Методология проектной и научной деятельности в области техносферной безопасности

Введение

1

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное 

образовательное учреждение высшего образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерно-технологическая академия

Н. К. ПЛУГОТАРЕНКО

В. А. ГАДЖИЕВА

МЕТОДОЛОГИЯ

ПРОЕКТНОЙ И НАУЧНОЙ

ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ОБЛАСТИ 

ТЕХНОСФЕРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Учебное пособие

Ростов-на-Дону – Таганрог

Издательство Южного федерального университета

2022

Содержание

2

УДК 502.7(075.5)
ББК 74.580.25Я73

П40

Печатается по решению кафедры техносферной безопасности и химии 

Института нанотехнологий, электроники и приборостроения

Южного федерального университета

(протокол № 10 от 11 мая 2022 г.)

Рецензенты:

доктор технических наук, профессор кафедры безопасности 

жизнедеятельности и защиты окружающей среды 

Донского государственного технического университета Ю. В. Есипов

доктор педагогических наук, профессор кафедры экологии и безопасности 

жизнедеятельности Института управления в экономических,

экологических и социальных системах

Южного федерального университета Е. Н. Каменская

Плуготаренко, Н. К.

П40      
Методология проектной и научной деятельности в области тех-

носферной безопасности : учебное пособие / Н. К. Плуготаренко, 
В. А. Гаджиева ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-
Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 
2022. – 111 с.

ISBN 978-5-9275-4346-5
В работе рассмотрены методология проектной и научной деятельности 

в соответствии со спецификой теории и практики различных областей обеспечения 
техносферной и экологической безопасности. Системный подход 
представлен как основной при создании проектов и проведении научных исследований 
в области техносферной безопасности.

Учебное пособие предназначено для студентов магистратуры, обуча-

ющихся по направлению подготовки "Техносферная безопасность".

УДК 502.7(075.5)
ББК 74.580.25Я73

ISBN 978-5-9275-4346-5

© Южный федеральный университет, 2022
© Плуготаренко Н. К., Гаджиева В. А., 2022
© Оформление. Макет. Издательство 

Южного федерального университета, 2022

Введение

3

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………...
5

1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 
ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ …………………………………...
6

1.1. Понятие и основные характеристики проектной деятельности 
студентов …………………………………………………….
6

1.2. Компетенции проектной деятельности ………………………
9

1.3. Методология проектной деятельности ……………………….
10

1.3.1. Проект в контролируемых средах ……………………………
12

1.3.2. Управление проектом в критической цепочке ……………
12

1.3.3. Метод критического пути …………………………………….
13

1.3.4. Адаптивная структура проекта …………………………….
13

1.3.5. Экстремальное управление проектами ……………………..
14

1.3.6. Проекты, интегрирующие устойчивые методы …………
15

1.3.7. Управление реализацией выгод ………………………………..
15

1.3.8. Гибкие методы реализации проекта ………………………...
16

1.3.9. Метод контроля качества …………………………………….
17

1.3.10. Системная модель проектирования ……………………….
19

1.4. Структура и содержание проекта ……………………………...
25

1.5. Результат проектной деятельности ……………………………
32

1.6. Оценка результата проектной деятельности …………………
33

1.7. Проект разработки технологии получения сорбентов ………
34

Контрольные вопросы к разделу 1 …………………………………
36

2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 
НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ……………………………………...
38

2.1. Особенности научных исследований …………………………
38

2.2. Классификация методов научных исследований ……………
40

2.2.1. Научные методы эмпирического исследования ……………
40

2.2.2. Научные методы теоретического исследования …………
40

2.2.3. Общелогические методы и приемы познания ………………
41

2.3. Системный подход в техносферной безопасности …………...
42

2.4. Методология проведения научного исследования …………...
45

Содержание

4

Контрольные вопросы к разделу 2 …………………………………
48

3. ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ И ОБРАБОТКА
ИНФОРМАЦИИ ……………………………………………………...
49

3.1. Источники информации ……………………………………….
49

3.2. Методы обработки и анализа данных …………………………
68

3.2.1. Методы планирования и обработки результатов экспериментов ……………………………………………………………..

68

3.2.2. Описательная статистика …………………………………...
71

3.2.3. Корреляционный и регрессионный анализ данных ………...
72

3.2.4. Дисперсионный анализ данных ………………………………..
73

3.2.5. Анализ временных рядов ………………………………………..
74

3.2.6. Интеллектуальный анализ данных …………………………..
75

Контрольные вопросы к разделу 3 …………………………………
79

4. ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ В ПРОЕКТНОЙ 
И НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ………………………………….
80

4.1. Классификация моделей ………………………………………
80

4.2. Построение математической модели …………………………
83

4.2.1. Методы построения математической модели …………...
84

4.2.2. Средства математического моделирования ………………
86

4.3. Программные средства проектирования и моделирования …
88

4.4. Вычислительный эксперимент ………………………………..
90

4.5. Примеры применения моделирования в решении задач техно-
сферной безопасности ………………………………………………..
93

4.5.1. Задача управления рисками на производствах …………….
93

4.5.2. Задача прогнозирования содержания загрязняющих веществ 
на прилегающих к опасным производствам территории ……………………………………………………………………...

100

Контрольные вопросы к разделу 4 …………………………………
104

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………….
106

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………
107

Введение

5

Исследовать – значит видеть то, что видели 
все, и думать так, как не думал никто.

Альберт Сент-Дьёрди

Проект – это черновик будущего.

Жюль Ренар

Маленькие возможности часто являются 
началом великих проектов.

Демосфен

ВВЕДЕНИЕ

Человек все больше преобразовывает сферу своего обитания, что 

неизбежно приводит к возникновению новых опасностей и снижению 
уровня безопасности природной среды и людей, находящихся в техносфере. 
Наука и техника в странах определяет социально-экономическое
развитие и их место в системе мирового хозяйства, поэтому научная и проектная 
деятельность является неотъемлемой частью подготовки высококвалифицированных 
специалистов, способных на должном уровне решать 
задачи повышения безопасности населения и территорий. Будущим бакалаврам 
и магистрам по направлению «Техносферная безопасность» необходимы 
не только знание основ, но и понимание особенностей и различий 
проектной и научной деятельности. Методология предполагает организацию 
этой деятельности как целенаправленную активность человека.

В настоящем учебном пособии методология проектной и научной 

деятельности рассматривается в соответствии со спецификой теории и 
практики различных областей обеспечения техносферной и экологической
безопасности. Овладение материалами пособия студентами поможет им в 
организации и проведении самостоятельных научных исследований и в выполнении 
проектных заданий во время обучения, а также в будущей профессиональной 
деятельности.

1. Методологические основы проектной деятельности

6

1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ПРОЕКТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

1.1. Понятие и основные характеристики 

проектной деятельности студентов

Проектная деятельность – коллективная, творческая и практическая 

работа, подразумевающая под собой получение определенного научно-технического 
результата, с четким определением поставленной задачи, сроками 
выполнения и требований к разрабатываемому объекту.

Проектная деятельность предполагает комплекс с исследовательской 

деятельностью. Следует отметить тот факт, что виды деятельности обладают 
рядом различий, связанных с целью и конечным результатом проекта. Цель 
проектной деятельности заключается в реализация концепции – основной 
идеи проекта. Концепция является определяющим фактором для выбора 
стратегии действий и подразумевает под собой сочетание взглядов и явлений, 
связанных между собой и вытекающих один из другого. Исследовательская 
деятельность является интеллектуальной деятельностью, которая нацелена 
на приобретение новых знаний, осознания сущности явления, истины, 
открытие новых закономерностей, понятий, законов, теорий, нацеленных на
решение всякого рода проблем (технологических, инженерных, социальных, 
гуманитарных и т.д.) [1]. В ходе исследовательской деятельности студент
приобретает комплекс новых идей, а также новое научное знание, создающее
основу для дальнейших научных разработок. Достоверность и эффективность 
полученных результатов обусловлены уровнем научности выводов и 
обобщений, сделанных в процессе исследовательской деятельности. Результатом 
проектной деятельности могут быть любые продукты, процессы, 
услуги, стандарты, программное обеспечение, в том числе компетенции 
(личностные, информационно-коммуникационные, коммуникативные).

Следует отметить, что любой проект должен решать актуальную 

проблему, т.е. в конечном итоге результат проекта должен быть предоставлен 
заказчику. Ввиду этого факта генерация задач должна происходить 
именно со стороны заказчика, именно он должен заниматься постановкой 
задачи перед проектной группой, принимать полученные результаты, а 
также задавать ограничения по ресурсам.

1.1. Понятие и основные характеристики проектной деятельности студентов

7

Проекты высокого уровня характеризуются отсутствием известных 

методов и решений, как правило заказчиком таких проектов являются корпорации. 
Проекты среднего уровня отличаются тем, что в таких проектах 
не известны решения, но известны методы, заказчиками являются малый и 
средний бизнес. В качестве проектов среднего уровня могут выступать задачи 
текущей операционной деятельности предприятий либо задачи, де-
композированно упрощенные, взятые из научной сферы. Решение проектов 
среднего и высокого уровня обязательно должны нести новые знания. Проекты 
низкого уровня характеризуются известными методами и решениями, 
это стандартные проекты, в которых в лице заказчика выступает преподаватель. 
Проекты низкого уровня обладают в большей степени учебными 
качествами. Декомпозированные задачи проектов высокого уровня могут 
являться источником задач для проектов среднего уровня, а иногда проектов 
низкого уровня.

Основные признаки проектной деятельности заключаются в следу-

ющем:

−
выполнение проекта направлено на достижение четко сформули-

рованных целей с конкретным началом и концом;

−
проектная деятельность практически всегда ограничена опреде-

ленными сроками, стоимостью и доступными ресурсами;

−
проект должен в определенной степени являться неповторимым;

−
проектная деятельность характеризуется существенным числом 

факторов, которые прямо либо косвенно могут влиять на прогресс и результаты 
проекта;

−
во время выполнения и реализации проекта необходимо создание 

определенной организационной структуры. 

В процессе работы над проектом перед студентами и преподавате-

лями стоит ряд конкретных полномочий на всех этапах проекта (рис. 1.1).

Проект должен соответствовать ряду основных требований:

−
наличие актуальной проблемы; 

−
план действий по разрешению данной проблемы; 

−
поэтапный разбор проекта с определением путей решения, сроков 

выполнения и ответственных;

−
деятельность, связанная с выполнением проекта;

1. Методологические основы проектной деятельности

8

−
обозначение этапов проекта, с обозначением предполагаемых ре-

зультатов;

−
использование различных методов исследования.

Рис. 1.1. Схема полномочий преподавателя и студентов 

в рамках выполнения проекта

В рамках последнего требования осуществляется следующая последо-

вательность действий: определение проблемы и задач исследования, выдвижение 
гипотез; обсуждение методов исследования; обсуждение способов

Преподаватель

Участие в формировании команды

Разработка структуры проекта

Определение сроков выполнения проекта

Консультирование

Контроль сроков выполнения проекта

Стимулирование деятельности

Экспертиза результатов проекта

Студенты

Распределение ролей в выполнении проекта

Обсуждение индивидуальных заданий

Составление плана-графика выполнения 

проекта

Сбор, анализ литературы

Осуществление действий по разработке 

проекта

Подготовка отчета по проекту

Презентация результатов

Работа над проектом

1.2. Компетенции проектной деятельности

9

оформление конечных результатов; сбор, систематизация и анализ полученных 
данных; подведение итогов, оформление результатов, их презентация; 
выводы, выдвижение новых проблем исследования.

1.2. Компетенции проектной деятельности

Основной целью проектной деятельности студентов является обес-

печение студентов необходимыми теоретическими и практическими навыками 
самостоятельной исследовательской и проектной деятельности, ознакомление 
с алгоритмом планирования, организации и реализации научного 
исследования с особенностями написания различных видов научных текстов, 
осуществления поиска, сбора, изучения и обработки необходимой 
научной информации, изучение структуры и правил оформления научного 
документа, проведения патентного поиска, а также решения конкретных 
междисциплинарных задач. Проектная деятельность студентов подразумевает 
под собой овладение ими рядом компетенций.

1. Системное и критическое мышление подразумевает под собой 

способность осуществления критического анализа проблемных ситуаций,
основываясь на системный подход, а также разработки стратегии достижения 
поставленной цели. Данная компетенция позволяет студенту 
научиться формулировать и проводить анализ задачи, определяя ее базовые 
составляющие; искать, интерпретировать и ранжировать информацию, 
необходимую для решения поставленной задачи; выстраивать продуктивное 
взаимодействие в команде на основе ответственного отношения 
к личным действиям.

2. Коммуникативная компетентность подразумевает способность 

студентов использовать современные коммуникативные технологии с целью 
академического и профессионального взаимодействия. Наличие данной 
компетенции позволяет студенту научиться производить выбор наиболее 
подходящего формата для представления результатов академической 
либо профессиональной деятельности.

3. Межкультурное взаимодействие подразумевает способность про-

ведения анализа и учета разнообразия культур в ходе межкультурного взаимодействия. 
Наличие данной компетенции позволяет студенту освоить 

1. Методологические основы проектной деятельности

10

навыки создания недискриминационной среды взаимодействия при выполнении 
профессиональных задач, а также научиться определять особенности 
поведения и мотивации людей различного научного и религиозного сознания, 
деловой и общей культуры представителей других этносов и конфессий, 
различных социальных групп. 

4. Самоорганизация и саморазвитие подразумевает способность 

определения и реализации приоритетов собственной деятельности и способов 
ее совершенствования, не основываясь на самооценку. Наличие данной 
компетенции позволяет студенту овладеть навыками использования имеющегося 
опыта в соответствии с задачами саморазвития, планирования профессиональной 
траектории с учетом особенностей как профессиональной, 
так и других видов деятельности и требований рынка.

5. Представление итогов подразумевает способность презентовать

итоги профессиональной деятельности в области техносферной безопасности 
в форме отчетов, рефератов заявок на выдачу патентов, оформленных 
в соответствии с предъявляемыми требованиями. Наличие данной компетенции 
позволяет студенту овладеть навыками составления отчетов, докладов, 
рефератов, статей на основании проделанной научной работы либо
профессиональной деятельности, оформления заявки на патенты в соответствии 
с предъявляемыми требованиями.

1.3. Методология проектной деятельности

Методология управления проектами – это система практик, методов, 

процедур и правил, используемых при реализации проектов для обеспечения 
их оптимальной эффективности.

Методология управления проектами предлагает четкую дорожную 

карту проекта, в которой перечислены все шаги, необходимые для успешной 
реализации проекта. Проектные методологии или методы обеспечивают 
определенную структуру управления, руководства по процессам, действия 
по тестированию, процессы и результаты. Они придерживаются подробного, 
жесткого и воспроизводимого подхода к управлению проектами.

Структура – это общий обзор схемы или скелет взаимосвязанных 

элементов, которые поддерживают конкретный подход к конкретной цели 

1.3. Методология проектной деятельности

11

и служат руководством, которое может быть изменено по мере необходимости 
путем добавления или удаления элементов [2].

В случае управления проектами структура представляет собой обзор 

того, как должны выполняться его руководящие принципы. В то время как 
методологии предлагают строгие принципы и методы завершения проекта, 
структуры являются более гибкими, поскольку они могут адаптироваться 
к меняющимся ситуациям или к собственным потребностям команды, 
оставляя место для ответственного лица, чтобы найти наилучший способ 
завершения проекта. Возможно добавить новые существующие методы 
или практики в структуру, с которой происходит работа.

Существуют большое число популярных методов, методологий, 

структур, подходов, руководства и т.д., которые не являются методологиями, 
методами или структурами управления проектами.

Основная проблема заключается в том, что большинство не пони-

мает разницы между проектом и продуктом. Данные понятия часто используются 
как взаимозаменяемые, но в работе над проектом важно точно понимать 
их различия.

Проект – это единовременное мероприятие с целью создания про-

дукта или услуги. У него есть дата начала и окончания, а также четко определенный 
результат. 

Продуктом может быть что угодно, от физического продукта до про-

граммного обеспечения или услуги, которые удовлетворяют потребности 
группы пользователей. Продукт проходит жизненный цикл, разрабатывается 
и внедряется на рынке, растет в принятии, пока не созреет, и удаляется, 
когда в нем больше нет необходимости.

В отличие от проекта, продукт не является временным мероприятием. 

Он развивается и адаптируется к потребностям текущего пользователя, 
чтобы доказать свою полезность и актуальность. Следовательно, продукт может 
включать в себя несколько проектов, направленных на его поддержание, 
улучшение или диверсификацию. Таким образом, можно сказать, что проект 
является временной инициативой по созданию продукта, в то время как продукт – 
это то, что обеспечивает ценность в результате проекта.

В целом для успешной реализации проекта необходимо использова-

ние определенных методологических работ. Исходная постановка и анализ 
проблемы зависит от анализа текущей обстановки с целью определения ее 

1. Методологические основы проектной деятельности

12

слабых моментов, причин возникновения, а также идентификацию путей 
решения данной проблемы.

1.3.1. Проект в контролируемых средах

Метод проектов в контролируемых средах – это метод управления 

проектами, который обеспечивает необходимость разделения ответственности 
за проект между заказчиком и студентами. В то время как ответственность 
заказчика заключается в привлечении необходимых ресурсов и 
сосредоточении внимания на основном решении, менеджер проекта выполняет 
все задачи и управляет командой на ежедневной основе.

Данный метод предлагает лучший контроль над ресурсами проекта, 

улучшенное управление рисками, определенные роли и обязанности команды, 
акцент на конечного пользователя и конечный продукт, последовательный 
подход к циклам проверки, организованные планы и контролируемые 
этапы управления проектом. Этот метод управления проектами содержит 
все необходимые инструменты, методы и процедуры, которые помогут 
успешно вести проект от начала до конца.

1.3.2. Управление проектом 

в критической цепочке

Метод управления проектами критической цепочки фокусируется на 

сроках проекта, сокращении оценок продолжительности, расчете буферов, 
уведомлении о завершении деятельности, измерении прогресса и установлении 
приоритетов. Любая проектная группа, использующая данный метод, 
начинает с создания первоначального графика проекта. Затем, на основе 
доступности ресурсов, они устанавливают зависимости задач и действия, 
которые должны быть выполнены, чтобы остальная часть проекта 
могла быть успешно завершена без каких-либо задержек. Это «Критическая 
цепочка», самый длинный путь до конца проекта после того, как было 
выполнено определение количества ресурсов.

Все задачи требуют специальных резервов ресурсов и планов ре-

зервного копирования, чтобы гарантировать, что ничто не отложит их решение. 
Расписание, составленное с использованием этого метода, позволяет 
размещать свободные временные интервалы (известные как буферы