авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |
-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ

РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

ТЕХНИКИ

Итоговый отчет о научной

и научно-организационной деятельности

в 2010 году

Утвержден

Ученым советом КТИ ВТ СО РАН

протокол № 1 от 17.02.11 г.

Новосибирск 2011 УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 630090, Новосибирск, ул. Акад. Ржанова, д. 6;

тел./факс: (383)330-93-61 e-mail: dir@kti.nsc.ru;

http://www.kti.nsc.ru И. о. директора Института д-р физ.-мат. наук Голушко Сергей Кузьмич тел.: (383)330-93-61;

e-mail: dir@kti.nsc.ru Заместитель директора по научной работе канд. техн. наук Золотухин Евгений Павлович тел.: (383)330-90-61;

e-mail: zepzoloto@kti.nsc.ru Заместитель директора по научной работе канд. физ.-мат. наук Шакиров Станислав Рудольфович тел.: (383)330-97-35;

e-mail: srsha@kti.nsc.ru Ученый секретарь д-р техн. наук Окольнишников Виктор Васильевич тел.: (383)330-92-42;

e-mail: okoln@kti.nsc.ru СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................. 1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЦЕЛЕВЫМ ПРОГРАММАМ И ПРОГРАММАМ ПРЕЗИДИУМА РАН........................................................ 1.1. Разработка интеллектуальной системы пространственно-техноло гического мониторинга с целью повышения энергоэффективности и экологической безопасности существующих методов добычи углеводородов.................................................................................................... 1.2. Разработка методов и средств создания комплексно-испытательного моделирующего стенда для АСУТП предприятий горнодобывающей промышленности............................................................................................. 1.3. Разработка методов направленных синтетических трансформаций дитерпеновых алкалоидов и фенольных соединений с целью создания оригинальных кардиотропных препаратов.................................................. 2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КТИ ВТ СО РАН ПО БАЗОВЫМ БЮДЖЕТНЫМ ПРОЕКТАМ............................................. 2.1. Математическое моделирование и вычислительные технологии в задачах принятия решений по управлению технологическими процессами предприятий нефтегазового и горнодобывающего комплексов и других сложных объектов (Проект I.4.1.5)............................................... 2.1.1. Моделирование и прогнозирование технического состояния гидротехнических сооружений ГЭС......................................................... 2.1.2. Моделирование типовой технологической инфраструктуры нефтегазодобывающего предприятия....................................................... 2.1.3. Адаптация и использование методов мультиагентного моделирования для построения моделей сложных биологических систем........................................................................................................... 2.2. Математические, системные и прикладные аспекты перспективных информационных технологий, автоматизации программирования и управления (Проект IV.32.2.6).................................. 2.2.1. Разработка программно-технического комплекса, основанного на принципах распределенного интеллектуального управления, для применения в системах автоматизации нового поколения.......... 2.2.2. Разработка алгоритмического и математического обеспечения системы автоматизации нового поколения, интегрирующей задачи управления, мониторинга и диагностики состояния............................. 2.2.3. Реализация принципов безопасного управления в высоконадежной SCADA-системе.......................................................... 2.2.4. Модернизация системы автоматизированного контроля состояния гидротехнических сооружений ГЭС..................................... 2.3. Создание моделей патологических состояний человека:

исследование генетико-физиологических, молекулярно-генетических и биофизических механизмов (Проект VI.53.1.3)........................................ 2.3.1. Экспериментальный биофизический анализ клеточных механизмов нейропатологий на модельных нейронных системах in vitro, поиск методов и средств коррекции.......................................... 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ИНТЕГРАЦИОННЫМ ПРОЕКТАМ СО РАН И ГРАНТАМ РФФИ............................................ 3.1. Построение модели функционирования почки в регуляции артериального давления (Интеграционный проект № 91).......................... 3.2. Комплексное исследование генетических, молекулярных и физиологических механизмов депрессии и разработка новых методов ее фармакологической коррекции. Роль наследственных изменений в цитокиновой и серотониновой системах мозга (Интеграционный проект № 18).................................................................... 3.3. Роль физических механизмов в транскапиллярном обмене и его регуляции (Интеграционный проект № 87)........................................ 3.4. Развитие исследований в области медицинской химии и фармакологии как научной основы разработки отечественных лекарственных препаратов (Интеграционный проект № 93)..................... 3.5. Комплексные междисциплинарные исследования факторов генезиса и прогноза внезапных выбросов и взрывов метана в угольных шахтах России и Украины......................................................... 3.6. Геномные основы подверженности частым заболеваниям человека и проблема генетического тестирования...................................... 3.7. Создание распределенной информационно-управляющей автоматизированной системы сбора и обработки экспериментальных данных для гиперзвуковой аэродинамической трубы (грант РФФИ № 10-07-00469-а)........................ 3.8. Экспериментальный анализ организации нервной системы иксодовых (таежных) клещей, механизмы адаптации, поведенческие и нейронные реакции (грант РФФИ № 08-04-01116-а)............................... 3.9. Реконструкция регуляторных районов генов человека на основе компьютерного анализа нуклеотидных последовательностей и существующих экспериментальных данных (ChIP-Chip, Chip-Seq, микрочипы) и их экспериментальная валидация (грант РФФИ № 10-04-01524-а)..................................................................... 3.10. Моделирование процессов добычи твердых полезных ископаемых на большой глубине (грант РФФИ № 10-08-01211-а)........... 3.11. Разработка аппаратно-программного комплекса АПК- (программа Президиума СО РАН "Производство импортозамещающего оборудования в 2010 г.")......................................... 4. РАЗРАБОТКИ, ГОТОВЫЕ К ВНЕДРЕНИЮ........................................... 4.1. Аппаратно-программные средства для систем шахтной автоматики....................................................................................................... 4.2. Система мониторинга землетрясений и оценки технического состояния потенциально опасных зданий.................................................... 4.3. Комплекс для исследования и тестирования фармакологически перспективных биологически активных соединений и воздействий на основе клеточных технологий.................................................................. 5. РАБОТА С ПРОМЫШЛЕННЫМИ ПРЕДПРИЯТИЯМИ.................... 5.1. ЗАО "Экран Оптические системы" (Новосибирск).............................. 5.2. ФГУП ПО "СЕВЕР" (Госкорпорация "Росатом", Новосибирск)........ 6. НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ........................... 7. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СОТРУДНИКОВ КТИ ВТ СО РАН......... 8. СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ................................................................... ВВЕДЕНИЕ Конструкторско-технологический институт вычислительной техники Си бирского отделения РАН (далее – Институт) создан постановлением Прези диума СО АН СССР от 16 октября 1990 г. № 493 как научно-исследова тельское учреждение Сибирского отделения Российской академии наук на базе Специального конструкторского бюро вычислительной техники СО АН СССР, созданного постановлением Президиума СО АН СССР от 6 октября 1981 г. № 525.

В 2007 г. в соответствии с постановлением Президиума Российской ака демии наук от 18 декабря 2007 г. № 274 Институт переименован в Учрежде ние Российской академии наук Конструкторско-технологический институт вычислительной техники Сибирского отделения РАН.

Научно-методическое руководство Институтом осуществляет Отделение нанотехнологий и информационных технологий РАН. Координацию прово димых Институтом научных исследований до сентября 2010 г. осуществлял Объединенный ученый совет СО РАН по математике и информатике, а c сен тября 2010 г. – Объединенный ученый совет СО РАН по нанотехнологиям и информационным технологиям.

Основными научными направлениями деятельности, закрепленными в Уставе Института, являются:

– создание систем информатики, информационно-коммуникационных технологий в задачах принятия решений;

– математическое моделирование и вычислительные технологии в области механики сплошной среды, физики, энергетики и экологии.

Институт выполняет фундаментальные и прикладные научные исследова ния, опытно-конструкторские работы в следующих областях:

– автоматизация и информатизация в научных исследованиях и промыш ленности;

– научное приборостроение;

– биомедицинская информатика;

– цифровая обработка сигналов.

В 2010 г. Институт проводил исследования в соответствии с планом науч но-исследовательских работ по трем базовым научным проектам в рамках трех программ фундаментальных исследований:

– I.4.1.5. Математическое моделирование и вычислительные технологии в задачах принятия решений по управлению технологическими процессами предприятий нефтегазового и горнодобывающего комплексов и других слож ных объектов.

– IV.32.2.6. Математические, системные и прикладные аспекты автоматиза ции безопасного управления сложными техническими системами.

– VI.53.1.3. Экспериментальный биофизический анализ клеточных меха низмов нейропатологий на модельных нейронных системах in vitro, поиск ме тодов и средств коррекции.

Кроме того, проводились фундаментальные исследования по двум про граммам Президиума РАН;

четырем междисциплинарным интеграционным проектам;

двум проектам, выполненным совместно со сторонними научными организациями;

государственному контракту с Минобрнауки;

четырем про ектам РФФИ.

Все задания 2010 г. выполнены.

Специфика деятельности Института как конструкторско-технологической организации заключается в том, что наряду с фундаментальными исследова ниями по основным научным направлениям, на их базе и в значительных объемах выполняются опытно-конструкторские и проектные работы по соз данию систем, приборов и устройств, реализации проектов на объектах за казчиков, а также выпуск малых партий наукоемкой продукции на собствен ной опытно-производственной базе с последующей ее реализацией на рынке, а именно:

– создание, производство и поставка "под ключ" технических и программ ных средств, автоматизированных систем управления технологическими про цессами в любой отрасли производства, в том числе на топливно-энерГе тических предприятиях и объектах, опасных по газу и угольной пыли;

– конструирование радиоэлектронной аппаратуры, в том числе во взрывобе зопасном исполнении с получением необходимых разрешительных документов;

– создание прикладного программного обеспечения;

– конструкторский контроль разрабатываемой технической документации, а также проверка правильности оформления документации в соответствии с тре бованиями Государственной системы стандартизации (ГСС), Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы программной доку ментации (ЕСПД) для постановки изделий на производство.

В 2010 г. в рамках программы Президиума СО РАН "Производство им портозамещающего оборудования" в Институте создана автоматизированная система подготовки экспериментов для гиперзвуковой аэродинамической трубы адиабатического сжатия АТ-304 Института теоретической и приклад ной механики СО РАН.

В рамках договора с ЗАО "Экран Оптические системы" в 2010 г. в Инсти туте были проведены НИОКР, результатом чего стало создание и внедрение в производство автоматизированной системы управления технологическим оборудованием цеха по производству фотокатодов электронно-оптических преобразователей (ЭОП).

В рамках сотрудничества с ФГУП ПО "СЕВЕР", входящим в Государст венную корпорацию по атомной энергии "Росатом", проведены совместные работы по подготовке к серийному производству цифровых регуляторов воз буждения для синхронных электродвигателей большой мощности (ЦРВД), ранее разработанных в Институте. В 2010 г. ФГУП ПО "СЕВЕР" осуществил выпуск первых образцов продукции – цифровых регуляторов возбуждения для бесщеточных систем возбуждения (ЦРВД-Б).

Одним из основных направлений деятельности Института в области соз дания систем автоматизации производственных процессов является разработ ка и внедрение различных автоматизированных систем для предприятий под земной угледобычи. Так, в 2010 г. в Институте созданы и запущены в экс плуатацию системы наблюдения, оповещения и поиска персонала (СНиОП) на шахтах "Разрез Инской" и "Кыргайская". Кроме того, получены четыре сер тификата соответствия государственного образца и три патента на полезную модель на разработанное Институтом оборудование, предназначенное для при менения в подземных выработках шахт, опасных по содержанию газа и пыли.

В 2010 г. Институт представил свои экспозиции на постоянно действую щей выставке в Выставочном центре СО РАН и пяти тематических выставках в Санкт-Петербурге, Кемерово, Новосибирске и Чанчуне (КНР).

Во втором полугодии 2010 г. начал работу Объединенный научный семи нар "Информационные технологии" трех организаций: ИВТ СО РАН, КТИ ВТ СО РАН и НГУ. Руководителями семинара являются академик Ю. И. Шо кин, чл.-кор. РАН А. М. Федотов, д-р физ.-мат. наук С. К. Голушко.

В октябре-ноябре 2010 г. в Институте проведена открытая (с приглашени ем экспертов из других организаций СО РАН, НГУ, НГТУ, малых инноваци онных компаний) научно-техническая сессия, в ходе которой научные со трудники и инженерно-технические работники отчитались о проделанной за последние пять лет работе.

Сотрудниками Института в 2010 г. опубликовано 43 работы, в том числе:

1 монография, 11 статей в отечественных рецензируемых журналах, 3 статьи в зарубежных журналах, 23 статьи в трудах международных и российских конференций;

получено 3 патента на полезную модель и 2 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЦЕЛЕВЫМ ПРОГРАММАМ И ПРОГРАММАМ ПРЕЗИДИУМА РАН ФЕДЕРАЛЬНАЯ ЦЕЛЕВАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2012 гг."

Разработка интеллектуальной системы пространственно-технологичес кого мониторинга с целью повышения энергоэффективности и экологи ческой безопасности существующих методов добычи углеводородов (гос. контракт № 02.514.11.4126 от 30.09.2009 г. с Федеральным агентст вом по науке и инновациям).

Научный руководитель – канд. техн. наук Золотухин Е. П.

Ответственный исполнитель – канд. физ.-мат. наук Ковалев С. П.

В 2010 г. в КТИ ВТ СО РАН завершена разработка интеллектуальной сис темы пространственно-технологического мониторинга, способствующей по вышению энергоэффективности и экологической безопасности существую щих методов добычи углеводородов.

Цель работы – создание системы оперативного мониторинга технологиче ской инфраструктуры (СОМТИ) нефтегазодобывающего предприятия, обес печивающей получение, обработку и анализ информации о состоянии и функционировании технологической инфраструктуры нефтегазодобывающе го предприятия в режиме реального времени.

В рамках НИР создан и исследован экспериментальный образец системы оперативного мониторинга технологической инфраструктуры (СОМТИ), обеспечивающей автоматизацию поддержки принятия решений по оптими зации таких критериев. Оперативность мониторинга должна быть достигнута за счет применения современных средств высокоскоростной связи, в частно сти, глобального спутникового позиционирования подвижных объектов. Вы сокий уровень интеллектуальности СОМТИ обеспечен за счет привлечения современных методов и технологий программирования, таких как анализ данных (data mining), инженерия знаний (knowledge engineering), инженерия предметной области (domain engineering), аспектно-ориентированный подход (aspect-oriented approach).

По результатам выполнения гос. контракта разработаны и прошли гос.

приемку следующие материалы.

1. Отчет о НИР, содержащий обоснование выбора направления исследо ваний, изложение методик проведения исследований, описание полученных результатов, в том числе:

– анализ научно-технической литературы, нормативно-технической доку ментации и других материалов, относящихся к теме проекта;

– анализ методов и технологий оперативного мониторинга технологиче ской инфраструктуры предприятия нефтегазового комплекса;

– разработку и описание типовой бизнес-модели предприятия нефтегазо вого комплекса;

– описание инфраструктуры производственного цикла типовой модели предприятия нефтегазового комплекса;

– обоснование выбора методов оптимизации работы предприятия на ос нове построенной типовой модели предприятия нефтегазового комплекса;

– обоснование выбора и описание требований к структуре входных и вы ходных данных и аппаратно-программным решениям подсистем СОМТИ, отвечающих за оперативную доставку информации;

хранение и управление информацией;

обработку информации;

управление предприятием;

– обоснование выбора и описание требований к аппаратно-программным решениям для экспериментального образца (далее – ЭО) СОМТИ;

– обоснование выбора и разработка методов интеграции информационных потоков технологического комплекса нефтедобычи с СОМТИ;

– результаты анализа и выбор методов построения системы поддержки принятия решений;

– описание алгоритмов ЭО СОМТИ, включая модули получения информации от подвижных объектов и модули принятия оперативных решений в критических ситуациях;

– описание методов и результатов экспериментальных исследований ЭО СОМТИ;

– обобщение и оценку результатов исследований;

– выводы и рекомендации по использованию полученных результатов:

а) обеспечение разрабатываемой научно-технической продукцией с уче том стоимости реализации предложенных алгоритмов (в аппаратуре потре бителя, не способствующей удорожанию технических средств) и ежегодных затрат на хранение информации (не более 0,03 % от стоимости серверной ап паратуры потребителя при надежности хранения, соответствующей требова ниям к промышленным информационным системам);

б) ориентированность результатов НИР на широкое применение в науч но-исследовательских организациях и фирмах-производителях наукоемкой продукции;

в) конкурентоспособность результатов НИР на мировом рынке;

– технико-экономическую оценку рыночного потенциала полученных ре зультатов.

2. Результаты НИР приняты к публикации в рецензируемых научных журналах.

3. Экспериментальный образец СОМТИ добывающего предприятия неф тегазового комплекса, обеспечивающий получение, обработку и анализ ин формации о техническом состоянии и функционировании в режиме реально го времени.

4. Программная документация на ЭО СОМТИ.

5. Методы оптимизации работы предприятия на основе анализа получен ных данных и построенной модели.

6. Проект технического задания на выполнение ОКР по теме "Система опе ративного мониторинга технологической инфраструктуры предприятия неф тегазового комплекса на базе глобального спутникового позиционирования".

Сравнение отдельных показателей СОМТИ разработки КТИ ВТ СО РАН и аналогов (частичных) приведено в таблице.

Для проверки работоспособности предложенного решения оптимизаци онных задач увеличения энергоэффективности и экологической безопасности Сравнительные характеристики СОМТИ и аналогов Характеристики 1 2 3 4 Возможность мониторинга в реальном времени + + + + + Поддержка принятия решений + + + + – Оптимизация энергозатрат + – – + + Оптимизация экологических рисков + – – – + Мониторинг транспорта + – – – + Диагностика состояния оборудования + + + + – Планирование ремонтов + – + + – Комплексная оптимизация процесса + – – – – Примечание: 1 – СОМТИ;

2 – система комплексного мониторинга оборудования "Ком пакс" (НПЦ "Динамика", Россия, 1994 г.);

3 – система мониторинга и управления УЭЦН "Rosneft WellView" (ОАО "НК "Роснефть"", Россия, 2006 г.);

4 – система мониторинга и диагностики технологического оборудования "РОС-Мониторинг" (НПП "РОС", Россия, 2007 г.);

5 – система мониторинга транспорта "Автоскан" (ООО "М-Лайн", Россия, 2005 г.) Рис. 1. Типовая организационная структура НГДУ методов добычи углеводородов был создан экспериментальный образец СОМТИ и проведены его экспериментальные исследования.

Область использования СОМТИ – автоматизация технологических про цессов добычи углеводородов с целью повышения энергоэффективности и экологической безопасности. Объект автоматизации СОМТИ представляет собой пространственно распределенный комплекс оборудования инфраструк туры нефтегазодобывающего управления (НГДУ), включающий стационар ные и подвижные объекты (рис. 1).

На автоматизированном рабочем месте (АРМ) оперативного дежурного в режиме реального времени отображаются состояние объекта автоматизации и воздействия на него. Пример видеокадра АРМ дежурного приведен на рис. 2.

Рис. 2. Пример видеокадра АРМ дежурного Рекомендации по ремонту Ремонт 1) насосно-компрессорного оборудования электротехнического 2) оборудования промыслового нефтепровода оборудования...

Область возможного обслуживания и ремонта Ремонт участка Оптимизация доставки ВГНЭ:

промыслового 1) маршрут нефтепровода 2) количество единиц техники 3) оптимизация выбора техники из парка УТТ Область возможного обслуживания и ремонта Y Y Wh/ var транснефть Область возможного обслуживания и ремонта Рекомендации:

1) профилактика станка-качалки Ремонт ЭЦН 2) профилактика линейных насосов 3) ремонт наземного оборудования Рис. 3. Примеры сценариев комплексной оптимизации технологического Основные методы оптимизации процессов нефтегазодобычи, использован ные при построении СОМТИ:

– оперативная регистрация и локализация отказов насосно-компрессорного и силового оборудования, порывов промысловых трубопроводов, аварийных ситуаций на технологическом транспорте;

– мониторинг и расчет потоков технологического транспорта с использо ванием технологий глобального спутникового позиционирования;

– мониторинг и расчет режимов нагнетательных скважин системы под держания пластового давления;

– расчет, прогнозирование и оптимизация параметров технического со стояния оборудования инфраструктуры нефтегазодобычи (КПД, нагрузка, потери энергии и т. д.);

– комплексное оптимальное планирование технического обслуживания и ремонтов оборудования в целях увеличения эффективности его работы, сни жения числа аварий и времени простоя.

Примеры сценариев комплексной оптимизации технологического процес са приведены на рис. 3.

В рамках СОМТИ методы оптимизации реализованы с помощью совре менных алгоритмов и средств поддержки принятия решений, таких как ин терпретаторы продукционных правил, метод ветвей и границ для решения задач целочисленного линейного программирования и т. д. Параметры алго ритмов порождаются интеллектуальной базой знаний нормативно-справоч ной информации (НСИ), содержащей актуальную всеобъемлющую модель технологической инфраструктуры нефтегазодобычи. СОМТИ может быть расширена путем подключения новых методов оптимизации, средств автома тизации объектов (АСУ ТП) и делопроизводства (АСУП), модулей взаимодей ствия с информационными системами отраслевого и государственного уровня.

Место СОМТИ в комплексе автоматизации предприятия показана на рис. 4.

В результате внедрения СОМТИ предприятия-участники технологических процессов нефтегазодобычи могут оптимизировать затраты на энергоснаб жение (до 20 %) и проведение ремонтов. Экономический эффект от примене ния СОМТИ на НГДУ в масштабе России в течение 5 лет может составить АРМ АРМ ФИНАНСОВО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ УПРАВЛЕНИЕ ПРЕДПРИЯТИЕМ Директор Финансы УРОВЕНЬ Корпоративное ПО Управление Контрагенты Финансовая предприятия информация основными средствами Нормативно-справочная Достоверная оперативная информация информация, отчеты Адаптеры Адаптеры Адаптеры корпоративного ПО корпоративного ПО ЦЕНТР ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ корпоративного ПО ВЕРХНИЙ УРОВЕНЬ СОМТИ АРМ инженера Система оперативного Технологическая мониторинга информация, АРМ технолога рекомендации технологической инфраструктуры АРМ диспетчера Адаптеры Адаптеры ИС Адаптеры ИС Телеизмерения, Телеуправление телесигналы (ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ) ГЛОНАCС/GPS, Параметры Параметры УРОВЕНЬ НИЖНИЙ потребления диагностики Прочие ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНФРАСТРУКТУРА АСУ ТП, АСУЭ, Измерительная Передвижные Измерительная Измерительная Измерительная автоматизированные Измерительная Измерительная АСДУ система n объекты nn системы n система система n система система n система Y Y Технологическая инфраструктура нефтегазодобывающего Wh /var предприятия Рис. 4. Место СОМТИ в комплексе автоматизации предприятия Веб-браузер Интерпретатор пользователя продукционных правил Semp-TAO Подсистема управления Подсистема об СОМТИ (ПУ): оповеще- работки инфор ние, визуализация, мации (АП) Модуль решателя информационный обмен целочисленного линейного про граммирования GLPK Подсистема хранения и управления информацией Внешние модули Подсистема оперативной Стенд имитационно- Модули доставки информации го моделирования СОМТИ (ПСИ) Рис. 5. Схема функциональной структуры ЭО СОМТИ миллиарды рублей. Общество в целом выиграет благодаря снижению по требления энергоресурсов и загрязнения окружающей среды.

В процессе выполнения НИР выполнены теоретические и эксперимен тальные исследования поставленных перед НИР задач, дано обобщение и оценка результатов исследований. Главным результатом НИР является ЭО СОМТИ как основа для разработки инструмента промышленного уровня го товности в рамках последующей ОКР, организующего комплексный цикл оптимального технологического управления процессом добычи углеводоро дов. Функциональная структура ЭО СОМТИ приведена на рис. 5.

Аппаратно-программная база СОМТИ переносима (portablility), поддер живает гетерогенную среду передачи данных, может использовать ресурсы неоднородной вычислительной среды, позволяет организовать АРМ посред ством web-браузера, совместима со стандартным программным обеспечени ем, серверным и коммуникационным оборудованием, защищена от несанк ционированного доступа. Указанные особенности позволяют избежать удо рожания технических средств потребителя при внедрении СОМТИ, обеспе чить стоимость хранения информации на уровне 0,016 % от стоимости сер верной аппаратуры потребителя в год при надежности, соответствующей требованиям к промышленным информационным системам.

С точки зрения теории программирования, результат НИР обладает науч ной новизной, состоящей в применении аспектно-ориентированного подхода к проектированию системы. Этот подход обеспечивает естественное разде ление задач между подсистемами (separation of concerns), оптимизацию ин формационного обмена, неразрушающее добавление новых структур данных и функций. Динамическое аспектно-ориентированное комплексирование ба зовых алгоритмов СОМТИ в многошаговые сценарии мониторинга состоя ния единиц и комплексов оборудования, ремонтов оборудования, корректно сти НСИ, обеспечивает практическую значимость рекомендаций по оказанию управляющих воздействий на технологические объекты.

Показано, что оптимальным средством экспериментального исследования ЭО СОМТИ с целью установления функциональной полноты ЭО и адекват ности проектных решений является имитационное моделирование. Имитаци онная модель объекта автоматизации позволила провести стендовые экспе риментальные исследования, обобщить и оценить их результаты за счет ве дения мониторинга в ускоренном времени и воспроизведения нештатных и аварийных ситуаций без нанесения ущерба технологическому объекту.

В ходе выполнения НИР проводились патентные исследования, по ре зультатам которых подано заявление о выдаче патента РФ на изобретение "Многоуровневая автоматизированная система управления производственно технологическими процессами с управлением затратами на основе монито ринга, анализа и прогноза состоянии технологической инфраструктуры неф тегазодобывающего предприятия". Кроме того, получено свидетельство о го сударственной регистрации программы для ЭВМ № 2010613850 от 11.06.2010 "Экспериментальный образец программного комплекса системы оперативного мониторинга технологической инфраструктуры "ЭО СОМТИ".

По результатам выполнения НИР разработано ТЗ на выполнение ОКР по созданию промышленной системы СОМТИ.

По итогам работы сформулированы следующие выводы:

– оптимальным средством экспериментального исследования ЭО СОМТИ является имитационное моделирование, позволяющее провести эффективные стендовые экспериментальные исследования, обобщить и оценить их резуль таты путем выполнения комплексного мониторинга в ускоренном времени и воспроизвести на модели нештатные и аварийные ситуаций без нанесения ущерба технологическому объекту;

– ЭО СОМТИ обладает рядом преимуществ перед конкурирующими сис темами, таких как: ведение базы знаний нормативно-справочной информации по объекту автоматизации;

использование единого web-портала для органи зации удаленного доступа пользователей ко всем функциям системы;

нераз рушающая расширяемость путем аспектно-ориентированного комплексиро вания функциональных элементов;

– внедрение СОМТИ не влечет удорожания технических средств потре бителя;

– кластеризация серверов обеспечивает надежность, соответствующую требованиям, предъявляемым к промышленным информационным системам;

– требуется развитие ЭО СОМТИ в рамках последующей ОКР до полно масштабной системы с развитой функциональной, системной и технической архитектурой путем переноса ЭО на программную платформу автоматизации технологического управления крупномасштабными промышленными объек тами.

Программа № 2 фундаментальных исследований Президиума РАН "Интеллектуальные информационные технологии, математическое моделирование, системный анализ и автоматизация" Проект 2.9. Разработка методов и средств создания комплексно испытательного моделирующего стенда для автоматизированных сис тем управления технологическими процессами предприятий горнодобы вающей промышленности Научный руководитель темы – д-р техн. наук Окольнишников В. В.

Разработана визуально-интерактивная система имитационного моделиро вания производственных и транспортных систем MTSS (Manufacturing and Transportation Simulation System), представляющая собой приложение, по строенное с использованием технологии Eclipse RCP и языка Java.

Цель разработки системы MTSS – автоматизация процесса моделирова ния производственных систем в следующих направлениях:

– облегчение и ускорение разработки модели на этапах создания и отладки;

– визуализация работы модели для демонстрации заказчику ее работоспо собности и адекватности;

– соответствие быстродействия модели требованиям проведения экспери ментов, для которых она разрабатывается;

– возможность интеграции модели в программную и информационную сре ду производственной системы.

Система MTSS ориентирована на специалистов предметной области, не имеющих опыта в области имитационного моделирования.

Система MTSS предоставляет пользователю специализированные биб лиотеки с наборами элементарных моделей для различных предметных об ластей. Каждая элементарная модель объединяет в себе модель некоторого типа оборудования, относящегося к рассматриваемой предметной области, и модель программы управления этим типом оборудования.

Элементарная модель состоит из двух- или трехмерного графического об раза типа оборудования;

набора настраиваемых параметров;

набора возмож ных состояний;

окна команд, содержащего команды перевода из одного со стояния в другое;

встроенной логики нижнего уровня, определяющей вре менные характеристики перехода из одного состояния в другое, условия ис полнения команд, блокировки и т. п.

Нижний уровень двухуровневой структуры модели образован элементар ными моделями. Верхний уровень – сетевая структура модели – создается с помощью визуально-интерактивного редактора моделей. С помощью редак тора пользователь выбирает из библиотеки экземпляры элементарных моде лей и размещает их образы в окне модели, задавая начальные значения со стояний элементарных моделей и значения настраиваемых параметров. Далее пользователь может соединять элементарные модели, образуя сложные сете вые структуры.

Двухуровневая структура обеспечивает быстроту построения и запуск на исполнение первой версии модели за счет большой семантической емкости элементарных моделей. Дальнейшее уточнение модели и проведение имита ционных экспериментов требует значительно большего времени.

Для исполнения модели требуется задать глобальные параметры: началь ное значение модельного времени, шаг модельного времени, конечное значе ние модельного времени и др. При исполнении модели происходит продви жение модельного времени, исполнение логики модели, визуализация про цесса моделирования, сбор статистической информации.

Редактирование модели происходит в режиме 2D. Визуализация исполне ния модели может выполняться в режиме 2D или 3D. Визуализация исполь зуется для отладки, валидации и презентации модели. Имеется средство ре гулирования "скорости" исполнения модели с помощью параметра, задающе го соотношение единиц модельного и процессорного времени исполнения модели. Визуализация и сбор статистики могут быть отключены для дости жения максимальной скорости исполнения модели.

В отладочном режиме модель может исполняться пошагово, т. е. с оста новкой через каждый шаг модельного времени. Во время исполнения модели пользователь может прервать ее исполнение, последовательно изменить зна чения параметров и состояния элементарных моделей с помощью окна ко манд, после чего продолжить исполнение модели.

Дополнительные возможности системы MTSS: масштабирование окна модели, возможность создания нескольких слоев ("этажей") и размещения на них отдельных элементов модели, наличие отдельного окна "навигатор модели".

Двухуровневость моделей в системе MTSS заключается не только в нали чии двух уровней структуры модели, но и в существовании двух уровней ло гики исполнения модели. Нижний, локальный уровень логики исполнения модели встроен в элементарные модели. Верхний, глобальный уровень логи ки исполнения модели программируется пользователем.

На верхнем уровне логики можно определить сценарий исполнения моде ли, цель моделирования, задать программы управления, осуществляющие перевод группы элементарных моделей в согласованное состояние с соблю дением технологического регламента при возникновении определенных со бытий. На этом же уровне определяется связь модели с внешними источни ками или потребителями данных, например, с базами данных.

Такая двухуровневая структура модели соответствует общепринятой структуре автоматизированных систем управления техническими объектами и технологическими процессами. Совместимость структур упрощает инте грацию модели и производственной системы.

Логика верхнего уровня исполнения модели в системе MTSS оформляется как программный объект, для общения с которым существует определенный интерфейс. Таких объектов может быть несколько. Два объекта могут быть различными реализациями одной и той же логики. Например, один объект генерирует случайный поток входных данных, а другой осуществляет полу чение этих входных данных из внешнего источника. В процессе исполнения модели может происходить переключение с одного объекта на другой.

Объекты логики верхнего уровня описаны на языке Java. Для ряда объек тов разработан интерфейс, скрывающий от пользователя программный код.

Система MTSS предоставляет возможность квалифицированному пользо вателю разработать собственную библиотеку элементарных моделей для но вой предметной области или расширить существующую библиотеку элемен тарных моделей.

Рис. 6. Двумерное и трехмерное представление фрагмента модели автоматизированной складской системы На рис. 6 показан фрагмент модели автоматизированной складской сис темы, разработанной с помощью MTSS.

Для решения задач исследования, оптимизации и прогнозирования эф фективного и безопасного функционирования автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) угольной шахты в сис теме MTSS разработаны специализированные библиотеки для моделирова ния технологических процессов добычи и транспортировки угля.

Специализированные библиотеки предназначены для моделирования транспортной конвейерной сети шахты, водоотливной системы шахты и сис темы электроснабжения шахты.

Библиотека для моделирования транспортной конвейерной сети шахты содержит следующие элементарные модели: забой (источник потока угля), конвейер (транспортировка угля), бункер (перегрузка угля между конвейера ми) и др.

Средствами системы MTSS из элементарных моделей можно строить имитационные модели сложных топологий конвейерных транспортных се тей. На рис. 7 показан фрагмент модели конвейерной системы шахты "Си биргинская".

Библиотека для моделирования водоотливной системы шахты содержит следующие элементарные модели: водоприток;

приемный колодец;

насос;

лоток;

электрическая линия;

источник электроэнергии и др.

На рис. 8 показан фрагмент модели водоотливной системы шахты "Рас падская".

Рис. 7. Фрагмент модели конвейерной системы шахты "Сибиргинская" Кузнецкого угольного бассейна Рис. 8. Фрагмент модели водоотливной системы шахты "Распадская" Кузнецкого угольного бассейна Программа № 2 фундаментальных исследований Президиума РАН "Интеллектуальные информационные технологии, математическое моделирование, системный анализ и автоматизация" Проект 21.9. Разработка методов направленных синтетических транс формаций дитерпеновых алкалоидов и фенольных соединений с целью создания оригинальных кардиотропных препаратов Научный руководитель д-р биол. наук Ратушняк А. С.

Исследовано действие на нейронную систему четырех образцов транс формированных алкалоидов и фенольных соединений in vitro.

Проведена подготовка веществ под шифрами С-456, С-457, C-458, M- для тестирования в экспериментах in vitro на переживающих срезах гиппо кампа мышей линии ICR. Вещества нерастворимы в воде, поэтому для рас творения использовали традиционные для элекрофизиологических исследо ваний растворители: этиловый спирт, диметилсульфоксид, твин-80 и смесь твин-80+DMSO. С-457 растворялся в смеси твин-80 (0,02 %)/DMSO (0,08 %).

В экспериментах на срезах гиппокампа с регистрацией спонтанной активно сти пирамидных нейронов поля СА1 и вызванных ответов этих нейронов при стимуляции коллатералей Шаффера для него определен физиологический диапазон концентраций С-457. Обнаружено влияние данного соединения на параметры ответов нейронов, опосредованные их электрогенными молеку лярными системами. Действие соединения С-456, C-458, M-1 будет в даль нейшем проанализировано в случае их модификации до растворимых форм.

2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КТИ ВТ СО РАН ПО БАЗОВЫМ БЮДЖЕТНЫМ ПРОЕКТАМ Фундаментальные исследования по Программе фундаментальных научных исследований государственных Академий наук на 2008 -2012 годы, финансируемые из федерального бюджета Программа I.4.1. Математическое моделирование в задачах геофизики, физики океана и атмосферы и охраны окружающей среды.

Проект I.4.1.5. Математическое моделирование и вычислительные тех нологии в задачах принятия решений по управлению технологическими процессами предприятий нефтегазового и горнодобывающего комплек сов и других сложных объектов.

Научный руководитель проекта – д-р техн. наук Окольнишников В. В.

Моделирование и прогнозирование технического состояния гидротех нических сооружений ГЭС (проект I.4.1.5) Руководитель темы – канд. техн. наук Золотухин Е. П.

Ответственный исполнитель – Нескородев В. Д.

Оценка и прогнозирование технического состояния гидротехнических со оружений (ГТС) осуществляется с помощью натурных наблюдений и чис ленного моделирования. Натурные наблюдения ведутся визуально и с помо щью контрольно-измерительной аппаратуры (КИА). На основании получен ных данных уточняются математические модели и рассчитываются показате ли технического состояния ГТС. К важным диагностическим показателям относятся параметры динамической реакции сооружения в случае сейсмиче ского события техногенного или естественного происхождения.

В КТИ ВТ СО РАН разработан проект программно-аппаратного комплек са ПАК МЗ сейсмометрического мониторинга гидротехнических сооружений Красноярской ГЭС для мониторинга технического состояния плотины Крас ноярской ГЭС и регистрации землетрясений.

В 2010 г. ПАК МЗ установлен на плотине Красноярской ГЭС, проведены пуско-наладочные работы.

Программное обеспечение ПАК МЗ включает следующие программные средства:

– программу для регистрации сейсмометрической информации;

Рис. 9. Вычисление собственной частоты колебаний плотины Красноярской ГЭС в определенной точке наблюдения – программу для выделения и визуализации землетрясений до 9 баллов и архивирования в базе данных землетрясений;

– программу предварительной обработки данных мониторинга плотины, определения основных динамических характеристик колебаний и архивиро вания в базе данных;

– программу сравнения и визуализации динамических параметров во вре мени с учетом сезонных изменений характеристик и др.

В процессе мониторинга определяются следующие динамические харак теристики:

частоты собственных поперечных и продольных колебаний плотины (рис. 9);

– логарифмические декременты затухания колебаний на плотине;

– передаточные характеристики между точками наблюдения в плотине;

– коэффициенты динамического усиления колебаний плотины относительно основания;

– статистические характеристики колебаний (дисперсия, пик-фактор, часто та процесса, эксцесс и т. п.);

– поляризационные характеристики колебаний;

– общий уровень вибраций плотины в заданном диапазоне частот.

Полученные инструментальные данные могут использоваться для квали фицированной оценки динамики физического состояния сооружения в про цессе эксплуатации. Такая оценка позволяет определять стабильность или скорость и направление изменения во времени параметров динамических ха Рис. 10. Оценка реакции водосливной секции плотины на динамическое воздействие: деформации рактеристик, а также влияние выявленных изменений и аномалий на физиче ское состояние объекта.

Другим важным элементом прогнозирования технического состояния ГТС является моделирование его поведения под действием различных нагру зок и других факторов, в том числе землетрясений.

В КТИ ВТ СО РАН разработана трехмерная расчетная модель ГТС на ос нове метода конечных элементов. С помощью модели осуществлены стати ческий и динамический анализ ГТС: рассчитаны возникающие деформации (рис. 10), напряжения (рис. 11), значения температур и другие параметры те ла плотины, изменяющиеся под действием различных, в том числе и малове роятных сочетаний нагрузок;

вычисляются собственные частоты, формы ко лебаний и др.

Рис. 11. Оценка реакции водосливной секции плотины на динамическое воздействие: напряжения Идентификация ("калибровка") модели осуществлена путем сравнения данных натурных наблюдений плотины и расчетных данных, вычисленных с помощью модели, при сходстве внешних воздействий по статическим и ди намическим параметрам. Идентификация модели позволила выяснить, соот ветствуют ли измеренные параметры состояния сооружения внешним усло виям, или в сооружении возникли изменения.

Моделируя работу ГТС, можно исследовать сооружение, прогнозировать его поведение под действием различных нагрузок, оценивать соответствие измеренных параметров состояния сооружения внешним условиям и техни ческое состояние сооружения.

Моделирование типовой технологической инфраструктуры нефтегазо добывающего предприятия (проект I.4.1.5) Руководитель темы – д-р техн. наук Окольнишников В. В.

Ответственный исполнитель – Рудометов С. В.

На основе типовой модели технологической инфраструктуры нефтегазо добывающего предприятия создана имитационная модель для разработки экспериментального образца системы оперативного мониторинга технологи ческой инфраструктуры (далее – система мониторинга) добывающего пред приятия нефтегазового комплекса Ханты-Мансийского автономного округа для решения задач оптимизации энергопотребления и повышения экологиче ской безопасности.

Система мониторинга должна обеспечивать получение, обработку и ана лиз входных данных о техническом состоянии и функционировании нефтега зодобывающего предприятия, включая контроль подвижных объектов.

Для разработки системы мониторинга было принято решение использо вать имитационную модель технологического процесса добычи и транспор тировки нефти ввиду отсутствия или недоступности полного набора реаль ных входных данных для системы мониторинга. Имитационная модель дей ствует как генератор входных данных, представляющих различные сценарии поведения реальной системы, как в случае нормального функционирования, так и в случае возникновения аварийных ситуаций или ситуаций устойчивого тренда контролируемых параметров, который может привести к снижению эффективности функционирования нефтегазодобывающего предприятия или к аварийной ситуации. Работа над проектом на этапе 2010 г. проводилась по следующим направлениям.

1. Сопровождение и развитие системы моделирования MTSS (Manufactur ing and Transportation Simulation System).

2. Разработка специализированной библиотеки элементарных моделей (ЭМ) для моделирования технологической инфраструктуры нефтегазодобы вающего предприятия. Технологическая инфраструктура нефтегазодобы вающего предприятия включает несколько территориально распределенных месторождений нефти, каждое из которых содержит несколько кустов сква жин. Каждый куст скважин соединен с центральным пунктом сбора и обра ботки нефти (ЦПСН) либо внутри промысловым трубопроводом, либо авто мобильной дорогой. Куст скважин содержит m добывающих и n нагнетаю щих скважин для закачивания воды. Из добывающих скважин водонефтега зовая эмульсия (ВНГЭ) собирается в автоматизированную групповую замер ную установку (АГЗУ), откуда поступает либо во внутри промысловый тру бопровод, либо вывозится нефтеналивным транспортом. Для перекачки ВГНЭ по трубопроводу используются дожимные насосные станции (ДСН).

На рис. 12 приведен фрагмент технологической инфраструктуры нефтега зодобывающего предприятия. В соответствии с подходом MTSS для модели рования инфраструктуры нефтегазодобывающего предприятия разработана специализированная библиотека, содержащая следующие элементарные мо Рис. 12. Фрагмент технологической инфраструктуры нефтегазодобывающего предприятия (масштаб: 1 мм = 410 м): серый цвет – автодороги, красный – линии электропередач, синий – трубопроводы для воды, коричневый – трубопроводы для ВНГЭ;

ПС – подстанция, СУ – счетчик учета электроэнергии, КТП – кустовая трансформаторная подстанция, КНС – кустовая насосная станция дели: электроцентробежный насос, погруженный в добывающую скважину (ЭЦН), сегмент трубы, насосная станция для закачки воды, трансформатор, электрическая линия, скважина, нефтяной пласт, АГЗУ, сегмент дороги, неф тевоз, ЦПСН.

Сеть автомобильных дорог представлена в модели сетью соединенных элементарных моделей двусторонних сегментов дороги. Элементарная мо дель Нефтевоз имеет встроенную логику поведения нижнего уровня. Напри мер, в состоянии движения по сегменту дороги с определенной скоростью пересчитываются географические координаты, уменьшается количество го рючего и т. п. В модель заложена возможность определения логики поведе ния нефтевоза верхнего уровня. Для каждого нефтевоза можно определить схему объезда АГЗУ разных кустов для загрузки ВНГЭ. При заполнении бака нефтевоз движется для разгрузки в ЦПСН. Предполагается, что заправка го рючим также производится в ЦПСН, и нефтевозы работают круглосуточно.

Схема объезда кустов задается с помощью специального интерфейса, пред ставленного на рис. 13.

3. Разработка типовой модели технологической инфраструктуры неф тегазодобывающего предприятия. Типовая модель, разработанная на основе информации о технологической инфраструктуре одного из нефтегазодобы вающих предприятий Ханты-Мансийского автономного округа, содержит базовую модель и набор средств для быстрого построения моделей. К таким средствам относятся:

– автоматическая генерация трубопроводной, автодорожной, электрической Рис. 13. Фрагмент модели инфраструктуры нефтегазодобывающего предприятия схем коммуникаций модели на основе географических координат узлов схем, записанных в базу данных;

– автоматическая генерация маршрута движения нефтеналивного транспор та на основе текстовой информации, задаваемой с помощью встроенного ин терфейса и др.


О сложности моделируемой системы можно судить по рис. 14, на котором представлен фрагмент модели, содержащей сеть дорог нефтегазодобываю щего предприятия с соблюдением топологии и масштаба. Видно, что состав ление расписания движения нефтевозов является сложной оптимизационной задачей.

Для отладки, тестирования и экспериментальных исследований системы мониторинга были разработаны более 10 сценариев, отражающих характер ные ситуации, возникающие при эксплуатации реальной системы. Сценарии задавались на уровне логики верхнего уровня модели. В соответствии со сце нарием имитировался определенный отрезок времени. Целью экспериментов была проверка чувствительности системы мониторинга и адекватности ее ре акции.

Реализованные сценарии можно разделить на следующие три группы:

– аварийные или предаварийные ситуации;

– противоречивые значения обобщенных показателей;

– изменение значений контролируемых параметров, которые могут привес ти через некоторое время к аварийной ситуации или снижению эффективности работы нефтегазодобывающего предприятия.

Рис. 14. Фрагмент модели технологической инфраструктуры нефтегазодобывающего предприятия: синий цвет — сеть автодорог;

зеленый — сеть внутри промысловых нефтепроводов: серый — линии электропередач;

красные точки — положения нефтевозов в текущий момент модельного времени К первой группе относятся такие сценарии, как разрыв трубы, выход из строя ЭЦН или другого оборудования, перегрузка трансформаторов и т. п. Во второй группе сценариев имитируется неверная работа некоторых датчиков или счетчиков. Например, система мониторинга должна обнаружить неба ланс расхода электроэнергии и локализовать причину этого небаланса.

В сценариях третьей группы имитируется плавный, но устойчивый тренд изменений значений некоторых параметров, превышающих контрольную величину. АСУ ТП, как правило, не регистрируют такие тренды, а реагируют лишь на достижение параметром некоторого предупредительного или ава рийного значения. Система мониторинга должна обнаружить такой тренд, определить причину, оценить возможный ущерб и в зависимости от ситуации предложить решение (рекомендацию).

Предположим, несколько сценариев основываются на имитации пониже ния дебита ЭЦН. При обнаружении такой ситуации возможны четыре вари анта решения:

– увеличение объема воды, закачиваемой в нагнетательные скважины;

– профилактический ремонт оборудования;

– смена оборудования;

– изменение схемы объезда кустов.

Первый вариант не рассматривался ввиду простоты используемой модели нефтяного пласта. При определении понижения эксплуатационных харак теристик ЭЦН система мониторинга составляет долгосрочный план профи лактического ремонта, учитывая необходимость профилактического ремонта и другого оборудования.

В случае естественного понижения дебита ЭЦН возможна замена рабо тающего ЭЦН на менее мощный, потребляющий меньшее количество элек троэнергии. Такую замену можно сделать, если имеется менее мощный ЭЦН и замена экономически целесообразна.

В четвертом варианте система мониторинга, обнаружив существенное изменение объемов добычи ВНГЭ в кустах, решает оптимизационную транс портную задачу, решением которой является рекомендация изменить число работающих нефтевозов и (или) схему объезда кустов.

Измененная схема объезда кустов в виде CSV-файла импортируется в мо дель. Оператор модели останавливает работу модели и запускает ее с новой схемой объезда. Система мониторинга фиксирует изменение схемы объезда и по истечении некоторого времени оценивает экономический эффект.

Использование модели технологической инфраструктуры нефтегазодобы вающего предприятия позволило отладить и протестировать систему мони торинга в рамках имитационного стенда и способствовало успешному завер шению этой работы.

Адаптация и использование методов мультиагентного моделирования для построения моделей сложных биологических систем (проект I.4.1.5) Руководитель темы – канд. биол. наук Колпаков Ф. А.

Разработан модуль (плагин) системы BioUML на основе технологии Ascape для создания мультиагентных моделей в виде диаграмм и численного моделирования. Каждый агент представляется в виде отдельной диаграммы (модели). Система BioUML поддерживает пять видов агентов:

– представленные в виде набора алгебраических и дифференциальных урав нений;

– представленные в виде гибридной модели, т. е. набора алгебраических и дифференциальных уравнений и дискретных событий;

– представляющие артериальное дерево (набор дифференциальных уравне ний в частных производных);

– усредняющие значения заданных переменных на определенном интервале времени;

Рис. 15. Пример агентной модели регуляции артериального давления в системе BioUML – представляющие значения заданных переменных в виде графика.

Для формализации взаимодействия между агентами для каждого из них на диаграмме задаются порты, указывающие переменные модели. Заданный агент использует эти модели как входные, выходные или разделяемые пере менные.

Специальный тип диаграммы позволяет расположить на ней заданный на бор агентов и описать взаимодействие (обмен сообщениями) между ними.

Разработана модель регуляции артериального давления с использованием модуля для создания мультиагентных моделей системы BioUML в виде диа грамм и численного моделирования (рис. 15).

Программа IV.32.2. Математические, системные и прикладные аспекты перспективных информационных технологий, автоматизации программирования и управления Проект IV.32.2.6. Математические, системные и прикладные аспекты автоматизации безопасного управления сложными техническими сис темами.

Научный руководитель проекта – канд. техн. наук Золотухин Е. П.

Разработка программно-технического комплекса, основанного на прин ципах распределенного интеллектуального управления для применения в системах автоматизации нового поколения (проект IV.32.2.6) Руководитель темы – канд. техн. наук Михальцов Э. Г.

Ответственный исполнитель – Колодей В. В.

На этапе 2010 г. исследованы принципы построения программно-техни ческого комплекса (ПТК);

разработана архитектура ПТК на базе контролле ра многофункционального высокопроизводительного микропроцессорного устройства, обеспечивающего повышение безопасности, надежности и живу чести энергообъекта.

Разработанная архитектура ПТК обеспечивает:

– регистрацию параметров электроснабжения и состояния действующего оборудования;

– длительное хранение и статистическую обработку измеренных парамет ров;

прогноз состояния оборудования с целью предотвращения аварийных си туаций;

Регистрация параметров электроэнергии Возможность работы в сетях АСУ ТП Ethernet RS- Технический Контроль качества текущие Кабель Волоконно-оптические линии учет параметры Электрические защиты Поддержка полевых шин Управление оборудованием ModBus/RS485 CANBus ProfiBusDP Включение Задание режимов Отключение Операции с результатами измерений Контроль параметров состояния оборудования Анализ параметров Формирование Статистическая обработка состояния базы знаний данных Температура Вибрация Давление Сопротивление контактов Расчет остаточного Расчет вероятностей Механические износы Хим. контроль газов и жидкостей ресурса аварийных ситуаций Сопротивления относительно земли Рис. 16. Области применения программно-технического комплекса – адаптивное управление электротехническим и технологическим оборудо ванием на основе встроенных динамических моделей объекта управления как в составе системы автоматизации, так и в автономном режиме.

Новый ПТК повышает безопасность, надежность, живучесть электро технического и технологического оборудования за счет комплексной диагно стики его состояния, дающей возможность произвести оценку остаточного ресурса энергообъекта и, как следствие, сменить парадигму ремонта: перейти от устаревшей системы планово-предупредительных и аварийных ремонтов к ремонтам "по состоянию". Области применения нового ПТК представлены на рис. 16.

Разработка алгоритмического и математического обеспечения системы автоматизации нового поколения, интегрирующей задачи управления, мониторинга и диагностики состояния (проект IV.32.2.6) Руководитель темы – канд. техн. наук Чейдо Г. П.

Многие российские предприятия отстают от конкурентов по такому важ ному показателю, как удельное энергопотребление на единицу продукции.

Основная причина больших энергозатрат простои оборудования. Особенно велики потери на крупных предприятиях с большими комплексами взаимо связанного технологического оборудования. Решение этой проблемы требует нового подхода к технологии управления электроснабжением промыш ленных предприятий, а именно к созданию активно-адаптивного управления на стороне потребителя.

Переход к активно-адаптивному управлению электроснабжением требует повышения информатизации и даже интеллектуализации систем электро снабжения. Этого можно достичь путем использования контроллеров с по вышенной вычислительной мощностью, осуществляющих распределенное управление.

"Гибридный" контроллер нового поколения, объединяющий возможности традиционного микропроцессорного контроллера и цифрового сигнального процессора, устанавливается на каждое присоединение сети электроснаб жения и осуществляет местное и групповое управление, а также передает информацию на центральную управляющую станцию (ЦУС).

Схема распределенного управления с помощью контроллеров нового по коления представлена на рис. 17.

Гибридный контроллер отличается от традиционного программной реали зацией диагностических функций, которые делятся на два класса: контроль действия штатных устройств релейной защиты и автоматики и диагностика состояния оборудования для управления обслуживанием и "ремонтом по со стоянию".

В процессе диагностики при обнаружении изменения (события) произво дится спектральный анализ фазных токов и напряжений с использованием быстрого преобразования Фурье. Полученные значения параметров являются "амплитудно-фазовым портретом" события.


Рис. 17. Распределенное управление подземным электроснабжением шахты Программное обеспечение ЦУС включает компонент "Программный классификатор событий" (ПКС). При возникновении события его "портрет" сравнивается с типовыми событиями в ПКС. В случае несовпадения вступает в действие алгоритм расширения или модификации ("обучения") ПКС.

Результаты работы этапа 2010 г.:

– разработано алгоритмическое обеспечение для распределенной системы автоматизированного управления электроснабжением;

– разработана технологическая схема "обучения" программного классифи катора событий в системе электроснабжения;

– выполнено моделирование переходных процессов для выделения диагно стических признаков.

Реализация принципов безопасного управления в высоконадежной SCADA-системе (проект IV.32.2.6) Руководитель темы – канд. техн. наук Чейдо Г. П.

Ответственный исполнитель – Благодарный А. И.

На этапе 2010 г. работа по данному проекту заключалась в совершенство вании разработанной в КТИ ВТ СО РАН SCADA-системы "Блакарт" и рас ширении ее функциональных возможностей по следующим направлениям:

1. Повышение надежности универсального ядра SCADA-системы, в част ности:

– унификация графических объектов интерфейса оператора;

– унификация конфигурационных файлов;

– переход к многосерверной платформе и решение проблемы синхро низации баз данных.

2. Разработка подсистемы управления шахтным конвейерным транспор том нового поколения с улучшенными характеристиками надежности и безо пасности, включая:

– расширение множества контролируемых параметров;

введение дополни тельных контролируемых параметров: усилие натяжения ленты, токи двигате лей, температура и вибрация подшипников, уровень масла в редукторах, сте пень загрузки лент конвейеров;

– расширение функциональности подсистемы управления в направлении усиления диагностики и прогнозирования развития событий. Дополнительной функциональной возможностью подсистемы управления является регулирова ние скорости движения ленты конвейера в зависимости от степени загрузки и других факторов. Такое регулирование обеспечивает экономию энергоресурсов и увеличение срока службы технологического оборудования шахтных конвей еров.

3. Разработка подсистемы наблюдения и оповещения персонала шахты (СНиОП) нового поколения позволила дополнительно реализовать следую щие функции:

– контроль в реальном времени напряжения аккумуляторных батарей пер сонала шахты;

– контроль в реальном времени местоположения персонала шахты с указа нием расстояния от радиосчитывателя с точностью до метра;

– указание в реальном времени местоположения персонала на видеокадре общей схемы выработок шахты;

– персональный вызов каждого работника, находящегося в шахте.

Разработана специализированная база данных СНиОП, позволяющая вы числять различные виды статистических данных о перемещении персонала.

4. Расширение функциональных возможностей подсистемы контроля энергопотребления включает:

– унификацию алгоритмов обработки и накопления данных и распростране ние указанных алгоритмов на смежные подсистемы;

– разработку унифицированной базы данных для хранения данных энерго потребления и функционально подобных данных смежных подсистем;

– расширение системы авторизации доступа с предоставлением права из менения установок срабатывания защит распределительных ячеек энергоснаб жения.

Рис. 18. Видеокадр системы электроснабжения шахты На рис. 18 приведен видеокадр системы электроснабжения шахты, в част ности, окно состояния распределительной ячейки электроснабжения и окно задания уставок срабатывания электрических защит.

Модернизация системы автоматизированного контроля состояния гид ротехнических сооружений ГЭС (проект IV.32.2.6) Руководитель темы – канд. техн. наук Золотухин Е. П.

Ответственный исполнитель – Нескородев В. Д.

В 2010 г. в КТИ ВТ СО РАН разработан проект системы "ПРИМА КТИ ВТ" для модернизации существующих и ввода на новых объектах систем ав томатизированного контроля состояния гидротехнических сооружений гид роэлектростанций (САК ГТС ГЭС).

Планируемая модернизация САК ГТС ГЭС должна решить задачи:

– замены морально и физически устаревших приборов и оборудования;

– оптимизации состава контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) для диагностики;

– повышения точности и надежности проведения натурных наблюдений за работой ГТС и эффективности контроля его состояния;

– предотвращение развития необратимых процессов в состоянии ГТС;

– содействия формированию единого информационного пространства контроля состояния ГТС;

– содействия оперативному принятию обоснованных мер безопасности;

– содействия обоснованию безопасной эксплуатации ГТС;

– обеспечения безопасности ГТС.

САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ", выполняя основные функции автоматизи рованного сбора, обработки, пользовательского представления, архивирова ния данных и связи с другими автоматизированными системами ГЭС, вместе с этим обладает дополнительными возможностями, которые предоставляют ряд преимуществ перед подобными системами других производителей.

1. САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" обеспечивает требуемую надежность функционирования при отказе части элементов системы. Система допускает различные варианты исполнения программных, технических и структурных решений. Необходимый уровень надежности достигается за счет выбора спо соба его достижения. Предлагаемые способы обеспечения надежности: вы бор технических средств, резервирование, применение отказоустойчивых структур, самодиагностика. Выбор окончательного варианта может происхо дить, например, по принципу минимизации стоимости системы.

2. САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" строится как открытая система, в которой предусмотрено не только эффективное взаимодействие с автоматизирован ными системами, работающими на ГЭС (АСУП, АСУ ТП, программно аппаратным комплексом сейсмометрического мониторинга ПАК МЗ), но и дополнение, расширение и модернизация ее составных частей. Допускается замена типов датчиков и преобразователей, подключение новых измеритель ных устройств, введение новых подсистем обработки информации и др. Та ким образом, система может строиться постепенно в зависимости от финан совых возможностей заказчика. На первом этапе строится ядро системы, на последующих этапах выполняется расширение системы.

3. В составе САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" предполагается использовать экспертную подсистему поддержки принятия решений. Это позволит анали зировать текущую информацию о напряженно-деформированном состоянии ГТС и информацию из АСУ ТП о техническом состоянии оборудования ГЭС, формировать информационный пакет, вырабатывать рекомендации и переда вать их на верхний уровень эксплуатационному персоналу ГТС и техниче скому руководству ГЭС.

4. В составе САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" предполагается использовать подсистему математического моделирования и прогнозирования техническо го состояния ГТС для оперативной выдачи предупреждений о тенденции к превышению критических значений контролируемых показателей состояния ГТС (критериев безопасности).

5. В составе САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" предполагается использовать подсистему имитационного моделирования работы ГТС для эффективной на стройки и отладки САК ГТС на этапе запуска в эксплуатацию и отработки новых подсистем, а также для подготовки и обучения персонала работе с системой с привлечением устройств-тренажеров.

6. В составе САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" предполагается использовать телеуправление для настройки сложной контрольно-измерительной аппара туры и интеллектуальных датчиков, имеющих регулируемые параметры и различные режимы работы. В этом случае эксплуатационный персонал верх него уровня сможет проводить автоматизированное конфигурирование сис темы как в штатном режиме, так и в нештатных ситуациях, например, при частичной потере электропитания.

7. В составе САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" предполагается использование дополнительных конструктивных решений технических средств для сохра нения требуемой надежности работы системы в случае резкого ухудше ния условий эксплуатации, не предусмотренных штатным режимом (пожар, затопление, взрыв, удар, длительная потеря электропитания, разрывы линий связи локальной сети). В частности, предполагается размещать контроллеры первичного сбора информации в прочном взрывобезопасном корпусе с уров нем защиты IP 68 (ГОСТ 142-54-96) и автономным электропитанием, рассчи танным на несколько часов работы. Подобные конструктивные решения ис пользуются для систем, работающих в шахтах, и позволяют контроллерам сохранять работоспособность и выполнять роль "черного ящика" на нижнем уровне на случай аварии с мощными механическими и водными воздейст виями на систему, а также сохранять устойчивость к повреждениям в случае злонамеренных действий. Кроме того, предполагается, что часть данных, пе редаваемых в сервер хранения данных ГТС на верхнем уровне, будет парал лельно передаваться в специальное устройство высоконадежного хранения данных в прочном корпусе ("черный ящик") на случай мощных внезапных воз действий, вызванных чрезвычайными обстоятельствами (землетрясениями, взрывами, наводнениями, пожарами). Устройство высоконадежного хране ния данных должно размещаться в отдельном, охраняемом высокопрочном помещении-боксе, исключающем разрушение и несанкционированный дос туп людей.

Схема программно-технического комплекса (ПТК) САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" показана на рис. 19.

Рис. 19. Функциональная схема ПТК САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" Иерархия ПТК состоит из трех уровней:

– нижний уровень (НУ) образован первичными датчиками, измеритель ными приборами и устройствами, преобразователями;

– средний уровень (СУ) системы включает микропроцессорные устройст ва для преобразования и передачи информации, средства связи, средства рас пределения и обеспечения бесперебойным электропитанием технических средств нижнего и среднего уровней;

– верхний уровень (ВУ) охватывает средства вычислительной обработки, регистрации, архивирования и отображения информации, анализа, прогнози рования и моделирования, документирования и диалога пользователя с сис темой;

автоматизированные рабочие места (АРМ) оперативного и обслужи вающего персонала.

Схема комплекса технических средств (КТС) ПТК САК ГТС "ПРИМА КТИ ВТ" с привязкой к уровням ПТК представлена на рис. 20.

Удаленное помещение с ограниченным доступом персонала Cервер БД Внешняя ЛВС «черный ящик»

Рабочие станций Серверы приложений Шлюз (АРМ, станция моделирования, Cерверы СУБД (Сервисы и службы) станция тренажёра) Верхний уровень +/ Отказоустойчивая промышленная сеть Средний уровень Ethernet 100Base-FX КК КК КК КК КК КК Нижний уровень Д A RS- Д Д Д A Д A Д Д Д Рис. 20. Структурная схема КТС САК ГТС: А – терминальный контроллер (преобра зователь интерфейсов), Д – датчики и измерительные устройства, КК – контроллер коммутатор, в корпусе повышенной прочности и функциями "черного ящика" Программа VI.53.1. Создание моделей патологических состояний человека: исследование генетико-физиологических, молекулярно-генетических и биофизических механизмов Проект VI.53.1.3. Экспериментальный, биофизический анализ клеточ ных механизмов нейропатологий на модельных нейронных системах in vitro, поиск методов и средств коррекции Научный руководитель проекта – д-р биол. наук Ратушняк А. С.

Экспериментальный биофизический анализ клеточных механизмов ней ропатологий на модельных нейронных системах in vitro, поиск методов и средств коррекции (проект VI.53.1.3) Оценка вклада возбуждающего и тормозного медиатора гамма аминомасляной кислоты в возникновение эпилептиформной актив ности в срезах гиппокампа мышей ASC Руководитель темы – д-р биол. наук Ратушняк А. С.

Отв. исполнитель – д-р биол. наук Запара Т. А.

Исследования направлены на выявление нарушений структур мозга, ассо циированных со щипковой каталепсией. Такой вид патологии, по литератур ным данным, рассматривается как депрессивноподобное поведение. Поиск электрофизиологических коррелятов такого поведения позволил обнаружить, что в срезах гиппокампа мышей-каталептиков в нормальном физиологиче ском растворе регистрируются спонтанные эпилептиформные разряды.

Срезы гиппокампа используются для изучения клеточных механизмов возникновения эпилептиформных разрядов. Последние индуцируются как путем удаления ионов магния из омывающего срезы мозга раствора, что по зволяет снять магниевый блок с возбуждающих ионотропных НМДА рецеп торов, так и аппликацией блокатора тормозных ГАМК-эргических синап сов – бикукуллина.

Для оценки вклада возбуждающего и тормозного медиатора в гиппокампе мышей линии с высокой предрасположенностью к каталепсии исследовалась динамика возникновения и формирования эпилептиформной активности.

Выявлено влияние на динамику формирования эпилептиформных разрядов возбуждающего и тормозного медиатора в срезах гиппокампа.

В среде со сниженной концентрацией магния частота спонтанных судо рожных разрядов пирамидных нейронов поля СА1 гиппокампа мышей-ката лептиков нарастала быстрее по сравнению с аналогичной активностью в сре зах не каталептиков.

При обработке срезов бикукуллином эпилептиформная активность ней ронов поля СА1 выявлялась при электрической стимуляции коллатералей Шаффера и развивалась быстрее в срезах мышей каталептиков.

Это свидетельствует о возможных изменениях, вызванных генетическими нарушениями в медиаторных комплексах или недостаточной сбалансирован ностью тормозных и возбуждающих систем гиппокампа.

На основе литературных и экспериментальных данных проведен теорети ко-экспериментальный анализ временной последовательности исследуемых процессов, создана сеть белок-белковых взаимодействий (рис. 21). На основе этой сети могут быть выявлены клеточно-молекулярные механизмы, лежа щие в основе депрессивноподобных состояний.

Полученные данные указывают на то, что у мышей линий с высокой предрасположенность к каталепсии и депрессивноподобным состояниям по веденческие особенности ассоциированы с изменениями как в возбуждаю щей глутаматэргической, так и в тормозной ГAMК-эргической системах гип Рис. 21. Сеть белок-белковых взаимодействий при изменении эффективности синаптических процессов покампа. Найдены клеточно-молекулярные корреляты поведенческих свойств мышей с такими генетическими нарушениями. Обнаруженные на рушения активности нейронов гиппокампа позволяют предположить, что ряд генов кандидатов, определяющих патологию поведения, значительно шире выявленного ранее генно-молекулярными методами.

Это позволяет использовать срезы гиппокампа как для инструментальных исследований функциональной связи нейрональной активности с предраспо ложенностью к патологическим состояниям, так и как тест-систему для под бора и тестирования фармакологически перспективных биологически актив ных соединений и воздействий.

Исследование динамики изменения количества белка S100B на разных этапах долговременной посттетанической потенциации (с использованием вестернблот-анализа) Руководитель темы – д-р биол. наук Ратушняк А. С.

Ответственный исполнитель – канд. биол. наук Лисачев П. Д.

В результате выполнения проекта в 2010 г. показано, что долговременная посттетаническая потенциация (ДПТП) вызывает увеличения содержания мРНК S100B в срезах гиппокампа.

Исследовалось влияние низкочастотной (не вызывающей развития ДПТП) электростимуляции коллатералей Шаффера на содержание мРНК ряда генов семейства S100 (S100B, S100A1 и S100A6) в поле CA1 срезов гиппокампа крыс. Обнаружено, что низкочастотная стимуляция не вызывает увеличения содержания мРНК S100B в срезах, что подтверждает связь исследуемого на ми феномена с механизмами ДПТП. Это доказывает, что наблюдаемое после тетанизации увеличение содержания мРНК S100B и S100A1 не является ар тефактом, вызванным повреждением ткани среза электродами или электро стимуляцией, а прямо или косвенно связано с механизмами ДПТП.

На основе анализа полученных данных относительно соотношения дина мики мРНК и белка S100B в срезах гиппокампа при ДПТП в настоящий мо мент исследуются точки 10, 20, 40, 240 и 360 минут после тетанизации. Ока залось, что содержание мРНК S100B в срезах гиппокампа заметно увеличи вается уже через 10 минут после тетанизации, т. е. индукция синтеза S100B тесно сопряжена по времени с индукцией ДПТП. Вестернблот-анализ пока зал существенное увеличение количества белка S100B в срезах уже через 20 мин. после тетанизации. Таким образом, показано, что этот интервал вре мени является оптимальным для анализа при исследовании механизмов ин дукции синтеза S100B с применением фармакологических агентов. Тенден ция к увеличению количества белка сохраняется, по меньшей мере, до 120-й минуты после тетанизации.

Увеличение содержания мРНК S100B после тетанизации носит монофаз ный характер: через 2 часа после стимуляции сохранялось только следовое увеличение, а через 4 и 6 ч после тетанизации содержание мРНК S100B не отличалось от базовой линии.

Разработка комплексного метода капнографии и пневмографии для мониторинга паттернов дыхания Руководитель темы – д-р биол. наук Ратушняк А. С.

Ответственный исполнитель – Гришин В. Г.

В результате выполнения проекта в 2010 г. разработан программно аппаратный комплекс, позволяющий проводить одновременную запись кап нограммы (графика изменения во времени концентрации углекислого газа в выдыхаемом воздухе) и пневмограммы пациента. Комплекс состоит из кап нометра;

датчика пневмограммы, совмещенного с газоотводной трубкой;

блока обработки пневмограммы;

компьютера с программным обеспечением для одновременного мониторирования дыхания пациента по параметрам капнограммы и пневмограммы. Разработаны конструкция и способ крепле ния датчика пневмограммы, совмещенного с газоотводной трубкой капно метра, что позволяет производить одновременное измерение пневмограммы и капнограммы, не создавая у пациента дискомфорта.

Проведен цикл исследований устойчивых паттернов дыхания (по пневмо грамме и капнограмме) у здоровых и больных психосоматическими заболе ваниями (бронхиальная астма, гипертоническая болезнь).

Для исследования отобраны записи устойчивых паттернов дыхания здо ровых и больных психосоматическими заболеваниями (бронхиальная астма, гипертоническая болезнь). Психоэмоциональные состояния моделировались по двум статусам: норма и расслабление. Оценка исходного психоэмоцио нального состояния испытуемого производилась с помощью стандартных психологических тестов (цветовой тест Люшера, текстовый опросник Спил бергера и т. д.).

Сбор данных пневмографии произведен с частотой 50 Гц, капнографии – с частотой 20 Гц, что обусловлено особенностями конструкции капнометра.

Время сбора варьировалось от 0,5 до 5 минут в зависимости от целей экспе римента.

Обработка полученных данных произведена программным пакетом PowerGraph и состояла в сравнении спектров мощности паттернов дыхания у здоровых и больных людей, проверяемых в различных психоэмоциональных состояниях. Обработка спектров мощности паттерна пневмограммы и капно граммы у здоровых и больных испытуемых показала, что для больного, в от личие от здорового человека, характерно присутствие в спектре сигнала высших гармоник на уровне 0,95 Гц.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ИНТЕГРАЦИОННЫМ ПРОЕКТАМ СО РАН И ГРАНТАМ РФФИ 3.1. Построение модели функционирования почки в регуляции артери ального давления (Интеграционный проект № 91) Руководитель блока канд. биол. наук Колпаков Ф. А.

КТИ ВТ СО РАН совместно с ИМ СО РАН в 2010 г. выполнил работу по развитию интеграционной модели сердечно-сосудистой системы человека на основе моделей Лампони, Солодянникова и Карааслана.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.