni faktor opisan
Slika 3 Presjek kružne metalne ploče i njene kvazistatičke
izrazom:
slike za raspodjelu potencijala u tlu
Prema dosad uvedenim pretpostavka,
Za metalnu ploču ukopana u homogeno tlo,
metalne ploče koje nadomještaju uzemljivače
raspodjeli potencijala u tlu doprinose struja koju
tranformatorskih stanica jesu ekvipotencijalne,
ploča ispušta u tlo i struja kvazistatičke slike
a to znači da one nemaju uzdužne komponente
struje. To znači da ekvipotencijalne metalne
ploče ne stvaraju vektorski magnetski potencijal,
već samo skalarni električni potencijal.
(9)
3. Poprečna impedancija kružnih
metalnih ploča
ploče (slika 3).
Tada izraz koji opisuje raspodjelu potencijala
3.1. Poprečne impedancije ploča u
u tlu glasi:
neograničenom sredstvu
(10)
Vlastita poprečna impedancija p-te
ekvipotencijalne kružne metalne ploče,
199
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
(13)
(16)
Lako se dobije da je međusobna impedancija
(17)
ploča u homogenom neograničenom sredstvu po
Galjerkin-Bubnovovoj metodi opisana izrazom:
gdje je:
Slika 5 Ekvipotencijalna kružna metalna ploča u homogenom
neograničenom sredstvu kompleksne provodnosti
(18)
u homogenom neograničenom
polumjera ap
dok je veličina α opisana izrazom (4), N izrazom
sredstvu kompleksne provodnosti
(slika 1)
(15), a prigušno-fazni faktor opisuje izraz:
opisana je izrazom:
gdje je RC udaljenost između središta razmatranih
ploča.
(14)
Za potrebe 2D numeričko-analitičke
integracije po površini p-te ploče površine Sp,
polovica p-te ploče podijeljena je na 25
Gustoća struje koju ploča s obje strane ispušta
dijelova u polarnom koordinatnom sustavu
u okolno homogeno i neograničeno sredstvo
(ρ, ϑ), a svakom od tih dijelova pridružena je
opisana je izrazom:
po jedna integracijska točka tako da duž osi ρ
i osi ϑ ima po 5 integracijskih točaka. Dakle,
(15)
gdje je, prema nazivlju metode konačnih
elemenata za ploču postavljenu u cilindrični
koordinatni sustav oblikovna funkcija:
Neka su dvije kružne međusobno paralelne
metalne ploče p i q, različitih polumjera ap i aq,
smještene u homogenom i neograničenom
Slika 7 Podjela p-te ploče za potrebe 2D numeričko-
analitičke integracije
Slika 6 Presjek paralelno ukopanih kružnih metalnih ploča u
integracijske točke su (ρi, ϑj) i = 1, 2,..., 5;
homogenom neograničenom sredstvu
(19)
sredstvu kompleksne provodnosti
, čiji su centri
horizontalno udaljeni za RC i vertikalno udaljeni
(20)
za zC
(slika 6).
200
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
j = 1, 2,..., 5 (slika 7).
Dane su koordinate Gaussovih integracijskih
točaka uj i njima pripadne težinske funkcije Hj za j
Vrijedi da je:
Tablica 1 Koordinate Gaussovih integracijskih točaka i njima
gdje su ui i uj, i = 1, 2,..., 5; j = 1, 2,..., 5
pripadne težinske funkcije
koordinate Gaussovih integracijskih točaka u
lokalnom 1D koordinatnom sustavu, (tablica 1).
(21)
Horizontalna udaljenost pojedine integracijske
točke (ρi, ϑj) ploče p od središta ploče q (slika 8)
Slika 8 Horizontalna udaljenost integracijske točke p-te
ploče od središta q-te ploče
=1, 2, …, 5 za lokalni 1D koordinatni
opisana je izrazom:
sustav, (tablica 1).
gdje je rC horizontalna udaljenost središta ploča.
Prema izrazu (22), kvazistatička
međusobna impedancija kružnih metalnih
ploča u homogenom i neograničenom sredstvu
(22)
(27)
Korištenjem numeričko-analitičke integracije,
izraz (16) poprima oblik:
opisana je izrazom:
3.2. Poprečne impedancije ploča u
(23)
dvoslojnom sredstvu
Neka je p-ta ekvipotencijalna kružna
gdje je P opisan izrazom (17), dok je:
metalna ploča polumjera ap ukopana u tlo
(24)
(25)
gdje su granice integrala:
(26)
Analitičkom integracijom izraza (23) dobije se
sljedeći izraz:
Slika 9. Ekvipotencijalna kružna metalna ploča ukopana u tlo
dvoslojnog sredstva
201
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
na dubini hp (slika 9).
Ako se primijeni metoda kvazistatičkog
(31)
odslikavanja (slika 10), vlastita poprečna
impedancija p-te ploče koja se nalazi u tlu
(32)
(28)
dvoslojnog sredstva opisana je izrazom:
(33)
gdje je:
gdje je:
I u ovom su slučaju, koordinate Gaussovih
kvazistatička vlastita poprečna
integracijskih točaka uj i njima pripadne težinske
impedancija p-te ploče u homogenom
funkcije Hj (tablica 1).
neograničenom sredstvu kompleksne
Neka su dvije metalne ploče ukopane u
provodnosti tla
,
1
kvazistatička međusobna poprečna
impedancija p-te ploče i njene refleksijske
slike u homogenom neograničenom
sredstvu kompleksne provnosti tla
,
1
Slika 11. Kružne metalne ploče ukopane u homogenom tlu
homogeno tlo te neka su ploče paralelne u odnosu
na površinu tla (slika 11).
(34)
(35)
Neka je Cp centar (središte) ploče p, a Cq centar
(središte) ploče q:
Međusobna impedancija ploča u homogenom
Slika 10. Ekvipotencijalna kružna metalna ploča ukopana
tlu lako se dobije iz izraza za međusobnu
u tlo dvoslojnog sredstva i njezina kvazistatička refleksijska
slika
faktor kvazistatičke refleksije.
Međutim, u ovom slučaju, zbog simetričnog
položaja slike ploče, u odnosu na ploču,
vrijedi jednostavniji izraz za međusobnu
kvazistatičku poprečnu impedanciju ploče
(29)
i njene refleksijske slike:
Slika 12. Odslikavanje q-te kružne metalne ploče ukopane u
(30)
homogenom tlu
202
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
impedanciju dviju ploča u homogenom i
neograničenom sredstvu, uz korištenje metode
odslikavanja (slika 12).
(36)
Konačni izraz za međusobnu impedanciju
ploča u homogenom tlu glasi:
gdje je:
kvazistatička međusobna impedancija
kružnih metalnih ploča u homogenom
i neogreničenom sredstvu
kvazistatička međusobna impedancija
p-te kružne metalne ploče i refleksijske
slike q-te metalne ploče u homogenom
i neogreničenom sredstvu
(37)
faktor kvazistatičke refleksije.
Slika 13. Načelni prikaz sastavnica elektromagnetskog
modela TS 110/35/10(20) kV Drniš za proračun raspodjele
struje zemljospoja
linearnih jednadžbi. Sve skupa ima zadanih 8001
(38)
ulazni podatak.
Prigušno-fazni faktor opisan je izrazom
Elektromagnetski model nadomješta,
gdje je:
(predstavlja u stvarnosti), 560 elektroenergetskih
međusobna udaljenost između središta ploča.
objekata, na području jednog dijela Operatora
distribucijskog sustava HEP-a, čija je površina
4. Primjer modela
3.031 kvadratni kilometar i ima oko 83.368
kupaca. Nakon izračuna za tu namjenu originalno
Model je razvijen tako da se koriste za
razvijenim računalnim programom, u prilogu [1]
uzemljivače trafostanica i stupova kružni pločasti
dobiveno je ukupno 3136 izlaznih podataka.
uzemljivači. Za kabele, segmenti jednožilnih
Elektromagnetski model, ali drugim
kabela. Vodiči dalekovoda kao i zaštitnu užad,
računalnim programom je prethodno provjeren
modeliraju se segmentima nadzemnih cilindričnih
i u studiji za potrebe Operatora prijenosnog
vodiča. Uzemljivačka užad se modeliraju
sustava HEP-a, gdje je obrađen 231 primjer
segmentima ukopanih cilindričnih vodiča.
pogonskih stanja, kvarova i radova na 35kV,
Ovisno o veličini modela uvode se nadomjesne
110kV i 220kV zračnim vodovima, kabelskim
jednočvorne impedancije, te trofazni naponski
vodovima i podmorskim kabelima [8].
izvori i zadani nulti potencijali. Navedene
sastavnice predstavljaju ulazne podatke za razvijeni
5. Zaključak
programski alat u pripremljenoj doktorskoj
disertaciji kojim je obrađeno distribucijsko
Razvijeni elektromagnetski model i proračuni
područje uz transformatorsku stanicu TS
provedeni razvijenim originalnim programom
110/35/10(20) kV Drniš, koje je načelnim prikazom
rezultiraju zaključcima koji upućuju na primjene
svedeno na jednopolnu shemu s ucrtanim kružnim
u elektroenergetskim sustavima za koje je
metalnim pločama (slika 13).
moguće donijeti odluke o pogonu rješavanjem
sličnih problema. Opažanja i razumijevanja
Ovaj elektromagnetski model je izgrađen s 1957
predmetne problematike slična su onima
sastavnica i ima 868 globalnih čvorova i isto toliko
203
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
iz ekspertnog računalnog sustava, (sadrži
primjene jer može biti modeliran bilo koji
mehanizam zaključivanja, bazu podataka i
novi ili postojeći eloektroenergetskih objekt,
bazu znanja), a koji se može promatrati kao
ali i njihova elektromagnetska stanja u
projektantsko pomagala. Prezentacijski materijal
cijelom sustavu. Modeliranje se može smatrati
obrade, naročito u [8] grafički prikazuje zorno
projektiranjem sustava koji se svodi na prototip
konkretna pogonska stanja, ali je njegova baza
kada se u sustav ubacuju realne ili simulirane
podataka raspoloživa za sve druge obrade koje
elektroenergetske komponente za bilo koji režim
uključuju analize i sinteze sličnih primjera jer se
rada. Kao takav izvrstan je alat za testiranje ili
parametri mogu mijenjati.
planiranje održavanja na velikim sustavima.
Iako projektiranje nije izum a niti otkriće,
Iako s odličnim rezultatima, na temelju
prezentirani proces modeliranja koji se shvaćen
stečenih iskustava otvorena su pitanja novih
kao projektiranje s konkretnim rezultatima
smjernica legislative i intelektualnog vlasništva
originalno je djelo. Dokazana je univerzalnost
nad ovakvim ekspertnim računalnim procesima -
projektantskim pomagalima.
6. Reference
[1]
Balaž Z.; Elektromagnetski model za
ing Transformers Using the Finite
izračun raspodjele struje zemljospoja;
Element Technique; International
Sveučilište u Splitu; Fakultet elektroteh-
Review on Modelling and Simulations
(IREMOS); No. 6 6; Part B; pp
nike, strojarstva i brodogradnje - FESB
1922-1927; 2013.
Split; Doktorski studij elektrotehnike i
informacijske tehnologije; Doktorska dis-
[6]
Vujević S.; Balaž Z.; Lovrić D.; Ground
ertacija pripremljena za predaju, 2014.
impedance of Cylindrical Metal Plate
[2]
Vujević S.; Balaž Z.; Modrić T.; Sarajčev
Buried in Homogeneous Earth; ISTET'11,
P.; Hybrid Model for Analysis of Ground
University of Klagenfurt, Austria;
Fault Current Distribution; International
25.-27. July, 2011.
Review of Electrical Engineering (IREE);
[7]
Vujević S.; Lovrić D.; Balaž Z.;
Vol. 7; No. 3; pp. 4035-4045; 2012.
Self and mutual ground impedances
[3]
Balaž Z.; Inženjerske metode elektromag-
of cylindrical metal plates buried in homo-
netskog modeliranja; Tehničko veleučilište
geneous earth; International journal
u Zagrebu; Rad pripremljen za Zbornik
of numerical modelling- electronic net-
radova Elektrotehničkog odjela TVZ-a;
works devices and fields; Rad prihvaćen
Rad br. 1, predan za objavu, svibanj 2014.
za objavljivanje u CC časopisu; 2014.
[4]
Lucić R.; Jurić-Grgić I.; Balaž Z.; Ground-
[8]
Vujević S.; Lucić R.; Jurić-Grgić I.;
ing Grid Transient Analysis Using the
Lovrić D.; Modrić T.; Balaž Z.;
Impruved Transmission Line Model Based
Izrada pravila i mjera sigurnosti za
on the Finite Element Method; European
osiguranje mjesta rada na elektroener-
Transactions on Electrical Power (ETEP
getskim vodovima; Sveučilište u Splitu;
2011.); DOI: 10. 1002/etep 664; 2011.
Fakultet elektrotehnike, strojarstva i
brodogradnje - FESB Split; Studija,
[5]
Vujević S.; Lovrić D.; Balaž Z.; Gaurina S.;
Time-Harmonic Modelling of Two-Wind-
veljače 2013.
AUTOR
Zdenko Balaž - nepromjenjena biografija nalazi
se u časopisu Polytechnic & Design
Vol. 2, No. 1, 2014.
204
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
USING SMART GRID TECHNOLOGY IN ENERGY
DISTRIBUTION SYSTEMS
Goran Kišan1, Silvi Kolarić2, Zoran Baus3, Dubravko Žigman4, Krunoslav Rukavina5,
Tihomir Čar6
1Systems Engineer, IN Time d.o.o. - TNT Global Express
2Senior Network Engineer, EagleBurgmann Germany GmbH & Co. KG
3Elektrotehnički fakultet Osijek
4Tehničko veleučilište u Zagrebu / NetAkademija
5Senior Security Analyst, ING Management Services s.r.o.
6Networking Consultant & Engineer, Spartacus rješenja j.d.o.o.
Abstract
1. Introduction
Using smart grid technology in today
Smart grid technology is based on IP
energy distribution systems will reduce cost,
transmission network technology (IEEE 802.3,
reach manageability, provide safety of energy
Ethernet, Metro-Ethernet). Such network design
supply chain to end customer and provide new
solution is based on the principle of service
innovative energy service delivery.
oriented network architecture (SONA) and top
Term “smart grid” can be explained with
-down network design as a hierarchical model.
following words - intelligent, self-sustained,
In order to meet above specified preconditions of
with management based on IP (Internet
service oriented network infrastructure, typical
Protocol) telecommunication network for
network topology design will be based on star
transportation of critical data in real-time from
or ring topology. Which topology to choose has
customer site (smart meters, smart homes, smart
to be based mainly on cost and other here none
buildings) and distributed power plants to central
specified factors. Technological features of such
management station (energy service provider
network are scalability, availability, performance
operations). Main function of the central
(capacity and speed), manageability, efficiency
management station is to acquire and evaluate
and security. [1] [2] [3]
stored data in real time and based on this stored
This modern technology will use in his access,
and evaluated data, in case of emergency, power
distribution and core network infrastructure wired
outage on some subsystem or increased need for
(copper and fibre optics) and/or wireless (3.5G
power on specific location, to apply necessary
and 4G - UMTS, LTE) solutions. In today’s
steps in real-time. Therefore data conformity and
terminology smart grid networks are representing
security in smart grid technology is an important
a platform based on IP technology which function
function concept to implement. Nevertheless
is to interconnect smart homes, smart connected
primary goal of smart grid technology is to
buildings, utility operations and power plants. To
improve the efficiency, reliability and safety
control, measure, monitor and act in real
of power delivery by modernizing both the
-time there is a substantial computing (server
transmission and the distribution grids.
systems) and network infrastructure to build up.
This article has a goal to provide a high-end
We will start with short explanation of server
top-level view of a modern telecommunication
infrastructure and continue with some sentences
infrastructure needed to implement a smart grid
about network infrastructure. [2]
technology into an energy transmission and
distribution grid.
2. Server network infrastructure for
Key words: energy distribution systems,
smart grid networks
smart grid, IP telecommunication networks,
To control and monitor thousands of smart
real time monitoring and control, data
home energy sensors (based on IP technology),
conformity and security
to store and control real-time data from this
205
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
in-house sensors is from a computing view
growth. Network core is a high-speed Layer 3
heavy-duty task. Under the terms store, control
routing environment for fast convergence in case
and monitoring is to understand an execution
of network link or node failure if this scenario
of specialized real-time application programs.
could occurs. Network core uses redundant point-
This specialized real-time application programs
to-point Layer 3 interconnections because of the
are producing specific data which is saved in
fact of fast convergence. Without a core layer, the
databases on storage system infrastructure
distribution layer network elements need to be
(billing, accounting). Application servers are
fully meshed. This type of design can be difficult
using virtual environment operating systems
to scale, and increases the cabling requirements,
solutions (i.e. Hyper-V or VMware) for high
because each new distribution network element
-availability and redundancy in active-active or
needs full-mesh connectivity to all the distribution
active-passive clustering configuration.
network elements. [2], [3]
To reduce high working load of virtualized
3.2. Distribution Network Layer
servers there is a need for implementation of
load balancing systems. [2]
The distribution layer aggregates traffic from
all network nodes and uplinks from the access
3. Network infrastructure and
layer. Quality of Service (QoS), load balancing
layered system IP topologies:
and high availability are the important functions
core, distribution, access
for this layer. High availability is provided
through dual paths from distribution layer to the
3.1 Core Network Layer
core and from the access layer to the distribution
layer. Distribution layer uses a combination of
The function of network core layer is to
Layer 2 and multilayer switching to segment
provide scalability, high availability and fast
network regions and isolate network problems
convergence. The core layer is the backbone
inside of them, by preventing the local regional
for network connectivity and is the connection
problems to impact the core layer. Distribution
point for distribution layer and server application
layer may be used to terminate VLANs from
network infrastructure. The core devices
access layer switches, also distribution layer
implement scalable protocols and technologies,
connects network services to the access layer and
alternate paths, and load balancing. The core layer
implements QoS, security, traffic loading, and
is designed for scalability and future network
routing policies. At last distribution layer can
Fig.1 - Example of
ring network topology
with implementation
of optical ring
(DWDM)
206
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
provide default gateway redundancy by using
4. Network Management
router redundancy protocols (i.e. Gateway Load
To apply network management strategies there
Balancing Protocol, GLBP or Virtual Router
will be two directions - reactive and proactive
Redundancy Protocol, VRRP). [2], [3]
management strategy. Reactive management
is reactive in process, meaning that network
3.3 Access Network Layer
administrator/engineer is reacting on specific
Access layer aggregates IP access devices and
fault or network event. Proactive management
provides uplinks to the distribution layer.
means that that network administrator/engineer
The access layer should support multiple features
proactively checking the health of the network
such as high availability, security and quality of
during normal operation to recognize potential
service (QoS). At the access layer, high availability
problems, optimize performance, and plan
is supported through various hardware and
upgrades in real-time. Proactive network
software functions. With hardware, system-level
management is desirable but can require that
redundancy can be provided using redundant
network management tools and processes be more
power supplies and redundant uplinks. It can also
sophisticated and imply more costs than with
be provided by default gateway redundancy using
reactive network management. [2], [4]
dual connections from access switches to redundant
4.1 Types of Network Management
distribution layer switches. With software, high
availability is supported through the use of first-
International Organization for Standardization
hop routing protocols, such as Virtual Router
(ISO) defines five types of network management
Redundancy Protocol (VRRP), and Gateway
processes (FCAPS): [4]
Load Balancing Protocol (GLBP). Access layer
• Fault management,
provides services for additional security against
unauthorized access to the network through the use
• Configuration management,
of tools such as IEEE 802.1x, port security, DHCP
• Accounting management,
snooping, Dynamic ARP Inspection (DAI), and IP
• Performance management,
Source Guard. Access layer allows prioritization
• Security management.
of mission-critical network traffic using traffic
Fault management refers to detecting, isolating,
classification and queuing as close to the ingress of
diagnosing, and correcting network problems, it
the network as possible. It supports the use of the
also includes processes for reporting problems to
QoS trust boundary. [2], [3]
end users and managers.
Fig. 2 - Example
of star network
topologies with
subsystems
207
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Accounting management facilitates usage-based
computing appliances. There is a two way
billing and to track unexpected traffic growth is so
approach to effective network management:
that the traffic can be considered during the next
in-band and out-of-band monitoring.
capacity-planning phase.
In-band monitoring, network management
Configuration management helps a network
data travels across network topology using the
administrator/engineer keep track of network
same paths as data traffic. This makes the network
devices and maintain information on how
management architecture easy to develop but
devices are configured and also provides change
results in the dilemma that network management
management.
data is impacted by problems on the network,
making it harder to troubleshoot the problems. [5]
Performance management includes examining
network application and protocol behaviour,
Out-of-band monitoring makes the network
analysing reachability, measuring response
design more complex and expensive, because of
time, and recording network route changes.
the fact that there are two deployed networks.
Performance management facilitates optimizing
Another trade-off with out-of-band monitoring is
a network, meeting service-level agreements
that there are security risks associated with adding
(SLA), and planning for expansion. Monitoring
extra links between NMSs and agents. [5]
performance involves collecting data, processing
To ensure high network availability,
some or all of the data, displaying the processed
management tools should support numerous
data, and archiving some or all of the data. [5]
features which can be used for performance,
Security management lets a network
fault, configuration, security, and accounting
administrator/engineer maintain and distribute
management. Ideally, the system should also
passwords and other authentication and
incorporate intelligence to identify trends that
authorization information. Security management
can predict a potential failure so that a network
also includes processes for generating,
administrator/engineer can take action before
distributing, and storing encryption keys. It
a fault condition occurs. Monitoring tools are
can also include tools and reports to analyse a
often based on following protocols and standards:
group of router and switch configurations for
Simple Network Management Protocol (SNMP),
compliance with site security standards. [5]
Remote Monitoring (RMON), Net Flow and
Management Information Bases (MIB). [1]
4.2 Network Management Architecture
Simple Network Management
Typical network management system
Protocol (SNMP)
architecture consists of managed devices, agents,
SNMP is supported by most commercial NMSs
and NMSs (Network-Management-System’s)
and many networking devices, including switches,
Fig. 3 - Using Smart Grid Technology in Energy Distribution Systems
208
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
routers, servers, and workstations. SNMP has
a unique identifier and network management
gained widespread popularity because of its
applications use the identifier to retrieve a value
simplicity and because it is easy to implement,
of specific object. [1]
install, and use. Also, when used with care,
SNMP does not over utilize the network.
5. Network Security
Interoperability between SNMP implementations
Security design is one of the most
from different vendors can be achieved with
important aspects of a network implementation.
minimal effort because SNMP is simple.
Increased threats from inside and outside the
SNMPv3 will replace SNMP versions 1 and 2
network require the most up-to-date security
because of security features implementation
rules and technologies. Security implementation
including authentication, to protect against
goal should be that security problems should not
modification of information, and secure set
disrupt the ability to provide business services,
operations for the remote configuration of
in this particular case transport of real-time data
SNMP-managed devices.
to manage smart grid network. Network design
Remote Monitoring (RMON)
should offer a solution against attacks on
real-time business data and other network
IETF developed the RMON MIB to provide
elements to be damaged or accessed
Ethernet traffic statistics and fault diagnosis.
inappropriately.
RMON agents gather statistics on cyclic
redundancy check (CRC) errors, Ethernet
Developing an effective security strategy
collisions, packet-size distribution, the number
and implementing this strategy to also effective
of packets in and out, and the rate of broadcast
security policy is a complex task. Security
packets. The RMON alarm group lets a network
implementations can add to the cost of deploying
administrator/engineer set thresholds for network
and operating a real-time data transportation
parameters and configure agents to automatically
network. Strict security policies can also affect
deliver alerts to NMSs. RMON also supports
the productivity, especially if some ease of use
capturing packets (with filters if desired) and
must be sacrificed to protect resources and data.
sending the captured packets to an NMS for
Security can also affect the redundancy of a
protocol analysis. [1]
network design if all traffic must pass through
encryption devices, for example.
Net Flow
Common practice is to build systems with
Collecting Net Flow data helps a network
just enough security to bring potential losses
administrator/engineer to visualize traffic
from a security breach down to a desired level.
patterns so that proactive problem detection
A practical goal should be that the cost to
is possible, it also allows implementation
implement security features does not exceed
of resource utilization (accounting).
the cost to recover from security incidents. [5]
Recommendation is to carefully plan Net Flow
deployment, with Net Flow services activated on
5.1 Identifying Network Assets
strategically located routers, usually routers on
First step in security design is identifying the
the edge of a network. Although Net Flow has
assets that must be protected, their value and
a performance impact on routers, the impact is
the expected cost associated with losing these
minimal and is less than the impact of RMON.
assets if a security breach occurs. Network
The benefits of Net Flow information gathering,
assets include hardware, software, applications
when compared to SNMP and RMON, include the
and data. Additional to that, assets also include
greater detail of data collected, the time stamping
intellectual property, trade secrets, and a company
of data, support for different data being gathered
reputation (imagine security breach to NSA
on different interfaces, and greater scalability.
IT infrastructure). Some of the most important
Management Information Bases (MIB)
network assets are the networking devices
A MIB stores information gathered by the
themselves, including servers, switches and
local management agent (computing process)
routers, and especially the firewalls and intrusion
on a managed device. Each object in a MIB has
detection systems (IDS) that provide security
209
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
services to network users. These devices are
Distributed denial-of-service (DDoS) attacks
attractive targets to hackers and must be hardened
are even worse than DoS attacks because the
(strengthened) against possible attacks. [5]
attacker targets multiple hosts, from various
networks, to attack the target.
5.2 Security Risks
DoS attacks also take advantage of a host’s
Security risk analysis, consequent building of
or application’s failure to handle unexpected
a security policy and secure network design is a
conditions, such as maliciously formatted input
continuous process, because of the fact that risks
data or a buffer overflow. DoS attacks are one
change in their severity on a regular basis. [3], [5]
of the most significant risks that a company must
recognize and manage, because they have the
Following security risk examples can arise if
capability to cause significant downtime. [5], [8]
information security is breached:
Data flowing through the network can be
6. Conclusion
intercepted, analysed, altered, or deleted,
With implementation of smart grid technologies,
compromising integrity and confidentiality;
the power industry and energy service providers
Related network services, which rely on trust
will undergo through the biggest change in near
among network devices, can be compromised,
history. Smart grid technology will require the
i.e., bad routing data or incorrect authentication
deployment of millions of electronic devices in a
information could be injected into the network;
home environment, buildings and industry
User passwords can be compromised and used
installations. [7]
for attacks other networks.
Over the next period of time energy service
The configuration of the device can be altered to
provider companies will need to:
allow connections that shouldn’t be allowed or to
Select end point devices - meters and sensors;
disallow connections that should be allowed. [8]
Build a reliable communication infrastructure to
5.3 Reconnaissance Attacks (IP scans)
connect and manage them;
Integrate numerous head end systems (smart
Reconnaissance attack provides information
about potential targets and their weaknesses
devices aggregation);
and is usually carried out in preparation for a
Deploy data storage and management solutions
more focused attack against a particular target.
to handle the vast amount of data;
Reconnaissance attackers use tools (nmap,
Implement sophisticated decision support
Nessus) to discover the reachability of hosts,
systems to optimize the grid operation and
subnets, services, and applications. In some cases
deliver the smart grid benefits;
the tools are relatively sophisticated and can break
Implement with cost efficiency, reliably and
through firewalls. [4]
reliably [6], [7]
5.4 Denial-of-Service Attacks
To success in this endeavour following points
should be in tightly view of project authority:
Denial-of-service (DoS) attacks target the
Implementation of comprehensive strategy
service availability of a network, host, or
that considers business, technical and regulatory
application, making it impossible for
requirements;
legitimate requests to gain access to service.
Robust IP telecommunication system
DoS attacks can easily interrupt business
processes and are relatively simple to conduct,
architecture with function of connecting all
endpoints to the central systems (as described
even by an unskilled attacker. DoS attacks
include the flooding of public servers with
here in this article);
enormous numbers of connection requests,
Gaining operational knowledge with field pilot
rendering the server unresponsive to legitimate
programs that is well integrated with IT
users, and flooding of network connections with
and field operations;
random traffic, in an attempt to consume as
Organizational change strategy to address the
much bandwidth as possible.
impact this massive technological change.
210
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Smart grid technology is here and now,
adapt to this new technology scenario and
energy service provider companies should
implement it.
7. Reference
[1]
RFC - http://www.ietf.org/rfc.html
[6]
CiscoEXPO2011 - Pametne električne
mreže i pametna brojila za kućanstva
[2]
Priscilla Oppenheimer - Top-Down
budućnosti
Network Design, Third Edition, Cisco
Press
[7]
CiscoEXPO2011 - Kako do energetskog
certifikata; Upravljanje energijom kao
[3]
Keith Hutton, Mark Schofield, Diane
mrežna usluga
Teare - Designing Cisco Network Service
Architectures, Second Edition, Cisco Press
[8]
Article from Internet, Smart Grid & Cy-
bersecurity - NEMA http://www.nema.org/
[4]
Andy Sholomon, Tom Kunath - Enterprise
gov/energy/smartgrid/upload/Smart_Grid_
Network Testing, Cisco Press
Today-04-14-09.pdf
[5]
Omar Santos - End-to-End Network
Security Defense-in-Depth, Cisco Press
AUTORI
Goran Kišan
Goran Kišan, ing. el. i
ICT Management, servis za pružanje internetskih
stručni specijalist inženjer
usluga.U svibnju 2013 g. osnivaSPARTACUS
informacijskih tehnologija
RJEŠENJA j.d.o.o. za računalne djelatnosti
diplomirao je 2014 g.
i usluge. Od lipnja 2013. zaposlen je u
na specijalističkom
međunarodnoj prijevozničkoj i špediterskoj
diplomskom stručnom
službi In Time d.o.o. - TNT Global Express na
studiju informatike,
poziciji sistemskog inženjera gdje je zadužen
Tehničkog veleučilišta u Zagrebu (TVZ).
za održavanje mrežne i računalne infrastrukture
Tijekom preddiplomskog stručnog studija
koja uključuje 5 poslovnica i 160+ djelatnikana
elektrotehnike u veljači 2009 g. pokreće i razvija
Hrvatskom tržištu.
Silvi Kolarić
Silvi Kolarić, dipl. ing. el.,
elektrotehnike i računarstva (FER) u Zagrebu.
diplomirao je Elektrotehniku
Zaposlen je u firmi EagleBurgmann GmbH &
1996 g., smjer Automatizacija
Co. KG (EBG), Wolfratshausen kao inženjer
- Infomacijska Tehnika na
mreža i računalne sigurnosti u odjelu Group
Visokoj Tehničkoj Školi u
IT Infrastruktura gdje je zadužen za planiranje,
Darmstadtu (Hochschule
administraciju te vođenje projekata za lokalnu
in Darmstadt, University
i globalnu mrežnu i računalnu infrastrukturu
of Applied Sciences) s naknadnim postupkom
koncerna EagleBurgmann (Wolfratshausen, Pune,
nostrifikacije diplome 1997 g. na Fakultetu
Frankfurt, Huston, Tokyo).
211
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Zoran Baus
Prof.dr.sc.Zoran Bausrođen
MIT-u (Massachusetts Institute of Technology).
je 1951., diplomirao
Na temelju međunarodnog natječaja za dodjelu
1975.,magistrirao 1987.,
financiranih projekata iz predpristupnih fondova
doktorirao 2004.god. na
Europske Unije iz Bruxelles-a, dodijeljen mu
Fakultetu elektrotehnike i
je 2004. god. projekt pod nazivom „Wireless
računarstva (FER) u Zagrebu.
Sensors“., iz fonda ITEA 1 (Information
Glavno područje njegovog
Technology for European Advsncement). Sljedeće
znanstvenog istraživanja je inteligentno upravljanje
godine, 2005. dodijeljen mu je novi projekt iz
i optimizacija procesa u elektroenergetskom
fonda ITEA 2, pod nazivom „4D Graphics and
sustavu. Dobitnik pet međunarodnih stipendija,
Animations“. Zaposlen je kao izvanredni profesor
kao doktorsku specijalizaciju na američkom
na elektrotehničkom fakultetu u Osijeku (ETFOS).
Mr. sc. Dubravko Žigman- nepromjenjena
biografija nalazi se u časopisu Polytechnic &
Design Vol. 2, No. 1, 2014.
Krunoslav Rukavina
Krunoslav Rukavina
pet godina radnog staža proveo je na poziciji
diplomirao je na TVZ-u
voditelja IT odjelaumeđunarodnoj prijevozničkoj
u Zagrebu 2008 g. na
i špediterskoj službi In Time d.o.o. - TNT Global
preddiplomskom stručnom
Express.Karijeru u području informatičke
studiju informatike. Nositelj
sigurnosti nastavlja u firmi The Herjavec Group
je nekoliko priznatih
na poziciji Junior Security Analyst gdje je
industrijskih certifikata
zadužen sa sigurnosna pitanja stranaka iz Kanade,
CCNA, CCNP, CCDA, CCNA Security, Comptia
Amerike i UK. Danas je zaposlen u firmi ING
Security+, IBM - QRadar i McAfee te također
Management Services s.r.o. na poziciji Senior
piše za IT Security časopis [Hack]in(Sight). Punih
Security Analyst sa prebivalištem u Pragu.
Tihomir Car
Tihomir Car, ing. el. i stručni
te CCNA Security. Svoju karijeru započeo je u
specijalist inženjer IT-a,
području optičkih telekomunikacijskih sistema
diplomirao je na TVZ-u u
radeći za Markoja d.o.o., nakon čega radi kao
Zagrebu 2013. Uz to stekao je
sistemski administrator u Hrvatskom Crvenom
certifikate iz područja mrežnih
križu u Novoj Gradišci te mrežni konzultant i
tehnologija i to CCNA,
inženjer za tvrtku SPARTACUS RJEŠENJA
CCNP Routing & Switching
j.d.o.o.s kojom surađuje i danas.
212
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
POKRETI I ANIMACIJA U SOLIDWORKSU
Andrija Bernik1, Zvonimir Sabati2, Mihael Ladić3
1Sveučilište Sjever, Sveučilišni centar Varaždin
2Fakultet organizacije i informatike Varaždin
3Centrometal d.o.o.
Sažetak
1. Uvod
Za prodaju proizvoda, uz kvalitetu koja
Kako bi se proizvod prodao, uz kvalitetu
je ključna za uspjeh, vrlo je bitno i njegovo
proizvoda koji je ključan za uspjeh, vrlo je bitno i
predstavljanje kako bi se privukao kupac. U radu
njegovo predstavljanje kako bi se privukao kupac.
je objašnjen način stvaranja 3D videoanimacije
Svaki kupac želi znati što kupuje, te što će dobiti
u programu Solidworks za predstavljanje
kupnjom nekog proizvoda. Kod predstavljanja
konkretnog proizvoda. Animacija prikazuje
nekog proizvoda često se koristi videotehnologija
stvaran proizvod, njegovu unutrašnjost i
kako bi se prikazala funkcija proizvoda.
pomične dijelove. Za svaki pojedini dio video
Videotehnologija omogućuje prikaz tog proizvoda
animacije koristi se najprikladnija vrsta
u stvarnom radu, ali taj prikaz je ograničen na
animiranja. Za animiranje kamere koja prikazuje
vanjski dio, ono što se vidi izvana, dok se zapravo
proizvod, koristi se slobodni način animiranja, a
najčešće ključni dijelovi funkcioniranja ne mogu
za prikaz fizikalnih pojava koriste se računalne
vidjeti izvana i ne mogu biti zabilježeni kamerom.
simulacije pokreta. Za svaki dio animacije
Tu se krije ključ uspjeha 3D videoanimacije.
napravljen je jedan isječak, a pomoću programa
Pomoću računalnog programa može se kreirati
Adobe After Effects napravljena je konačna
video koji prikazuje samo središte proizvoda, mogu
cjelina sa svim potrebnim efektima kako bi se
se vidjeti svi elementi, način rada itd. Solidworks
prikazao rad proizvoda.
je danas jedan od najraširenijih 3D CAD programa
koji uz modeliranje i razvijanje proizvoda, nudi i
Ključne riječi: 3D, Animacija, Cjelina, Proizvod,
izradu videoanimacije i simulacije proizvoda. Iako
Simulacija
mnogi misle da je animacija i simulacija isti pojam,
Abstract
zapravo postoji bitna razlika koja će se najbolje
vidjeti u konkretnom primjeru. Za dobivanje
To sell a product with its own quality that
konačnog videa biti će potrebna kombinacija
is essential for success, it is very important
simulacije i animacije.
to have a visual presentation that will attract
the customers. This paper explains how to
U programu Solidworks postoji tri načina
create 3D video animation and represent a
izrade animacije. Slobodno animiranje, automatsko
particular product with the use of Solidworks
generiranje pokreta i računalne simulacije pokreta
software. The animation shows actual product,
(eng. point by point, motion study, motion
its interior and moving parts. For each part
analysis). Slobodno znači da se objekt miče iz
of the video animation, it is chosen the most
jednog mjesta u drugo bez ikakvih utjecaja okoline,
suitable technique for animating. A method of
drugog objekta, sile teže pa čak i ako taj put znači
free movement animation is used to animate
da će biti u dodiru s drugim objektom, jednostavno
the camera that shows the product, and for the
će proći kroz taj drugi objekt. Kod slobodne izrade
physical movements of the product, precalculed
animacije postavljaju se ključne točke u kojima
simulations were used. One clip was made for
neki objekt mijenja svoju poziciju.
each part of theanimation and the final cut that
Automatski generirani pokreti se baziraju na
shows all necessary elements of the product was
spojevima i odnosima između objekata. Objekt se
made with the use of Adobe After Effects.
može pomaknuti ako mu se promijeni masa tijela
ili je u koliziji s drugim tijelom, te automatski to
Key words: 3D, Animation, Final animation,
tijelo silom djeluje na drugo tijelo itd.
Product, Simulation
213
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Kod računalnih simulacija pokreta objekti
Tablica 1 Upravitelj animacije
nemaju fiksne pozicije jedni između drugih,
nego se njihova pozicija mijenja s obzirom na
njihovu masu, vanjske utjecaje, silu teže, njihovih
međusobnih kolizija itd.
Kad se radi bilo koji dio konačne animacije,
treba procijeniti koji od ove tri vrste animiranja
će se koristiti. U ovom radu će konačna animacija
sadržavati sve tri vrste animiranja. [1]
2. Vremenski slijed, traka i
upravitelj animacije
Vremenski slijed (eng. timeline) je vremensko
sučelje za animaciju. Prikazuje vrijeme i vrste
pokreta i promjena u studiju za animiranje.
Kada se postavi vremenski pokazatelj na željeno
vrijeme, u grafičkom prozoru može se napraviti
željena promjena u tom vremenu, i u vremenskom
slijedu će se automatski stvoriti ključne točke i
ključni okviri koji grafički prikazuju promjenu.
U svakom trenutku može se vidjeti što će se
Ključne točke i ključni okviri razvrstani su
dešavati u animaciji. U tablici 1 su prikazani svi
po bojama kako bi se lakše identificirala vrsta
alati upravitelja animacije i njihovo značenje.
promjene koja se događa u animaciji. Na slici 1
je prikazan jedan vremenski slijed koji ima više
3. Veze i alati animiranja
vrsta promjena u animaciji, duljina animacije je
prema slici 14,5 sekundi.
U tablici 2 prikazani su alati koji omogućuju
Vremenska traka (eng. time bar) nalazi se iznad
automatsko generiranje ključnih točaka prema
vremenskog slijeda i prikazuje vrijeme u kojem se
nekim uvjetima. Slobodno animiranje podržava
nalazi vremenski slijed. Za određivanje vremena na
jedino motor kao jedina stavka generiranog
koje se odnosi vremenski slijed moramo pritisnuti
animiranja u tom načinu rada.
dio na vremenskoj traci, a siva vertikalna linija
Motor je alat koji automatski generira
koja prolazi sve do vremenskog slijeda prikazuje u
pokrete koji se dešavaju u različitim vrstama
kojem se trenutno vremenu nalazimo.
stvarnih motornih pogona. Postoje tri različite
vrste motora: rotacijski, linearni te motor prema
Upravitelj animacije je skup alata koji nam
zadanoj krivulji (moguće samo u računalnim
omogućuju brzi pregled onoga što smo animirali.
analizama pokreta). Motoru se mogu mijenjati
razna svojstva, smjer, brzina vrtnje, ubrzanja, itd.
Može se postaviti konstantna brzina ili pak zadane
oscilacije. Također, može se postaviti i određeni
Tablica 2 Alati animiranja
Slika 1 Vremenski slijed i vremenska traka
Slika 2 Vremenska traka je postavljena na 6 sekundi
214
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
broj vrtnji, tj. udaljenost ili da nakon zadane
osi, ali se ne mogu odvojiti od te zadane osi zbog
vrijednosti motor stane itd.
definirane veze.
Opruga (eng. spring) je alat koji se koristi
Postoji više vrsta veza, a u ovom radu su bitne
kako bi se simuliralo ponašanje opruge. Postoji
standardne veze (eng. standard mates) koje će
niz atributa koje je potrebno zadati kako bi se
se u ovom radu i koristiti, te uključuju sljedeće
simulirao rad opruge. Kako bi se dobila realistična
pojmove koji se neće dodatno objašnjavati:
opruga koja se u animaciji ponaša slično kao u
stvarnosti, potrebno je poznavati fizičke zakone te
Poklapanje (veza koja dvjema površinama ne
dopušta da se razdvoje)
prema tome zadati postavke opruge.
Koncentrično podudaranje (objekti dobivaju
Amortizer (eng. damper) simulira sustav za
zajedničku os po kojoj se moraju kretati)
prigušivanje osciliranja između dva objekta.
Udaljenost između objekata
Namijenjen je kako bi što prije vratio sustav u
Zaključavanje trenutnog položaja (položaj objekta
ravnotežu bez osciliranja.
prema nekom drugom objektu)
Sila (eng. force) omogućuje nekom objektu
Paralelno podudaranje
pojavu koja ga vuče prema drugom objektu ili
Okomitost (dodaje se veza koja će uvijek
određenom smjeru što ovisi o postavkama koje se
elemente držati okomitima) i
mogu mijenjati. Može se postaviti mnogo načina
prema kojima će sila djelovati. Sila može biti
Tangente (jedan će objekt uvijek dodirivati drugi)
frekventna, konstantna, obrtna itd. U ekstremnim
4. Izrada praktičnog rada
slučajevima, sila se može zadati pomoću
nacrtanog vremenskog grafa.
4.1 Animiranje kamere
Kontakt (eng. contact) simulira doticaj između
Najčešće se slobodno animiranje (eng. key by
dva objekta kad im se susretnu točke kretanja.
key) koristi kod objekata koji nemaju nikakve
Kontakt se može simulirati samo kada su tijela
utjecaje kao npr. kamera. Iako se u videoanimaciji
kruta (eng. solid bodies). U postavkama kontakta
kamera ne vidi, ona je također objekt koji se može
postavlja se materijal za oba objekta te njihovi
kretati kao i svaki drugi, no kamera se nikad neće
dodatni parametri koji su bitni za što realniju
vidjeti u animaciji.
simulaciju kontakta. Mogu se postaviti parametri
Za animiranje kamere koristi se vizualni prikaz
poput trenja, ljepljivosti, elastičnosti itd.
i ručno unošenje parametara prema kojima će
kamera snimati animaciju.
Veze (eng. mates) su geometrijski odnosi
između dvije montažne komponente. Kada se
Kad se otvori polje za animiranje kamere,
doda neka veza, definira se preostali slobodan
automatski se otvore dva prozora, u lijevom
smjer kretnje. Naprimjer, dva objekta mogu imati
prozoru vidi se cijeli model i kamera koja
vezu zajedničke osi te se oni mogu micati po toj
ga okružuje (može biti i više kamera), u tom
Slika 3 Lijevi i
desni prozor kod
postavljanja kamere
215
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
prozoru kameri se mogu mijenjati parametri ili
se može pomicati mišem. U desnom ekranu vidi
se točno što ta kamera vidi, tj. točno ono što će
se vidjeti u animaciji.
4.2. Dodavanje transparentnosti i prikaz
interijera
U točki 4.1 kamera je postavljena da se
kreće osam sekundi. Toliko će trajati animacija.
Kako bi se pokazali peleti u spremniku,
Slika 5 Ključni okvir koji se generira dodavanjem
prednjoj stranici spremnika potrebno je dodati
transparentnosti
transparentnost, tj. prozirnost. Potrebno je
na vremenskoj zadati vrijeme na kojem će
se postaviti transparentnost, uključiti tipku
“Autokey” i u glavnom prozoru doći mišem na
prednju stranicu spremnika, zatim kliknuti desni
klik i klik na ikonu “Change transparency”.
U vremenskoj traci stvorit će se dvije ključne
točke i ključni okvir. Prva ključna točka bit će
postavljena na nultu sekundu, a druga ključna
točka bit će postavljena na drugu sekundu
jer je tako bilo zadano prije nego se dodala
transparentnost. Na slici će se transparentnost
Slika 6 Odgađanje izvršavanje transparentnosti na 1 sekundu
izvršiti unutar vremena označenog ključnim
okvirom. Prema slici 5 postepeno će se dodavati
mišem povući nultu ključnu točku i postaviti
je na željenu sekundu. Prema slici 6 najprije
transparentnost kako vrijeme prolazi. U nultoj
sekundi neće biti transparentnosti, a u drugoj
će spremnik jednu sekundu biti neproziran,
a od prve do druge sekunde će se postepeno
sekundi će biti maksimalna transparentnost.
izvršiti transparentnost i tako će ostati do kraja
Ako se želi postići da se ne počne izvršavati
animacije, ukoliko nekim ključnim točkama nije
transparentnost odmah od nulte sekunde, treba
drugačije zadano.
4.3. Automaska dobava peleta u ložište
Kako bi se izradio ovaj dio koriste se računalne
simulacije pokreta, potrebno je najviše vremena i
ovo je najzahtjevniji dio. Nakon što se postave svi
parametri računalo će za svaku pojedinu sličicu
izračunavati gdje će se i kako ponašati pojedini
objekt. Jedna sekunda animacije ima 25 sličica,
a za prikazivanje dobave peleta u ložište bit će
potrebno oko 30 sekundi, to znači da računalo
mora obraditi 750 sličica. Za ovaj zadatak,
prosječnom kućnom računalu potrebno je nešto
više od pet sati izračunavanja pokreta.
Iz tog razloga je vrlo važno ispravno postaviti
sve parametre jer ako se neki parametar izostavi,
izračun može otići u pogrešnom smjeru i
simulacija će biti neupotrebljiva.U izborniku za
vrstu animiranja odabere se “Motion analysis”.
Slika 4 Dodavanje transparentnosti
216
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
rotacijski motor. Da bi uključili motor, potrebno
je pritisnuti ikonu motora, zatim se pojavi prozor
s postavkama, izabere se objekt koji se rotira (u
ovom slučaju zavojnica transportera) te drugi
objekt koji zadaje smjer. Mogu se postaviti i
ostali parametri poput načina i vrste rotiranja,
brzine itd.
Prije nego što pokrenemo računalne simulacije
pokreta, potrebno je još dodati kontakte između
objekata. Ukoliko se ne bi dodali kontakti, objekti
bi neprestano prolazi jedni kroz druge poput
Slika 7 Odabir načina animiranja
duhova. Peleti koji putuju kroz cijev moraju imati
kontakt sa zavojnicom i sa cijevi dobave kako bi
se kretali prema ložištu. Za sve kontakte koriste se
kruta tijela (eng. solid bodies).
4.4. Automatsko čišćenje rešetke ložišta
Kako bi se prikazalo automatsko čišćenje
rešetke ložišta koristit će se odnosi između
objekata (eng. mates). Ako se pomakne zupčasta
Slika 8 Dodavanje gravitacije
staza pomoću motora, treba se pomaknuti i
rešetka ložišta. Potrebno je dodati vezu između
Kada se odabere vrsta animiranja potrebno
rešetke ložišta i zupčaste staze. Kad je vremenska
je dati sve uvjete, elemente, sile, itd. prije
traka postavljena na nultu sekundu, pritisne se
izračunavanja. Najprije dodajemo gravitaciju
svim objektima koji se nalaze u animaciji.
ikona “mate” i izaberu se dva ili više objekta
Nije potrebno posebno označavati objekte, već se
između kojih se dodaje odnos.
jednostavno dodaje gravitacija te izabere željeni
Za prikaz čišćenja rešetke ložišta najbolji
smjer gravitacijske sile.
rezultat će se dobiti ako se zaključa (eng. lock)
Kako bi se motor puža okretao potrebno mu
odnos između rešetke ložišta i zupčaste staze
je dodati posebnu silu. Može se dodati moment,
motora. Kad se jedan od ta dva objekta pomakne,
ali u Solidworsku postoji alat koji simulira
drugi će se prilagoditi prvom tako da uvijek
Slika 9 Dodavanje
rotacijskog motora
217
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Postavi se pokazivač na vremenskom
slijedu na vrijeme u kojem se želi dodati
transparentnost, pritisne se desni klik na
željenom objektu (u ovom slučaju prednjim
vratima) i zatim naredba “change transpareny”.
Opcija “autokey” mora biti uključena.
4.5. Vađenje kutija za pepeo
Slika 10 Dodavanje veza između objekata
Za prikaz vađenja kutija za pepeo koristi se
slobodno animiranje jer će u ovom slučaju to biti
najbrži način. Za otvaranje vrata koristit će rotiranje
oko određene pozicije. Izabere se slobodno
animiranje i zatim se izabere željeno vrijeme u
vremenskoj traci. Zatim je potrebno označiti cijela
prednja vrata koja će se otvarati i izabrati naredbu
“Rotate” U postavkama za rotiranje potrebno je
izabrati način “rotate by entity” i zatim označiti
poziciju oko koje će vrata rotirati.
Slika 11 Rešetka ložišta i zupčasta staza
Ako je naredba “Autokey” uključena,
potrebno je potezom miša rotirati vrata tako
njihova međusobna udaljenost, kut i položaj budu
da se otvore i definirati će se ključni okvir koji
kao na početku. Animiranjem pokreta dobije se
označava otvaranje vratiju. Na isti način se
dojam da je to zapravo jedan objekt.
animiraju i donja vrata i vađenje kutija za pepeo,
samo što se za vađenje kutija za pepeo koristi
Kako bi se vidjela unutrašnjost sve do rešetke
naredba “move”. Kamera se animira na isti način
ložišta, svim objektima koji su ispred treba
kao i do sada.
dodati transparentnost ili ih maknuti ukoliko
nije potrebno njihovo prikazivanje. Pošto će se
transparentnost animirati, potrebno je raditi u
vremenskom slijedu.
Slika 13 Rotiranje Objekta
4.6. Spremanje animacije
Spremat će se više kratkih animacija iz
Solidworksa i zatim će se one spojiti u završnu
kompoziciju u programu Adobe After Effects.
Kada se postavi pojedina animacija potrebno
je pritisnuti ikonu “Save animation”. Pojavit će
Slika 12 Dodavanje transparentnosti vratima u prvoj sekundi
se prozor u kojem se zadaju izlazni parametri
animacije
218
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
animacije, mjesto na koje će se spremiti
animacija, veličina i širina i broj sličica u sekundi.
Vrlo je važno da se u svakoj pojedinoj animaciji
izabere isti broj sličica u sekundi i ista rezolucija
tako da u završnoj kompoziciji ne bi došlo do
odstupanja između pojedinih isječaka. Može se
spremiti cijela ili samo dio animacije. Ako se želi
spremiti samo dio animacije, tada je potrebno
izabrati vremenski raspon (eng. time range) što
određuje koji dio animacije će se spremiti.
4.7. Izrada završen kompozicije u
programu Adobe After Effects CS5
Kako bi se prikazao rad nekog kompletnog
proizvoda potrebno je više video isječaka spojiti
u jedan. Solidworks omogućuje kvalitetnu izradu
animacija ali da bi dobili kvalitetnu cjelinu
potrebno je koristiti program koji pruža više
mogućnosti oko kompozicije.
Kako bi se stvorila nova kompozicija potrebno
Slika 15 Postavke renderiranja
je pritisnuti kraticu ctrl+n. Otvori se novi prozor
u kojem se postavljaju postavke puput duljine
sloj završiti i zatim se pojaviti drugi sloj. Tekst se
trajanja kompozicije, rezolucije, imena itd.
dodaje u kompoziju tako da se pritisne layer > new
Kako bi se dodali svi video isječci koji su bili
> text. Stvorit će se novi sloj u koji se može upisati
renderirani u Solidworksu potrebno je pritisnuti
i vizualno obraditi tekst i zatim na vremenskoj
file > import > file i zatim odabrati datoteke
traci jednostavnim povlačenjem postaviti duljina i
koje su potrebne. Osim videoisječaka mogu se
mjesto na kojem će se tekst pojaviti.
dodavati i slike, glazba itd.
Kada se doda tekst i postavi njegovo mjesto
Kvadratići grupirani po bojama označuju vrstu
i trajanje, tekst će se u zadano vrijeme samo
isječka koji se stavlja u kompoziciju. Zeleni
pojaviti i nakon nekog vremena nestati. To ne
isječak označava zvučni ili videozapis. Crveni
izgleda baš jako dobro pa se često dodaju neki
isječak označava tekst a ljubičasti označava
efekti. Tekstu se može promijeniti način na koji
slikovni zapis. Svaki posebni isječak tj. kvadratić
se pojavi u kompoziciji, njegova brzina, smjer,
označava jedan sloj (eng. layer). Sloj koji se nalazi
vrtnja, transparentnost itd.
najviše uvijek će se pokazivati prvi a svaki sljedeći
layer će biti prikazan jedan niže, tj. ispod. Kako
U kompoziciji će se postaviti efekt
bi se slojevi izmjenjivali u vremenu mora najviši
tipkanja teksta. Taj efekt se izrađuje pomoću
Slika 14 Vremenski slijed
219
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
transparentnosti (eng. opacity). Nakon što se
Prije nekoliko godina bilo je potrebno svaki
stvori novi tekst u layeru je potrebno pritisnuti
model posebno spremiti u nekom drugom
text > animate > opacity.
formatu kako bi se u nekom specijaliziranom
programu za animiranje mogla napraviti
Zatim se u layeru postavi početna
animacija. Često bi prilikom takvih konverzija
transparentnost na 0, jer se na početku tekst neće
objekt izgubio mnoga svojstva te bi trebalo
vidjeti. Offset se također postavi na vrijednost
puno vremena i znanja kako bi se dobio neki
nula u početnoj poziciji i pritisne se ikona za
konkretan rezultat.
postavljanje ključne točke. Nakon toga se pomoću
U praktičnom zadatku se vidi koliko je važno
pokazivača vremena dođe na završnu točku teksta
izabrati način animiranja pojedinih dijelova. Da
i offset se postavi na 100. Ako se pritisne tipka za
se animirala dobava peleta pomoću slobodnog
pregled kompozicije vidi se da se tekst postepeno
načina animiranja, trebalo bi svaki pelet pomicati
ispisuje na ekranu. Kako bi se dobio dojam
svaku sekundu i pretpostaviti kako će se ponašati
tipkanja, potrebno je umetnuti i zvučni efekt koji
kad se dotaknu sa nekim drugim objektom. Tu se
je prethodno umetnut u kompoziciju.
najviše vidi razlika između slobodnog animiranja
i računalnih simulacija pokreta. Kod postavljanja
Kad se završi s izradom kompozicije, potrebno
parametara za računalnu simulaciju pokreta,
je stvoriti videoformat koji će biti čitljiv na svakom
potrebno je unaprijed pretpostaviti kakvi će se
računalu. Pritisne se na tipku composition>add
pokreti formirati i kakav rezultat ćemo dobiti.
to render queue.Na donjem dijelu programa
Trebalo je uvijek unaprijed znati što se u animaciji
pojavi se novi prozor u kojem se mogu mijenjati
mora vidjeti. Iako je u stvarnosti spremnik pun
postavke izgleda, rezolucije, kvalitete, vrsta izlazne
drvenih peleta, u ovom radu bilo bi jako teško
videodatoteke itd. Kako bi se došlo u postavke
zadati uvjete i odnose za svaki pojedini pelet jer
pritisne se “Output Module”, a kako bi se odabralo
u stvarnom spremniku postoji više tisuća peleta
mjesto na koje će se spremiti video datoteka
i prosječno kućno računalo ne bi moglo izvesti
pritisne se tipka “Output to: “
tako težak zadatak. Zato se koristilo nekoliko
U postavkama se izabere željeni format,
desetaka peleta i to je bilo dovoljno da se prikaže
rezolucija, kvaliteta i sve ostale opcije koje bi
putovanje peleta kroz pužni transporter, dok
mogle biti važne za bolji rezultat. Obavezno
se za prikaz peleta u spremniku koristila samo
treba označiti polje “Audio Output” jer ako se
naljepnica sa slikom peleta koja je dala dojam
ovo polje zaboravi uključiti, videodatoteka neće
punog spremnika.
sadržavati nikakav zvuk bez obzira što je on
Kod prikaza čišćenja rešetke ložišta također
postavljen u programu. Nakon što se postave sve
je bila potrebna improvizacija i snalažljivost.
postavke pritisne se tipka “Render”. Vizualnim
Solidworks je CAD program i ne pruža toliko
prikazom može se vidjeti koliko je još ostalo
mogućnosti kao što pružaju specijalni programi za
za renderiranje, a kratki zvuk označava da je
3D video animaciju. Nije moguće u Solidworksu
renderiranje završilo.
dodati dim, vatru itd. Zato je vrlo važno pripremiti
animaciju na način da je kasnije u nekom drugom
5. Zaključak
programu lakše dodati specijalne efekte, odnosno
Solidworks je jedan od najkorištenijih CAD
treba ‘’misliti unaprijed’’. Često se dogodilo da
programa na svijetu. Iako je animiranje dodano
se spremi animacija koja se kasnije nije mogla
u posljednjim verzijama, sve se više pažnje
iskoristiti jer je bilo nemoguće dodati specijalne
posvećuje upravo toj mogućnosti programa.
efekte koji bi učinili animaciju realističnom.
220
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
6. Preporučena literatura
-
Dassault Systemes SolidWorks Corp.:
content&view=article&id=540:fly-
CREATING ANIMATIONS USING
by-animacija-u-solidworks-u-
SOLIDWORKS,Waltham,SAD,2012.
2&catid=105&Itemid=555, pristupano:
2.5.2014
-
Dassault Systemes: Key Frames and Key
Points, 2013., dostupno na: http://help.
-
Dassault Systemes: Grouping Components
solidworks.com/2012/English/SolidWorks/
in Contact, 2013., dostupno na:http://help.
motionstudies/Key_Frames_and_Key_
solidworks.com/2012/English/SolidWorks/
Points.htm, pristupano: 10.3.2014)
motionstudies/t_contact_groups_Group-
ing_Components_in_Contact.htm, pris-
-
Chika Asistent: Motion study u solid-
tupano: 10.5.2014
works-u, 2013., dostupno na: http://www.
chikaasistent.com/index.php?option=com_
-
McadCafe: Solidwors Motion: Part 3 -
content&view=article&id=536:moti
Motor, 2014., dostupno na: http://www10.
on-study&catid=105&Itemid=555, pris-
mcadcafe.com/video/SolidWorks-Solid-
tupano: 13.3.2014
Works-Motion-Part-3-Motors/43740/me-
dia.html, pristupano: 10.5.2014
-
Jose Inzunza: Solidworks Animation, 2014.
dostupno na: http://www.pinterest.com/
-
Solidworks Apac: Gravity Simulation
jinzunza08/solidworks-animation/, pris-
Ball in Bowl for FIRST Robotics, 2012.,
tupano: 24.4.2014
dostupno na: http://www.solidworks-apac.
com/2009/01/12/gravity-simulation-
-
Chris Meyer,Trish Meyer: Creating Motion
ball-in-bowl-for-first-robotics/, pris-
Graphics with After Effects. Elsevier,
tupano:10.5.2014
SAD, 2010
-
Wix: Assemblies-advanced-mates, 2014.,
-
Chika Asistent: Fly by animacije u solid-
dostupno na: http://www.solidworksles-
works-u, 2013., dostupno na: http://www.
sons.info/#!__assemblies-advanced-mates,
chikaasistent.com/index.php?option=com_
pristupano: 20.5.2014
AUTORI
Andrija Bernik
Andrija Bernik je rođen 24.
je dvije dekanove nagrade za izvrsnosti i
ožujka 1985. u Karlovcu.
trud. Sudjelovao i pobjeđivao na brojnim
Završio je srednju Tehničku
natjecanjima u području 3D modeliranja i
školu - smjer Elektrotehnika
animacije. Završetkom studija stekao je visoku
u Karlovcu. Diplomirao je
stručnu spremu i stručno zvanje diplomirani
na Fakultetu organizacije i
informatičar. 2010. Završava Pedagoško
informatike 2009. godine
psihološko izobrazbu, Učiteljskog fakulteta
s diplomskim radom ‘’Autodesk Maya’’.
u Zagrebu, te iste godine upisuje doktorski
Izdana mu je potvrda o Top 10% diplomanata
studij informacijskih znanosti na Fakultetu
2009. uz vrlo dobar prosjek ocjena. Dobitnik
organizacije i informatike.
Zvonimir Sabati
Rođen 25. siječnja 1957.
elektrotehnički fakultet u Zagrebu, magistrirao
godine u Knegincu Donjem,
1988. računalske znanosti na istom fakultetu, a
gdje i sada živi u roditeljskoj
doktorirao iz područja informacijskih znanosti na
obiteljskoj kući s kćerkom
Fakultetu organizacije i informatike u Varaždinu
Tihanom, zetom Vladimirom
1992. godine. Radio je 9 godina u Varteksu. U
i majkom Franciskom.
Elektroničkom računskom centru 3,5 godina i 5,5
Završio je 1980. godine
godina u Tiskari Varteks, na radnom mjestu šefa
221
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Fotosloga, da bi se početkom 1990. zaposlio na
različita mandata (1993-1995, 2001.-2005., 2008.-
FOI Varaždin, prvo kao asistent, a od 1993. kao
2009.) obnašao dužnost župana Varaždinske
docent na dva kolegija: Obrada teksta i slike i
županije, a dužnost saborskog zastupnika u
Informacijski sustavi u uredskom poslovanju, koje
Hrvatskom saboru obnašao u tri uzastopna
još i danas predaje, uz Ured i uredsko poslovanje
mandata od 1997.-2008. Vijećnik Skupštine
koje predaje na studiju PITUP. Posebno
Varaždinske županije u svim mandatima
područje znanstvenog i poslovnog interesa je 3D
od 1993. godine do danas. Bio predsjednik
modeliranje i obrada trodimenzionalnih modela za
NO Narodne novine od 2000. - 2003., a član
lasersko graviranje unutar kristalnog stakla. U tri
NO HEP od 2010.-2011.
Mihael Ladić
Srednja škola: Tehnička
radionice i natjecanja, gdje se mogu pohvaliti
škola Čakovec 2006-2010
državnim natjecanjima u tehničkim zanimanjima
(Tehničar za računalstvo);
te državnoj smotri “Lidrano”. U slobodno vrijeme
Fakultet: Sveučilište Sjever,
najviše se bavim sportom jer smatram da je sport
Varaždin 2010-2014 (Stručni
pokretač svijeta. Najviše volim nogomet koji
prvostupnik inženjer
igram amaterski u lokalnom nogometnom klubu,
multimedijske i grafičke
te tenis koji igram rekreativno. Radim u jednoj
tehnologije) Dolazim iz malenog i mirnog mjesta u
poznatoj Međimurskoj tvrtki u kojoj se bavim
Međimurju. Po zanimanju sam stručni prvostupnik
multimedijalnim poslovima poput obrade slika,
inženjer multimedijske i grafičke tehnologije.
izrade promotivnih materijala, izrade i održavanje
Tijekom školovanja polazio sam na mnoge
web stranice i drugo.
222
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
ANALIZA UČINKA HRVATSKIH I SVJETSKIH ZNANSTVENIH
INSTITUCIJA U VIRTUALNOJ PROMOCIJI NOVOG ZNANJA
IMPACT ASSESSMENT OF CROATIAN AND GLOBAL
SCIENTIFIC INSTITUTIONS ON THE VIRTUAL PROMOTION
OF NEW KNOWLEDGE
Mile Čolić, Ivan Dunđer
Filozofski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, Odsjek za informacijske i komunikacijske znanosti
Sažetak
Gospodarski razvoj svakog društva ovisan je
increasingly virtual, due to new information
o upravljanju novim znanjem, tj. o upravljanju
technologies. Based on the research, which was
idejama, inovacijama i izumima, a pretpostavka
conducted on two presentation portals of new
uspješnog ekonomskog razvoja temelji se
knowledge, one Croatian and one Canadian,
na efikasnom upravljanju novim znanjem.
both identical in type, it was noted that Croatian
Znanstvene institucije diljem svijeta trebaju biti
scientific institutions do not promote virtually
značajan izvor novog znanja te dati doprinos
new knowledge, whereas scientific institutions
u kreiranju i promociji novih proizvoda, čija
of developed countries virtually promote in a
bi komercijalizacija omogućila gospodarski
particularly efficient way. This research paper
rast i razvoj. Takva promocija sve više postaje
also establishes a correlation between the virtual
virtualna, i to zahvaljujući novim informacijskim
promotion of new knowledge and the level of
tehnologijama. Na temelju istraživanja koja su
economic development.
izvršena sadržajnom analizom na dva istovrsna
Key words: new knowledge, scientific institutions,
prezentacijska portala novog znanja, hrvatskom
virtual promotion of new knowledge, internet
i kanadskom, uočeno je da hrvatske znanstvene
portals, information sciences
institucije virtualno ne promoviraju novo znanje,
dok su znanstvene institucije razvijenih zemalja
1. Uvod i teorijska rasprava
iznimno učinkovite u virtualnoj promociji. Ovim
znanstvenim radom uspostavljena je i korelacija
Ekonomski rast i razvoj društva danas je
između virtualne promocije novog znanja te
iznimno ovisan o znanju, vještinama i stručnoj
stupnja gospodarske razvijenosti.
osposobljenosti radno-sposobnog stanovništva, a
društva koja efikasno upravljaju novim znanjem
Ključne riječi: novo znanje, znanstvene
upravljaju i globalnim ekonomskim procesima[1].
institucije, virtualna promocija novog znanja,
Upravljati novim znanjem predstavlja
internetski portali, informacijske znanosti
proces upravljanja idejama, inovacijama i
Abstract
izumima, a njihovom primjenom, razvojem i
realizacijomnastaju novi proizvodi [2].
Economic development of all societies
depends on new knowledge management, i.e.
S obzirom da takvi proizvodi još nemaju
on the management of ideas, innovations and
tržišnu prepoznatljivost i korisnike, treba ih
inventions, whereas the hypothesis of successful
adekvatno promovirati. Jedan od mogućih načina
economic development is based on efficient new
promocije novog znanja, jest virtualna promocija
knowledge management. Scientific institutions
koja koristi nove informacijsko-komunikacijske
throughout the world need to be a significant
tehnologije i nove medije, prvenstveno internet
source of new knowledge and contribute to the
i specijalizirane internetske portale s ciljem
creation and promotion of new products, which
učinkovitog upravljanja novim znanjem te
commercialisation would enable economic growth
postizanja značajnih marketinških rezultata[2].
and development. Such promotion becomes
Naime, virtualna promocija na internetu dodaje
223
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
brojne nove značajke u odnosu na tradicionalne
ulažu u znanje i istraživanje u budućnosti će jačati
kanale promocije, kao što su interaktivnost,
položaj na tržištu, a inovacije će im osigurati
multimedijalnost, društvena konvergencija,
prednost pred konkurencijom. Primjerice,
dostupnost, a pri tome je ažurna i dostupna po
kompanija Bayer svoja izdvajanja za istraživanje
povoljnim cijenama (često i besplatna).
i razvoj u 2013. godini planirala je povećati na
ukupno €3.2 milijarde [8].
Današnje potrošačko društvo je u stalnoj
potrazi za novim proizvodima koji nude garanciju
Razvoj informacijskih tehnologija dinamizirao
praktične ili zanimljive upotrebe, a tvrtke
je proces globalizacijete omogućio upravljivo
koje pravovremeno uspijevaju proizvesti nove
nametanje tehnoloških rješenja i kulturoloških
proizvode postaju globalni gospodarski lideri [3].
osobina razvijenih nad manje razvijenim
Prema [4], znanost pruža važan doprinos jačanju
društvima, koja su se našla pod ugrozom identiteta
ekonomije utemeljene na znanju, a znanstvena
i suverenosti. Naime, prema [9], globalne
istraživanja dovode do novih spoznaja i
mreže bogatstva, moći i informacija zaobilaze
tehnoloških rješenja. Sposobnost da se znanstveni
modernu državu-naciju i ona gubi znatan
rezultat pretvori u uspješan komercijalni proizvod
dio svoje suverenosti. Prema [10], procesom
od ključne je važnosti za budući gospodarski
globalizacije mnogim poduzećima postaje jasno
razvoj zemlje.
da vodeće industrijske nacije mogu ostati trajno
konkurentnima samo ako bolje iskoriste znanje
Razvijena društva strategiju razvoja temelje
kao proizvodni čimbenik.
prvenstveno na znanju, odnosno upravljanju
znanjem, a tržišnu pobjedu odnose tvrtke
Procesi globalizacije i tehnološke dominacije
koje kontinuirano kreiraju nove inovacije.
zahvatili su i hrvatsko društvo, koje nema
Prema [5], upravljanje znanjem obuhvaća sve
dovoljno snage, vizije niti znanja da postane
aktivnosti i procese koje stvaraju okruženje u
partner u kreiranju nove svjetske ekonomije, već
kojem dolazi do kreiranja i korištenja osobnog i
je pasivni konzument stranih proizvoda. Hrvatsko
organizacijskog znanja. Ideje,inovacije i izumi
novo znanje obično se pretvara u strane nove
ključni su u procesu kreiranja novih proizvoda,
proizvode. Drugim riječima, hrvatski kreatori
a intelektualno vlasništvo postaje generator
novog znanja vrlo često odlaze u strane države
fizičkog kapitala. Intelektualno vlasništvo
kako bi realizirali svoje kreativne ideje [2].
određuje procese na tržištu, a tvrtke s najviše
Takvo stanje je rezultat upravljanja hrvatskim
inovacija i patenata postaju najprofitabilnije
društvom „izvana“ i „iznutra“. Izvana se
i najperspektivnije. Prema [6], intelektualno
istodobno pojavljuju osmišljene ili nametnute
vlasništvo u Sjedinjenim Američkim Državama,
društvene devijacije koje više ili manje
vodećoj zemlji u stvaranju informacijskog
usporavaju, kontroliraju i ugrožavaju razvoj
društva, najbitniji je izvozni proizvod.
i implementaciju znanosti, struke, tehnike i
Većina današnjih uspješnih kompanija svoj
tehnologije u cjelovit i ravnomjeran napredak
razvoj temelji na efikasnom upravljanju znanjem,
neke regije ili dijela svijeta [11]. Iznutra,
a to znanje i intelektualni kapital predstavljaju
uzroci takve stvarnosti leže između ostalog i u
sve značajnijevrijednosti jednog gospodarskog
neprepoznavanju i ignoriranju hrvatskih kreatora
subjekta. Današnja ekonomija temelji se
novog znanja, koji imaju potencijale stvoriti nove
prvenstveno na učinkovitom upravljanju novim
vrijednosti, odnosno nove proizvode. Naime,
znanjima, informacijama i mrežnoj organizaciji
čimbenici rasta temeljeni na znanju u Republici
poslovanja, a nove informacijske tehnologije
Hrvatskoj nisu prepoznati kao pokretači razvoja, a
omogućile su brz i interaktivan prijenos
nedostatak vizionarske politike u svrhu strukturne
informacija te pokrenule dinamično umrežavanje
prilagodbe gospodarstvu znanja pokazuje se
gospodarskog poslovanja na globalnoj razini.
bitnim čimbenikom usporavanja rasta [12].
Prema [7], prilagodba poduzeća svjetskim
Republika Hrvatska načelno pruža potporu
trendovima posebice u primjeni informacijske
znanstvenim institucijama pa se shodno tome u
tehnologije, postaje pitanje nužnosti i preduvjet
znanost ulažu i određena sredstva: od 2007. do
opstanka na globaliziranom tržištu, a ne samo
2013. godine Ministarstvo znanosti, obrazovanja
pitanje izbora poslovne strategije. Kompanije koje
i športa financiralo je oko 2300 projekata na
224
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
kojima je radilo 2500 znanstvenih novaka. Uz
inovacije i izume (hrvatskom i kanadskom),
navedene projekte, Hrvatska zaklada za znanost
odnosno na hrvatskom internetskom portalu
financirala je u istom razdoblju oko 450 projekata
Genius - Croatia (http://genius-croatia.
koji su bili koncipirani na drukčiji način i u
com/svi-projekti/#all/1/list) te kanadskom
kojima je naglasak bio na jačanju međunarodne
internetskom portalu IdeaConnection (http://www.
kompetitivnosti [13]. Na temelju gore navedenih
ideaconnection.com/new-inventions/). Hrvatski
podataka, koje je objavilo Ministarstvo znanosti,
portal nastao je 2013. godine u Rijeci, a kanadski
obrazovanja i športa realno je očekivati i nove
2007. godine. Sadržajno su vrlo slično koncipirani.
vrijednosti na tržištu kojima su kreatori hrvatski
Genius- Croatia jedini je hrvatski prezentacijski
znanstvenici. Istraživački dio ovoga rada ispitat
portal, dok je kanadski odabran s obzirom da je
će upravo razinu virtualne promocije tržišne
u trenutku provođenja istraživanja, u siječnju
realizacije znanstvenih projekata.
2014. godine bio najbolje rangiran na internetskim
tražilicama prilikom unosa ključnih riječi „ideas,
2. Cilj i hipoteza istraživanja
inventions and innovations“.
Glavna istraživačka varijabla bit će„Autor
Cilj ovoga rada jest na temelju istraživanja
na dva relevantna prezentacijska portala za
-promotornovog znanja“, tj. utvrdit će se u kojem
omjeru su autori-promotori novog znanja tvrtke,
virtualnu promociju novog znanja, tj. ideja,
inovacija i izuma (hrvatskom i kanadskom)
fizičke osobe i drugi, a u kojem omjeru znanstvene
institucije. Također će biti istraženi etnička
utvrditi učinak hrvatskih i svjetskih znanstvenih
institucija u virtualnoj promociji novog
pripadnost autora-promotora novih proizvoda te
kategorije (znanstvena područja) novih proizvoda.
znanja, odnosno proizvoda, tj. ispitati njihovu
zastupljenost među objavljenima na portalima.
Istraživanja na hrvatskom portalu bit će
Nadalje, cilj jest utvrditi iz kojih država
provedena na ukupnoj populaciji, tj. bit će
autori-promotorinovih proizvoda dolaze, tj.
obrađeni svi novi proizvodi (ukupno 37), koji su u
koje države prednjače u kreativnom stvaranju i
trenutku provođenja istraživanja, u siječnju 2014.
virtualnoj promociji novog znanja. Također valja
godine, virtualno promovirani na portalu.
utvrditi koja su znanstvena područja brojčano
Istraživanja na kanadskom portalu bit će
najzastupljenija na prezentacijskim portalima za
provedena na uzorku od 0.67%, a što predstavlja
virtualnu promociju novog znanja.
također 37 novih proizvoda, od ukupno 5519
koliko ih se u trenutku provođenja istraživanja,
Osnovna hipoteza ovog istraživanja jest da
gospodarski uspjeh svakog društva ovisi i o
u siječnju 2014. godine, virtualno promoviralo na
portalu. Istražen je svaki 149. novi proizvod i to
kreativnom stvaranju njenih znanstvenika te
promociji novog znanja. Pretpostavka jest da
slijedno s obzirom na datum objave.
su znanstvene institucijeu stranim razvijenim
Iako će istraživanja biti provedena na relativno
društvima iznimno produktivne i da kvalitetnom
malenom uzorku, ona će jasno ukazati na trendove
virtualnom promocijom novog znanja pozitivno
i profile inovatora koji virtualno upravljaju novim
utječu na rast i razvoj gospodarstva, dok hrvatske
znanjem. A pored toga, veličina uzorka ionako nije
znanstvene institucije nisu dovoljno efikasne
garancija reprezentativnosti.
u virtualnom promoviranju novog znanja.
Nadalje, sâmi istraživački rezultati mogu biti od
4. Rezultati istraživanja i pojašnjenje
koristi onima koji odlučuju o načinu raspodjele
rezultata
sredstava namijenjenih kreativnom stvaranju i
Istraživanja na portalima Genius - Croatia
promociji novog znanja.
i IdeaConnection izvršena su kvantitativnom
3. Znanstvene metode i varijable
i kvalitativnom metodom analize sadržaja u
siječnju 2014. godine, a dobiveni rezultati
istraživanja
prikazani su u nastavku.
Istraživanja će se provesti kvantitativnom i
Autori-promotori novih proizvoda na portalu
kvalitativnom metodom analize sadržaja na dva
Genius - Croatia (grafikon 1) pretežno su fizičke
istovrsna prezentacijska portala za nove ideje,
osobe zastupljene s 65%, a slijede ih udruge
225
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
pojedinci (udruge), dok hrvatske znanstvene
institucije nisu prepoznale važnost virtualne
promocije novog znanja. U nastavku (tablica 2)
prikazana je etnička pripadnost autora-promotora
na portalu Genius - Croatia.
Hrvatskim portalom dominiraju autori-
promotori iz Hrvatske s cca. 76%, a ostali
autori-promotori dolaze iz susjednih zemalja
iste jezične skupine. Na drugom mjestu s cca.
19% su autori-promotori iz Srbije, svi redom iz
Grafikon 1. Autori-promotori novih proizvoda na hrvatskom
Subotice. Hrvatski portal Genius - Croatia sadrži
prezentacijskom portalu Genius -Croatia.
149 puta manje novih proizvoda u odnosu na
Graph 1. Authors-promoters of new products on the Croatian
kanadski portal IdeaConnection, a promotori
presentation portal Genius - Croatia.
iz visokorazvijenih država nisu prisutni na
hrvatskom portalu.
s 19% te tvrtke (16%). Znanstvene institucije
Na kanadskom portalu za virtualnu promociju
virtualno ne promoviraju niti jedan novi proizvod
(0%). Na temelju ovog dijela istraživanja može se
novog znanja IdeaConnection (grafikon 2), autori-
promotori novih proizvoda su u 70% slučajeva
utvrditi da pojedinci, tj. fizičke osobe dominiraju
u kreativnom stvaranju i virtualnoj promociji
tvrtke, a u 30% slučajeva znanstvene institucije.
Iz ovoga proizlazi da su tvrtke temeljni nositelji
novog znanja u Hrvatskoj, dok znanstvene
institucije nisu zastupljene među novim
kreativnog stvaranja i virtualne promocije novog
znanja na kanadskom portalu. Zastupljenim
proizvodima na portalu Genius - Croatia. Također
je vidljivo da hrvatske tvrtke kao temeljni nositelji
tvrtkama je očito vrlo važno da svojim imenom
i brandom stanu iza novih proizvoda, jer im to
gospodarskog razvoja svake države sudjeluju u
promociji novih proizvoda tek s 16%.
omogućuje tržišnu prepoznatljivost i uspjeh.
Međutim, ovdje valja istaknuti kako fizičke
Pozitivno iznenađenje predstavljaju udruge
osobe, tj. pojedinci vrlo vjerojatno sudjeluju u
koje se nalaze na drugom mjestu s 19% te
procesu stvaranja novih proizvoda, tj. mogu biti
zajedno s fizičkim osobama dominiraju hrvatskim
nositelji patentnih prava, ali na tržištu iza novih
prezentacijskim portalom za virtualnu promociju
proizvoda imenom stoje tvrtke koje su proizvod
novog znanja s 84%. Iz ovoga proizlazi, da se
komercijalno realizirale.
u virtualnoj promociji hrvatske kreativnosti i
inovativnosti ponajviše ističu pojedinci i udruženi
Za istraživačku tematiku ovoga rada, iznimno
je bitan podatak da na ovom portalu znanstvene
Tablica 1. Etnička pripadnost autora-promotora novih
institucije sudjeluju u virtualnoj promociji novih
proizvoda na hrvatskom prezentacijskom portalu
Genius - Croatia.
proizvoda s čak visokih 30%, što govori o snazi
i stupnju razvijenosti zemlje u kojoj znanstvene
Table 1. Ethnicity of authors-promoters of new products on
the Croatian presentation portal Genius - Croatia.
institucije stvaraju, a za pretpostaviti je da su
mnogi novi proizvodi koje virtualno afirmiraju
Etnička pripadnost
tvrtke, izravno proizašle između ostalog i iz novih
Udio
RBr.
autora-promotora
Ukupno
znanstvenih otkrića sa znanstvenih institucija.
(u %)
novih proizvoda
Na temelju prikazanih rezultata može se
1
Hrvatska
28
75.67
utvrditi da je dobitna formula za napredak i
gospodarski razvoj naprednih društava sadržana
2
Srbija
7
18.91
u zajedničkom svrsishodnom djelovanju tvrtki i
znanstvenih institucija.
3
Bosna i Hercegovina
1
2.70
Kanadskim prezentacijskim portalom
dominiraju autori-promotori novih proizvoda iz
3
Slovenija
1
2.70
Sjedinjenih Američkih Država (SAD-a) s 48.64%,
bez obzira što portal nije registriran u SAD-u.
Izvor: vlastito istraživanje (siječanj 2014.)
226
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Tablica 3 prikazuje 12 najrazvijenijih država
svijeta te rangira ostale države s obzirom na ljudski
razvojni indeks (HDI, eng. Human Development
Index) i indikator je općeg stupnja razvijenosti
jedne države [14]. Sjedinjene Američke Države
prema podacima za 2013. godinu zauzimaju treće
mjesto, Nizozemska četvrto, Njemačka je na petom
mjestu, a Japan na desetom mjestu. Među prvih 20
najrazvijenijih država svijeta, 8 ih je zastupljeno
novim proizvodima na kanadskom portalu
IdeaConnection.
Grafikon 2 Autori-promotori novih proizvoda na kanadskom
prezentacijskom portalu IdeaConnection.
Rezultati istraživanja prikazani u tablicu 2 nisu
nimalo iznenađujući. Naime, Sjedinjene Američke
Graph 2 Authors-promoters of new products on the Canadian
presentation portal IdeaConnection.
Države već desetljećima podupiru inovativnost.
Primjerice, prema [6], 2000. godineu SAD-u je
Promotori novih proizvoda iz države u kojoj
osnovana tvrtka IntellectualVentures, čiji je osnivač
je registriran portal IdeaConnection (Kanada)
znanstvenik i bivši glavni tehnolog Microsofta,
prisutni su tek u 2.7% slučajeva te zajedno
NathanMyhrvold, a bavi se proizvodnjom,
s još devet drugih država zauzimaju peto
kupnjom i prodajom novih ideja, inovacija i
mjesto (tablica 2). Na drugom mjestu nalazi se
patenata. Tvrtka je u nekoliko godina svojeg
Njemačka s cca. 14%, a slijede Kina i Japan
postojanja kupila oko tisuću patenata i inovacija te
s po 5.4%.
ih prodala ili dala u zakup drugim tvrtkama, koje su
njihovom primjenom povećale godišnje profite za
Tablica 2 Etnička pripadnost autora-promotora novih
proizvoda na kanadskom prezentacijskom portalu
više od milijardu dolara.
IdeaConnection.
Kao što je već spomenuto, na kanadskom
Table 2 Ethnicity of authors-promoters of new products on
portalu znanstvene institucije su autori-promotori
the Canadian presentation portal IdeaConnection.
novih proizvoda u 30% slučajeva, međutim,
dublja analiza podataka pokazuje da portalom
Etnička pripadnost
Udio
IdeaConnection dominiraju znanstvene institucije
RBr.
autora-promotora
Ukupno
(u %)
iz Sjedinjenih Američkih Država (72.72%), dok
novih proizvoda
su znanstvene institucije iz Austrije, Španjolske i
Sjedinjene Američke
1
18
48.64
Velike Britanije zastupljene s po 9.09%. Iz ovoga
Države
proizlazi da su znanstvene institucije iz Sjedinjenih
2
Njemačka
5
13.51
Američkih Država vodeći virtualni afirmatori
3
Japan
2
5.40
i promotori novog znanja. Hrvatska i susjedne
4
Kina
2
5.40
države nisu zastupljene na kanadskom portalu
5
Australija
1
2.70
za virtualnu promociju novog znanja. Drugim
riječima, najrazvijenije države svijeta imaju i
5
Austrija
1
2.70
učinkovitije virtualno upravljanje novim znanjem
5
Kanada
1
2.70
u usporedbi s manje razvijenim državama.
5
Finska
1
2.70
Grafikon 3 prikazuje rezultat analize kategorija
5
Francuska
1
2.70
(znanstvena područja) novih proizvoda, koje
5
Italija
1
2.70
promoviraju znanstvene institucije.
5
Nizozemska
1
2.70
Novi proizvodi iz područja medicine,
5
Španjolska
1
2.70
biomedicine i farmaceutike su najbrojniji
Ujedinjeni Arapski
5
1
2.70
s udjelom u iznosu od 54.54%, na drugom
Emirati
mjestu su proizvodi iz područja elektronike i
5
Velika Britanija
1
2.70
elektrotehnikes 27.27%, a slijede proizvodi iz
područja energije, okoliša i materijala s 9.09%
Izvor: vlastito istraživanje (siječanj 2014.)
te novi proizvodi iz područja strojarstva i
227
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Tablica 3 Najrazvijenije države svijeta prema ljudskom
razvojnom indeksu (HDI).
Table 3 Most developed countries in the world according
to the Human Development Index (HDI).
Ljudski
razvojni
RBr.
Država
indeks
(HDI)
1
Norveška
0.955
2
Australija
0.938
3
Sjedinjene Američke Države
0.937
Grafikon 3 Prikaz znanstvenih institucija prema
4
Nizozemska
0.921
najzastupljenijim kategorijama novih proizvoda na
kanadskom prezentacijskom portalu IdeaConnection.
5
Njemačka
0.920
Graph 3 Illustration of scientific institutions according to the
most frequent categories of new products on the Canadian
6
Novi Zeland
0.019
presentation portal IdeaConnection.
7
Irska
0.916
brodogradnje također s 9.09% (vidi grafikon 3).
8
Švedska
0.916
Vidljivo je da znanstvene institucije ponajviše
virtualno promoviraju novo znanje povezano
9
Švicarska
0.913
s medicinom i farmaceutikom, a potom
10
Japan
0.912
elektronikom i elektrotehnikom.
11
Kanada
0.911
5. Zaključak
12
Južna Koreja
0.909
Novo znanje predstavlja prvenstveno nove ideje,
izume i inovacije, a njihovom realizacijom nastaju
novi proizvodi. Pri tome valja naglasiti, kako
18
Austrija
0.895
kvalitetno upravljanje novim znanjem osigurava
20
Francuska
0.893
i dinamizira razvoj i napredak društva. Međutim,
da bi novo znanje, odnosno novi proizvodi postali
21
Finska
0.892
vidljiva informacija u očima krajnjih korisnika,
21
Slovenija
0.892
pored klasičnih marketinških metoda danas se
primjenjuju i novi mediji za virtualnu promociju.
23
Španjolska
0.885
Istraživanja u ovom radu provedena su pomoću
25
Italija
0.881
kvantitativne i kvalitativne metode analize
sadržaja na dva istovrsna internetska portala,
26
Velika Britanija
0.875
jednom hrvatskom, Genius - Croatia te jednom
42
Ujedinjeni Arapski Emirati
0.818
kanadskom, IdeaConnection.
Na hrvatskom portalu pokazalo se, da kao
47
Hrvatska
0.805
autori-promotori u virtualnoj afirmaciji novih
64
Srbija
0.769
proizvoda, fizičke osobe (pojedinci) sudjeluju
s 65%, a slijede ih udruge s nešto manje od
81
Bosna i Hercegovina
0.735
20% te tvrtke s 16%. Iznenađujuće, znanstvene
101
Kina
0.699
institucije virtualno ne promoviraju niti jedan
novi proizvod na spomenutom portalu. Portalom
Izvor: vlastito istraživanje, podaci preuzeti sa
Genius - Croatia prevladavaju autori-promotori iz
“StatisticalTablesfromthe 2013 Human Development
Hrvatske (3/4) i Srbije (cca. 19%), a zastupljene
Report” (https://data.undp.org/dataset/Table-2-Human-
su i druge susjedne zemlje. Ovi podaci mogu biti
Development-Index-trends/efc4-gjvq) te obrađeni
sadržajnom analizom (siječanj 2014.)
od značaja i onima koji odlučuju o raspodjeli
228
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
sredstava namijenjenih kreatorima i virtualnim
Stupanj razvijenosti država (HDI) čiji su
promotorima novog znanja.
autori-promotori, s obzirom na broj novih
proizvoda najzastupljeniji, iznimno je visok.
Na kanadskom portalu kao autori-
Naime, prema toj mjeri Sjedinjene Američke
promotorinovog znanja sudjeluju tvrtke s čak
Države zauzimaju treće mjesto, Njemačka peto,
70%, te znanstvene institucije s visokih 30%.
Japan deseto itd. Očigledno je, da su Sjedinjene
Portalom dominiraju Sjedinjene Američke Države
Američke Države, čije su znanstvene institucije
s cca. 49%, a slijede Njemačka s 13.51%, Japan,
kreirale te zatim promovirale brojčano najviše
Kina i druge države. Znanstvene institucije
novih proizvoda, ujednoi gospodarski najmoćnija
koje su kao promotori novog znanja prisutne na
država na svijetu. Ostale zastupljene države
portalu, također su pretežno iz SAD-a (72.72%),
također imaju iznimno razvijena gospodarstva.
a slijede europske države: Austrija, Španjolska
te Velika Britanija s po 9.09%. Brojčano
Istraživački rezultati potvrđuju osnovnu
najzastupljenije kategorije novih proizvoda
hipotezu ovog rada,tj. da je gospodarski uspjeh
koje promoviraju znanstvene institucije su
svakog društva ovisan o kreativnom stvaranju
medicina, biomedicine i farmaceutika s cca. 55%,
njenih znanstvenika i promociji novog znanja,
elektronika i elektrotehnika s 27.27%, te s po
te da hrvatske znanstvene institucije, u usporedbi
9.09% kategorije energija, okoliš i materijali,
s razvijenim zemljama svijeta nisu dovoljno
te strojarstvo i brodogradnja.
efikasne u virtualnoj promociji novog znanja.
6. Reference
[1]
Vujić, V.; Ivaniš, M.; Bojić, B.; Utjecaj
[7]
Jujnović, I.; Utjecaj informacijske teh-
globalne krize i novih izazova na ljudski
nologije na integraciju logističkih procesa;
razvoj;Fakultet za menadžment u turizmu i
Printed Grafika d.o.o.; p. 306; Osijek, 2011.
ugostiteljstvu; p. 108.; Opatija, 2001.
[8]
http://www.bayer.hr/scripts/pages/en/vijes-
[2] Dunđer, I.; Čolić. M.;New Knowledge
ti96.php; 15.3.2014., Dekkers, Marijn.
Management in Croatia andAnalysisof
[9]
Castels, M.; Moć identiteta; Golden mar-
Croatian InnovationRealization; Interna-
keting; Zagreb, 2002.
tional ScientificConference On Printing&
Design 2014, ed. Žiljak Vujić J., ISBN 978-
[10]
North, K.;Upravljanje znanjem, vođenje
953-706-420-4; Tuheljske Toplice, 2014.
poduzeća usmjereno prema znanju; Nak-
lada Slap; p. 1; Jastrebarsko, 2008.
[3]
Čolić, M.; Dunđer, I.; Lugović, S.; Com-
parative Research on Croatian and Global
[11]
Čikić, A.; Znanost, tehnika, tehnologije,
Information Systems for Virtual New
gospodarstvo - idu li u istom smjeru; Visoka
Knowledge Management; International
tehnička škola u Bjelovaru; Bjelovar, 2010.
ScientificConference On Printing& Design
[12]
Glavaš, J.; Uloga znanja u generiranju
2014, ed. Žiljak Vujić J.,ISBN 978-953-
konkurentske prednosti / doktorska disertacija.
706-420-4; Tuheljske Toplice, 2014.
Osijek: Ekonomski fakultet, 2012, 164 str.
[4]
http://www.bicro.hr/docdokumenti/
[13]
http://public.mzos.hr/Default.
bicro_gi2011_finweb.pdf; 12.2.2014.,
aspx?art=12719; 21.3.2014; Ministarstvo
Marijanović, D.
znanosti, obrazovanja i sporta
[5]
Šiber Makar, K.; Metode i sustavi upravl-
[14]
Konrad, E.; National Culturesand Human
janja znanjem u gospodarstvu i konkurent-
Development Indeks; Psihologijske teme,
ska prednost / magistarski rad. Zagreb:
Vol. 21, No. 3; pp. 549-556; 2012.
Ekonomski fakultet, 2006, 3 str.
[6]
Mesarić, M.;XXI stoljeće, doba sudbonos-
nih izazova;Prometej; p. 29; Zagreb, 2008.
229
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
AUTORI
Mile Čolić
Mile Čolić, diplomirani
komunikacijskih znanosti
inženjer telekomunikacijskog
na Filozofskom fakultetu Sveučilišta
prometa i inženjer
u Zagrebu. Područje znanstvenog interesa su
elektrostrojarstva. Radi
mu prvenstveno informacijski sustavi za
kao stručnjak u Sektoru
upravljanje novim znanjem. Objavio je nekoliko
za informatičku potporu
znanstvenih i stručnih radova iz područja
poslovnih procesa u tvrtci Croatia Osiguranje d.d.
upravljanja novim znanjem. Govori njemački i
u Zagrebu. Doktorand je na Poslijediplomskom
ruski te se služi engleskim jezikom. Oženjen je
doktorskom studiju informacijskih i
i otac troje djece.
Ivan Dunđer
Ivan Dunđer, mag. inf.,
sustava. Izlagao je na brojnim međunarodnim
inženjer je informacijske
konferencijama s međunarodnom recenzijom te se
tehnologije i doktorand na
znanstveno i stručno usavršavao na seminarima,
Odsjeku za informacijske
certificiranim programima edukacije, javnim
i komunikacijske znanosti
tribinama i izlaganjima, okruglim stolovima,
pri Filozofskom fakultetu
na konferencijama i radionicama u Hrvatskoj i
Sveučilišta u Zagrebu. Znanstveno-istraživački
inozemstvu. Objavio je dvadesetak znanstvenih
je angažiran na području obrade prirodnog
radova te sudjelovao u više znanstveno-
jezika, strojnog prevođenja i evaluacije,
istraživačkih projekata. Aktivno participira u
jezičnih i govornih tehnologija, upravljanja
radu znanstvenih i stručnih udruženja te govori
znanjem te modeliranja i razvoja informacijskih
njemački, engleski i francuski jezik.
230
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
PREMOŠTENJE ŠPILJE U TUNELU ‘’VRATA’’
Jure Galić
Sedra građenje d.o.o.
Sažetak
Prikazuje se projekt premoštenja špilje u tunelu
Projektom su predviđene sljedeće faze radova:
‘’Vrata’’ na Autocesti Rijeka-Zagreb u sklopu
1.
Stabilizacija stijenki špilje prema geotehničkom
nadopune na puni profil autoceste. Kako ovakvi
projektu;
prirodni objekti predstavljaju nepremostivu
2.
Izrada nasipa u špilji koji bi služio kao podloga
zapreku projektiranom načinu gradnje tunela
na kojoj će se betonirati nosači tunelske obloge i
bilo je potrebno pristupiti projektiranju tehničkog
nosači kolnika;
rješenja za premoštenje špilje. Kod projektiranja
3.
Izrada temeljne grede upornjaka na koju se
novog objekta najprikladnije rješenje traženo
je obzirom na skučene uvjete tunela, nosivost
oslanjaju nosači;
konstruktivnih elemenata budući da tunelska
4.
Izrada nosača i kolničke konstrukcije;
obloga predstavlja iznimno veliko opterećenje,
5.
Izrada tunelske obloge.
te uklapanje ravnih prednapetih elemenata
U nastavku je opisano tehničko rješenje kojime
konstrukcije u horizontalnu krivinu u kojoj je
je omogućeno premoštenje spomenute špilje.
postavljena geometrija ceste.
Rasponsku konstrukciju mosta kroz tunel
Ključne riječi: krš, tunel, špilja, most
‘’Vrata’’ sačinjavaju rubni nosači na koje je
oslonjena tunelska obloga, te nosači kolnika
Abstract
na kojima je kolnička ploča i nenosivi slojevi
Design is shown for bridging the cave found
kolničke konstrukcije. Konstrukcija tipa proste
in the „Vrata“ tunnel, on the Rijeka - Zagreb
grede ima statički raspon od 46,0 m, dok je
highway. This was unsolvable problem for the
ukupna dužina nosača 47,5 m. Nosači se nakon
accepted tunnelling method, the most appropriate
betoniranja prednapinju kablovima u jednoj fazi.
solution was searched for taking care of the very
Nakon izrade nosača i napinjanja kabela,
small tunnel space, bearing capacity of structural
izbetonirani su poprečni nosači i kolnička
elements as tunnel formwork is extremely heavy,
ploča, te se pristupilo izvedbi slojeva kolničke
and the needed fitting of the straight prestressed
konstrukcije i elemenata odvodnje kolnika kako
girders into the horizontal curve in which the
je predviđeno glavnim projektom tunela. Opisani
highway is placed.
tijek radova prikazan je na Slici 5.
Key words: karst, tunnel, cave, bridge
Navedeno rješenje odabrano je uzimajući
u obzir dimenzije i oblik špilje koje su zorno
1. Uvod
prikazane na Slikama 1. i 2. Isto tako, budući je
Trasa autoceste Rijeka - Zagreb, dionica
špilja novootkrivena i nepoznati su hidrološki
Oštrovica-Vrata, prolazi izrazito teškim brdskim
uvjeti koji u njoj vladaju potrebno je osigurati
terenom. U II. fazi - dopuni na puni profil
otvor za komunikaciju radi istraživanja same
autoceste, dužina desne tunelske cijevi tunela
špilje i kontrolnih pregleda konstruktivnih
“Vrata” iznosi L=262,00 m od stac. u km
elemenata mosta.
31+168,00 do stac. u km 31+430,00 (stacionaže
Konstrukcija u potpunosti prati projektirane
su po osi desnog kolnika). Tijekom probijanja
elemente trase tunela, tj. uzdužni nagib autoceste
cijevi naišlo se na špilju koja se proteže ispod i
koji iznosi 0,833 %, a smještena je u horizontalnoj
kroz projektiranu tunelsku cijev približno od stac.
krivini radijusa 700,00 m.
u km 31+260 do približno stac. u km 31+305, te
U poprečnoj dispoziciji smještene su kao i u
predstavlja nepremostivu zapreku projektiranom
tunelu dvije prometne trake širine 3,85 + 3,85
načinu gradnje tunela.
231
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 1: Uzdužni profil kaverne i položaj mosta
sa poprečnim nagibom 5%, te dva uzdignuta
cm. Na ležajnu gredu smješteni su neoprenski
prolaza širine po 1,00 m. Visina uzdignutog
ležajevi dimenzija prema statičkom proračunu,
rubnjaka je 20 cm, a slobodna visina u sredini
te su direktno na njih betonirani nosači obloge i
kolnika iznosi 6,85 m. Geometrija intradosa
nosači kolnika. Upornjaci su izvedeni betonom
tunelske obloge iznad nosača istovjetna je
klase C30/37, i armirani mekom armaturom B500.
geometriji intradosa u tunelu.
2. Karakteristike poprečnog presjeka
Oba upornjaka U1 i U2 izvedeni su kao
klasični upornjaci koji se preko sloja podložnog
Rubni nosači tunelske obloge i nosači kolnika
betona oslanjaju direktno na stijenu. Kako je
izvedeni su od betona razreda čvrstoće C 50/60,
projektom predviđeno, prvo je izvedena ležajna
a dobetonirani poprečni nosači i kolnička ploča
greda na koju se oslanjaju nosači, a nakon
C 30/37, i armirani se mekom armaturom B500.
prednapinjanja nosača betonira se u drugoj fazi
Nosači tunelske obloge su prednapeti sa po
prsni zid upornjaka. Ležajna greda oba upornjaka
devet (9) kabela, a nosači kolnika sa po četiri (4)
široka jest 220, a visoka 200 cm. Ukupna visina
kabela. Prednapinjanje se nije smijelo izvoditi
upornjaka U1 iznosi 509 cm, a upornjaka U2 512
prije nego beton dostigne čvrstoću od 45 MPa
radi osiguranja preuzimanja naprezanja u početnoj
fazi. Tunelska obloga na mostu izvedena je od
betona klase C25/30 kao i obloga u tunelu.
Rasponski sklop prikazan na Slici 3 formiran je
od slijedećih elemenata:
nosači tunelske obloge
nosači kolnika
kolnička ploča (betonirana povrh nosača kolnika)
poprečni nosači nad ležajem (debljine 150 cm)
poprečni nosači u polju na raznaku od 5,75 m
(debljine 40 cm)
Betoniranjem ploče povrh nosača kolnika
Slika 2: 3D prikaz špilje i premoštenja
ostvaruje se zajedničko djelovanje svih nosača
232
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
u poprečnom presjeku. Sprezanje nosača i ploče
Iznad upornjaka U1 i U2 ugrađene su prijelazne
ostvaruje se armaturom koja je ostavljena da viri
naprave koje imaju mogućnost dilatiranja ±50
iz gornje površine nosača, te trenjem betona pa
mm, a posebna pažnja posvećena je kvalitetnom
je gornja ploha nosača ostavljena neobrađena.
detaljiranju izrade hidroizolacije u području
Zahtjevani poprečni nagib kolnika ostvaren
prijelaznih naprava, te na mjestima spoja tunelske
je tamponskim slojem na koji se nadovezuju
obloge mosta i samog tunela te osiguranju njezine
slojevi asfalta. Zajedničko djelovanje kolničke
sveukupne funkcionalnosti, kako je prikazano na
ploče i nosača obloge ostvareno je povezivanjem
detaljima sa Slike 7.
armaturom koja je ostavljena da viri iz bočne
stranice nosača obloge.
3. Konstruiranje i detalji
Konstrukciju kolnika u tunelima nije
Kako je vidljivo iz poprečnog presjeka
moguće izvoditi u etapama, što znači da se
prikazanog na Slici 3, geometrija intradosa obloge
mora dimenzionirati i izvesti za ukupno
jednaka je u tunelu i na mostu. Iz tog razloga
projektno razdoblje. Kolničku konstrukciju
vertikalna tangenta na oblogu tunela poklapa se
čine slijedeći slojevi:
sa unutrašnjim rubom nosača obloge. Sami nosači
habajući sloj debljine 3,5 cm - SMA 11
oblikovani su sa istakama prema vanjskoj strani
tako da omogućuju komunikaciju i transport
vezni sloj debljine 5 cm - VS 16
radnika tijekom izvedbe obloge. Isto tako,
nosivi sloj debljine 10 cm - BNS 32s A
funkcija istake jest i u tome da omogući uklapanje
nosivi sloj debljine 50 cm od zrnatog kamenog
tunelske obloge koja je u horizontalnoj krivini
materijala 0/63 mm, Ms≥100 MN/m2
radijusa 700,00 m i njeno kvalitetno sidrenje u
AB ploča kolnika
nosače postavljene pravocrtno. Visina nosača
Slika 3: Poprečni
presjek mosta sa
tunelskom oblogom
233
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 4: Tlocrt mosta
definirana je potrebnim razmakom za smještanje
poprečni nosači izvode na licu mjesta nakon
prednapetih kabela.
što su izbetonirani nosači obloge i kolnika,
Budući da iz tehnoloških razloga prednapeti
nosači moraju biti ravni, potrebno je u njihovu
geometriju uklopiti horizontalno zakrivljenu
tunelsku oblogu. To se postiže istakama sa
vanjske strane nosača, a princip uklapanja vidljiv
je iz tlocrtnog prikaza mosta (Slika 4).
Tlocrtno uklapanje rezultiralo je povećanjem
širine energetskog kanalića sa jedne strane,
odnosno smanjenjem širine sa druge strane, no
ostavljeno je dovoljno prostora za smještaj svih
predviđenih instalacija. Unutrašnji rub nosača
obloge fiksno definira rub energetskog kanalića.
Budući da je potrebno osigurati
vodonepropusnost tunelske obloge, posebna
pažnja posvećena je rješavanju detalja spoja
Slika 5: Izvedeni glavni i sekundarni uzdužni nosači.
tunelske obloge na mostu sa tunelskom oblogom
samog tunela. Na mjestu spoja postavlja se
dilatacijska traka za brtvljenje od vulkanizirane
gume. Traka je odabrana tako da može podnijeti
deformacije konstrukcije uslijed skupljanja i
puzanja, te eventualnih temperaturnih promjena,
iako je u proračunskom modelu pretpostavljeno
sa se konstrukcija nalazi u uvjetima konstantne
temperature okoliša. Dodatno osiguranje
dilatacijske trake postiže se prevlačenjem
hidroizolacije tunela za cca 50 cm prema mostu,
na sanirani dio svoda špilje.
Isto tako, velika pozornost posvećena je
konstruiranju poprečnih nosača, budući da
oslanjanje tunelske obloge daje reakciju čija
horizontalna komponenta nije zanemariva,
posebno zbrojena sa laganim eksentricitetom
nosača obloge koji nastaje uslijed izvedbe konzola
sa vanjske strane. Shematski prikaz navedenih
opterećenja dat je na Slici 6. Budući da se
Slika 6: Reakcije obloge i podgrade kao opterećenje nosača
234
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
Slika 7: Detalj
dilatacione brtve
detalji vođenja i preklapanja armature posebno
oborinskih voda u samoj špilji u dno nasipa se
su obrađeni da se osigura potreban prostor za
ugrađene su betonske cijevi Ø100 cm.
kretanje radnika.
Kao pripremu za izvođenje tunelske obloge,
Opterećenje tunelskom oblogom i podgradnim
potrebno je bilo prije toga izbetonirati izgubljenu
sklopom zadano je kao stalni teret, s time
betonsku oplatu, prema istim principima kao i
da je razdvojeno u horizontalnu i vertikalnu
za izvođenje tunelske podgrade. Podgrada se
komponentu prema slijedećoj skici. Tunelska
izvela na način da su čelični rešetkasti nosači
obloga debljine je 25 cm, a podgrada 10 cm.
postavljeni na razmaku 1,00 m, te je na njih
Između podgrade i tunelske obloge lijepi se sloj
postavljena čelična mreža Q221 u dvije zone.
hidroizolacije debljine 2 cm.
Čelični rešetkasti nosači sidreni se u nosače
obloge na način da su zavareni za metalnu ploču
Budući su dimenzije nosača iznimno velike,
ubetoniranu u vrh nosača. Nakon postavljanja
a time i njihova težina, tehnologija izvođenja
armature, sa vanjske strane postavljen je sloj
predviđa betoniranje nosača na licu mjesta. Prije
filca, te se betonirala izgubljena betonska oplata
izrade nosača bilo je potrebno izvesti nasip od dna
sa mlaznim betonom klase čvrstoće C25/30 kako
kaverne do projektirane kote dna nosača. Nasip
je prikazano na slici 5. Slijedeći korak bilo je
za betoniranje nosača izveden je sa pokosom
betoniranje tunelske obloge po kampadama koje
1:1,5 prema pravilima za izvođenje nasipa, kako
odgovaraju dužini segmenta tunelske oplate.
bi se postiglo što manje slijeganje tla. Nasip je
Betoniranje se izvodilo u slojevima visine 70
izveden ranije u odnosu na gornji ustroj (nosače,
cm da se spriječi eventualno izbočavanje, a time
ploču i oblogu) da bi se minimizirao štetni utjecaj
i popuštanje izgubljene betonske oplate. Radi
konsolidacije tla. Nasip je zbijan u slojevima do
osiguranja periodičkih pregleda konstrukcije,
30 - 50 cm debljine uz stalno vlaženje da bi se
kontrole i eventualne zamjene elastomernih
pri vrhu nasipa postigla zbijenost MS≥80 MPa.
ležajeva, te specijalističkih pregleda same špilje i
Karakteristični detalj tijekom izvođenja radova
podzemlja, predviđeni su otvori u tunelskoj oblozi
prikazan je na Slici 5.
neposredno prije upornjaka koji osiguravaju
Da se osigura hidrogeološka funkcija špilje,
pristup osoblju navedenim elementima.
te da se omogući otjecanje eventualno prisutnih
235
POLYTECHNIC & DESIGN
Vol. 2, No. 2, 2014.
4. Preporučena literatura
-
Galić, Jure, Glavni projekt Tunel Vrata
-
EUROCODE 8: Design Provisions for
- most od st. 31.257,88 do st. 31.303,88,
Earthquake Resistance of Structures Part 2: