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:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |

«КАТАЛОГ ИННОВАЦИОННЫХ РАЗРАБОТОК ПО ПРИОРИТЕТНОМУ НАПРАВЛЕНИЮ «РАЦИОНАЛЬНОЕ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ» ВЫПУСК 6 Москва, 2012 ...»

-- [ Страница 4 ] --

Исследования функционирования имитаци онной модели позволили спрогнозировать увеличение рабочих и транспортных скоростей машины, а также получить ряд важнейших практических рекомендаций общего характера, имеющих силу для целого класса систем машин.

Имитационная модель новой базы для системы машин с шестикатковой ходовой системой, уши ренной колеей гусеницы, передней установкой гидроманипулятора, электромеханической транс миссией и электронным управлением при преодо ление единичных препятствий высотой 200, 300, 400мм с пачкой сортиментов Qп=12м3.

Проведение экспериментов (испытаний) Модельный лесной кластер Сущность кластерного подхода базируется на теоретико методологических положениях, как группа географически соседствующих компаний и связанных с ними организаций, действующих в определенной сфере, характеризующихся общностью деятельности и взаимодополняющих друг друга.

Он позволяет комплексно, системным образом рассматривать ситуацию в группе взаимосвязанных предприятий, относящихся к разным отраслям.

Концепция модельного лесного кластера предполагает создание модельного лесного кластерного предприятия по заготовке и глубокой переработке древесины на основе инновационных отечественных технологий и оборудования с целью выпуска продукции высокой добавленной стоимости и воспроизводству лесов на принципах рационального неистощительного лесопользования, лесозаготовок на базе современных технологий обеспечивающих максимальную производительность и минимальную нагрузку на окружающую среду, создание современного деревообрабатывающего производства по изготовлению доступных для населения комплектов деревянных домов и лесохимического производства по выпуску биоэтанола, кормовых дрожжей и других продуктов на основе вовлечения в переработку низкосортной древесины и древесных отходов.

Многоуровневая схема создания модельного предприятия лесного кластера Структурная схема производства по глубокой переработке древесного сырья Производство новых видов материалов Концепция лесного кластера предусматривает создание новых уникальных и изделий из них для строительной индустрии, судостроения, мебельной промышленности, машиностроения, железнодорожного транспорта и др., в т.ч.:

– конструктивные элементы зданий в гражданском, промышленном и сельском строительстве;

– интерьерные элементы зданий;

– трубы для водоснабжения, канализации и производственных нужд;

– декинг продукты;

– ограждающие конструкции;

– элементы опалубки при производстве бетонных дорог;

– городская, парковая и садовая мебель, веранды, беседки и др.;

– детали машиностроения;

– шпалы, полы для вагонов и др. для железнодорожного транспорта;

– элементы сельскохозяйственных построек (животноводство, птицеводство).

Применение дирижаблей при транспортировке лесоматериалов, уходе за лесом, обнаружении и тушении пожаров Способы формирования груза лесоматериалов для воздушной транспортировки Формирование груза лесоматериалов для воздушной транспортировки краном лесоштабелером Техническая характеристика транспортного летательного аппарата АТЛАНТ Объем.

........................................................................................................................................................................... 100 000 м Длина....................................................................................................................................................................................... 130 м Максимальная продолжительность полета......................................................................................................... 6 суток Крейсерская скорость......................................................................................................................................... 90 150 км/ч Максимальная скорость........................................................................................................................................... 200 км/ч Максимальный вес полезной нагрузки......................................................................................................................... 60т Экипаж................................................................................................................................................................................... 3 чел.

Технологические показатели:

Объем перевозимой древесины (60 3,0): 0,83= 68,674 м3............................................................................................ примем 68 м Скорость полета с грузом......................................................................................................................................... 90 км/ч Скорость полета без груза...................................................................................................................................... 120 км/ч Время полета с грузом.................................................................................................................................................... 0,66 ч Время полета без груза...................................................................................................................................................... 0,5 ч Время приема груза........................................................................................................................................................... 0,25 ч Время освобождения от груза....................................................................................................................................... 0,25 ч Время приёма контейнера УК 68................................................................................................................................ 0,15 ч Время выгрузки контейнера УК 68............................................................................................................................ 0,15 ч Полное время рейса по маршруту биржа сырья лесосека биржа сырья................................................... 1,96 ч Средний объем древесины на лесосеке................................................................................................................ 3242 м Количество рейсов в сутки................................................................................................................................................... Количество рейсов на освоение одной лесосеки (48 + 2)....................................................................................... Суточная вывозка древесины одним дирижаблем (68х11)........................................................................... 748 м Число суток работы дирижабля для годовой выработки 250 000 м3 древесины.................................. 350, Средняя нагрузка на рейс с учётом транспортировки ЛЗК....................................................................... 64,84 м Летательный аппарат АТЛАНТ Многофункциональный лесохозяйственный дирижабельный комплекс мониторинга и пожаротушения Многофункциональный лесохозяйственный дирижабельный комплекс (МЛДК) предназначен для круглогодичной работы и мониторинга лесов в интересах Лесного хозяйства РФ.

Мониторинг: наблюдение за пожарами и пожароопасностью в оптическом, микроволновом и тепловом диапазонах, днём и ночью в непрерывном инструментальном режиме;

наблюдение за патологией лесов;

наблюдение за эксплуатацией лесов;

контроль за перемещением лесных грузов на этапе лесосека биржа;

оценка состояния лесов.

выявление пожароопасных районов по критическому температурному фону лесной подстилки.

Работа: тушение пожаров в момент их обнаружения всеми видами современных средств;

авиационная лесотаксация;

авиационная борьба с вредителями;

транспортная работа в интересах Рослесхоза;

исследовательская работа в интересах Рослесхоза;

взаимодействие со спутниковой системой наблюдения;

поиск перспективных лесных участков для всех видов рубок.

В качестве носителя комплекса возможно использование дирижабля АТЛАНТ 30 производства ЗАО «ВЦ Авгуръ»

Техническая характеристика летательного аппарата АТЛАНТ 30 000 м Объем оболочки Длина дирижабля 130 м Максимальная продолжительность полета 6 суток Крейсерская скорость 90 150 км/ч Максимальная скорость 200 км/ч Максимальная дальность беспосадочного перелета 4000 км Максимальный вес полезной нагрузки 16 000 кг Экипаж 3 чел Пассажиры до 80 чел.

Для выполнения функций мониторинга можно использовать многоцелевой дирижабль Au 5250 м Объем оболочки Длина дирижабля 55 м Максимальная продолжительность полета 24 ч Крейсерская скорость 40 80 км/ч Максимальная скорость 100 км/ч Максимальный вес полезной нагрузки 1400 кг Экипаж 2 чел.

Количество пассажиров 8 чел.

Предлагаемая зарубежными фирмами лесозаготовительная техника в основном выполнена на колесной базе, что учитывая почвенно климатические особенности России, менее предпочтительно, чем применение машин на гусеничном ходе. При анализе работы колесных машин отмечается повышение сезонности лесозаготовок, снижение производительности лесозаготовительных предприятий и неблагоприятное влияние на лесную экосистему.

В настоящее время в лесозаготовительном производстве эксплуатируется отечественная физически и морально устаревшая техника и технологии с высокой долей ручного труда и низкой производи тельностью.

Предлагаемые ФГУП «ГНЦ ЛПК» рациональные технологии и лесосечные машины, входящие в систему машин, выполненных на единой гусеничной базе тракторной компоновки с передним расположением манипулятора и задним другого технологического оборудования, автоматической электромеханической трансмиссией, имеют более высокие технико экономические показатели по сравнению с аналогами, повышенную надежность и ресурс, меньшие эксплуатационные расходы. Эти машины органически вписываются в создаваемые региональные лесные кластеры, способствуют улучшению условий и технологии лесозаготовительного процесса.

Теоретические и экспериментальные исследования с использование компьютерного моделирования позволяют получить ряд важнейших практических рекомендаций конкретного и более общего характера, что позволяет ускорить процесс создания гусеничных лесозаготовительных машин от идеи до конструкции.

Исследования применения системы ГЛОНАСС для учета показателей работы, объема заготовленной древесины, расхода топлива, времени работы и перемещения машины показали целесообразность ее использования в лесозаготовительных предприятиях ЛПК.

Также перспективным направлением в лесозаготовках является применение летательных аппаратов при доставке лесоматериалов с неосвоенных лесных территорий во двор потребителя. Их применение особенно целесообразно в районах, не требующих развития наземной транспортной инфраструктуры по общегосударственным основаниям, в лесах, прилегающих к районам с развитой инфраструктурой, но труднодоступных по природным условиям. ФГУП «ГНЦ ЛПК» предложил варианты формирования лесных грузов и их доставки во двор потребителя, а также перебазировки техники, сопутствующих грузов, людей.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) В процессе выполнения работ по государственному контракту подана заявка и получен патент РФ от 27.02.2012г. № 118510 на полезную модель «Лесозаготовительная машина». На основе его технического решения предлагаются перспективные лесозаготовительные машины для заготовки сортиментов саморазгружающиеся форвестер и форвардер. Особенностью вариантов конструкций этих машин являются устройство и установка на базовой машине поворотной грузовой платформы с поворотными стойками и толкателя с поворотным отвалом, позволяющие загружать и транс портировать сортименты до 4х м в поперечном положении относительно машины, а сортименты длиной 6 6,5 м – в продольном положении с последующей их разгрузкой самосвальным способом. Помимо этого раскряжевка сортиментов рабочим органом форвестера производится непосредственно в карманы накопители грузовой платформы.

Техническое решение по патенту направлено на повышение производительности лесозагото вительных машин и улучшения условий работы операторов.

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Лесной комплекс является одним из стратегических, экспортно ориентированных секторов экономики страны. В России – огромные возобновляемые запасы лесосырьевых ресурсов, на ее долю приходится четверть мирового лесного покрова, они позволяют без экологического ущерба ежегодно заготавливать 635 млн. м3 древесины (в настоящее время в пределах 180 млн. м3 в год). Экономический потенциал лесного сектора при правильном использовании лесов и его продукции, по прогнозу специалистов, может достигнуть, как минимум, 100 млрд. долл. США, в настоящее время объем товарной продукции составляет около 22,5 млрд. руб. На сегодняшний день, Россия, являясь крупнейшей лесной державой мира, значительно отстает от других стран мира по основным экономическим, техническим показателям использования леса и по производству продукции из древесины.

В «Стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2020 г.» (утверждена приказом Минпромторга и Минсельхоза РФ № 243/482 от 31.10.2008 г.) предусмотрено увеличение заготовки древесины в объеме до 294 млн. м 3, т.е. в 1,4 раза больше по отношению к 2008 г., предусматривается также освоение новых лесных массивов, в том числе на слабонесущих грунтах и разработка новых ресурсосберегающих технологических процессов заготовки древесины с помощью систем машин.

Повышение эффективности функционирования лесопромышленного комплекса Российской Федерации является перманентной задачей отраслевой науки. Одной из наиболее значимых сфер реализации этой задачи является определение оптимальных технологий и систем машин для процессов лесозаготовки и обработки древесины.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) Результаты выполнения НИР позволят осуществить научный задел в области проектирования и создания систем машин для рационального природопользования при заготовке и транспортировке древесины. Полученные технические решения будут применены при проектировании систем машин для лесопромышленного комплекса и организации рационального лесопользования.

В результате выполнения НИР подготовлены проекты технических заданий: «Разработка универсальной валочно сучкорезно раскряжёвочной машины» и «Разработка лесотранспортной машины», на основе которых планируется создание и организация производства систем машин на ООО «Рубцовский агрегатный завод». Изготовителями лесозаготовительных комплексов и отдельных машин тракторной компоновки могут являться также ООО «ЛЕСТЕХКОМ», ООО «Абаканский опытно механический завод», ООО «АЛТАЙЛЕСМАШ».

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) Адрес: 119991, ГСП 1, г. Москва, В 334, ул. Косыгина, д. Телефон: +7 (499) 137 14 Факс: +7 (495) 938 20 Е mail: vdomah@gmail.com Web: www.geokhi.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5058.

2. Наименование темы контракта Разработка измерительных и аппаратно программных средств для безреагентного мониторинга водных технологических сред.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы При выполнении НИР выполнен обзор методов и средств определения в водных объектах различной природы следующих параметров – электропроводости, содержания растворенных органических и поверхностно активных веществ.

Осуществлен выбор оптимальных средств и методов определения для реализации в виде программно аппаратных средств безреагентного мониторинга.

Созданы экспериментальные образцы измерительных приборов для безреагентного мониторинга электропроводности и содержания растворенных органических и поверхностно активных веществ.

Созданные экспериментальные образцы измерительных приборов по своим аналитическим характеристикам находятся на мировом уровне среди приборов, предназначенных для рутинного (не исследовательского) контроля.

На основании критического анализа существующих данных, в том числе патентного поиска, выбраны наиболее подходящие для реализации в виде автономных безреагентных приборов для мониторинга методы определения. Для бесконтактного определения электропроводности водных технологических сред предложен не имеющий аналогов в мире измерительный прибор на основе электроиндуцированного термолинзового эффекта. Его важными достоинствами являются отсутствие эффекта памяти, высокая чувствительность и широкий диапазон измеряемых значений, высокая воспроизводимость результатов измерений, низкая стоимость и крайне малое время единичного измерения.

В таблице 1 приведены обобщенные метрологические характеристики прибора при определении электропроводности модельных растворов электролитов.

Как видно из таблицы, предел обнаружения электролита определяется исключительно его природой, то есть подвижностью входящих в его состав ионов, поскольку пределы обнаружения соотносятся между собой в соответствующих отношениях. Таким образом, метод равен по чувствительности лучшим образцам бесконтактных кондуктометров, уступая контактным образцам не более чем на 1 порядок.

Кроме того, возможность очень точно выдавать ключом импульсы тока и высокая стабильность зондирующего лазера обуславливают минимальные погрешности измерения, не более 1% в типичных условиях, что недостижимо для серийных образцов кондуктометров. Кроме того, верхняя граница Таблица 1.

Дипазон измеряемых удельных электропроводностей в электролитных растворах различной природы Электролит Коэффициент Минимальное Максимальное чувствитель определяемое значение определяемое значение ности, М 1 Концентрации, Электропровод Концентрации, Электропровод М ности, мкСм/м М ности, См/м Азотная кислота 80 1Ч10 5 95 0,1 3, Соляная кислота 83 1Ч10 5 92 0,1 3, Сульфат калия 70 2Ч10 5 104 0,2 3, Хлорид бария 30 3Ч10 5 105 0,2 3, Дихромат калия 40 4Ч10 5 102 0,2 3, Сульфат церия (III) 30 5Ч10 5 110 0,3 3, измеряемых электропроводностей (погрешность не превышает 5%) составляет 3,2 3,5 См/м, что на порядок превосходит лучшие образцы кондуктометров. Прямых аналогов, в том числе зарубежного производства, у созданного в ходе НИР прибора не обнаружено.

Для безреагентного определения уровня загрязнений водной среды растворенными в ней органическими веществами использован широко применяемый в экологическом мониторинге люминесцентный метод. Ключевым отличием разработанного прибора является использование трех каналов для возбуждения флуоресценции (с различными длинами волн, от жесткого UVA до мягкого UVC диапазона), и тремя каналами регистрации (с различным диапазоном длин волн) флуоресцентного излучения. Каждый из каналов регистрации может использоваться с любым источником возбуждения.

Данная разработка позволяет, с одной стороны, расширить круг определяемых соединений до максимально возможного (за счет использования всего УФ спектра для возбуждения люминесценции), а с другой стороны, повысить селективность определения (по крайней мере, возможно отличать один класс флуоресцирующих веществ от другого) за счет спектральной селекции. В таблице 2 приведены основные метрологические характеристики созданного прибора, показанные на примере модельных соединений различных классов (салицилат натрия имитирует структурное звено биогенных гуминовых кислот, нафтол и нафталин маркеры нефтепродуктов и ГСМ, ПАУ и их производных).

Таблица 2.

Метрологические характеристики определения модельных органических веществ в водных средах Вещество Предел обнаружения, Границы определяемых содержаний Погрешность для мкг/мл Нижняя, мг/л Верхняя, мг/л 10 мкг/мл, % Салицилат натрия 0,2 0,5 700 Нафтол 0,1 0,3 500 Нафталин 0,1 0,2 25* Сопоставляя данные таблицы 2 и литературные данные можно убедится, что реализованный люминесцентный метод превосходит по чувствительности все классические методы, а также абсорбционную фотометрию на 1 3 порядка по чувствительности. Кроме того, единственным источником погрешности в данном варианте является аппаратная нестабильность источника возбуждения (люминесцентной лампы) и приемника излучения (ФЭУ), которые легко сводятся к минимальным и оценены в ходе эксперимента как 5 6% в типичных условиях. Случайные ошибки промахи, а равно систематические источники погрешности, особенно свойственные классическим методам, таким как ХПК и БПК, устранены. Важнейшим преимуществом данного анализатора является отсутствие необходимости в какой бы то ни было пробоподготовке и следовательно возможность автономной работы.

Кроме того, ЭО ИП ОВ обладает характерным для люминесцентых приборов, но совершенно уникальным в анализе природных объектов диапазоном линейности в 5 порядков, что выгодно отличает его от подавляющего большинства рассмотренных выше способов определения органических веществ в воде.

Разработанный в ходе НИР экспериментальный образец измерительного прибора для определения ПАВ в водных технологических средах энергетических производств использует потенциометрический метод определения с ионоселективными электродами, как единственный безреагентный метод, поддающийся автоматизации. Прибор обладает проточной ячейкой и упрочненной мембраной на основе ионного ассоциата додецилсульфат цетилпиридиний с повышенной износоустойчивостью. В таблице 3 сведены основные метрологические характеристики, достигнутые на примере различных модельных анионных ПАВ.

Таблица 3.

Метрологические характеристики определения модельных анионных ПАВ в водных средах Вещество Предел обнаружения, Границы определяемых содержаний Погрешность для мкг/мл Нижняя, мг/л Верхняя, мг/л 10 мкг/мл, % Додецилсульфат Na 0,2 0,5 190 Сульфонол 0,2 0,5 200 Алкилбензолсульфонат 0,2 0,7 220 • Примечание – время выхода прибора на рабочий режим составляет 540 секунд, единичного измерения – 60с.

Сопоставляя данные таблицы 3 и литературные данные, можно убедится, что реализованный в приборе потенциометрический метод не уступает по чувствительности существующим инструмен тальным методам (за исключением хромато масс пектрометрического, но такое сравнение некор ректно), значительно превосходя их по удобству использования и точности измерений. Характеристики экспериментального образца прибора для определения ПАВ (диапазон определяемых содержаний 3 порядка, предел обнаружения n•10 7 г/мл, время измерения 90 секунд) соответствует уровню ведущих зарубежных производителей ионоселективных электродов, чувствительных к ПАВ.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) В ходе патентного поиска и литературного обзора прямых аналогов прибору, в том числе за рубежом, не обнаружено. Метрологические характеристики, достигаемые при прямом (без пробоподготовки) анализе вод различного генезиса (5 порядков линейности, предел обнаружения на уровне 10 7 г/мл) соответствуют уровню флуориметров, предназначенных для рутинного анализа, производства ведущих мировых производителей. В части воспроизводимости результатов измерений разработанный прибор обладает некоторым преимуществом (5 6% приведенной погрешности против типичного значения в 10% у коммерческих приборов).

Подана заявка на патент «Люминесцентный анализатор органических примесей в природных и технических водах».

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) В качестве областей применения созданных приборов можно назвать эколого аналитический мониторинг пресных водоемов, включая питьевые, и морских акваторий, особенно районов интенсивного судоходства и/или добычи/транспортировки углеводородов. Такие безреагентные, автономно работающие устройства могут успешно быть применены как для оснащения автоматизированных постов контроля (буев и т.п.) в мониторинге окружающей среды. Кроме того, данные устройства можно рекомендовать для оснащения подвижных лабораторий экологического контроля в качестве тест методов первичного анализа. Дополнительно данные приборы могут применяться в производстве для контроля качества технологических растворов, включая сточные воды.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) Предполагаемыми путями коммерциализации разработок являются: продажа отдельных приборов для мониторинга, а также методик определения и комплектующих к приборам для оснащения структур, производящих контроль качества воды, экологических служб, и предприятий, реализующих значительный водосброс.

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Рисунок 1. Экспериментальный образец измерительного прибора для определения электропроводности водных сред на основе электротермолинзовой ячейки. Слева – общий вид, справа – электротермолинзовая ячейка Рисунок 2. Экспериментальный образец измерительного прибора для определения растворенных органических веществ. Слева – общий вид, справа – внутреннее устройство (снят кожух) Рисунок 3. ПАВ чувствительный электрод и плата согласования и управления экспериментального образца прибора для определения содержания ПАВ в водной среде Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Научно исследовательский институт аэрокосмического мониторинга «АЭРОКОСМОС»

(НИИ «АЭРОКОСМОС») Адрес: 105064, г. Москва, Гороховский переулок, д. Телефон: +7 (495) 632 16 Факс: +7 (495) 632 11 Е mail: office@aerocosmos.info Web: www.aerocosmos.info 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5061.

2. Наименование темы контракта Разработка методов оценивания плодородия и выявления степени деградации почв на основе комплексного анализа многоспектральных оптических и радиолокационных космических изображений.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения 4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы В результате выполнения настоящей НИР были разработаны:

– методы, предназначенные для: оценки состояния посевов и сельскохозяйственных земель;

совместного использования данных дистанционного зондирования Земли и наземных измерений для оценки состояния почвенной среды;

оценивания информативности каналов ДЗЗ и их оптимального выбора для решения конкретных задач оценивания состояния почв (гумусиро ванность, засоленность, влажность);

– методики использования данных дистанционного зондирования Земли для оценки: степени деградации почв;

состояния посевов;

рисков потери урожая от возникновения чрезвычайных ситуаций;

информативности оптических каналов систем космического дистанционного зондирования;

– методика синтеза мультиспектральных изображений дистанционного зондирования и исполь зования данных ДЗЗ в комплексе с наземными инструментальными измерениями для выявления состояния сельскохозяйственных земель и посевов на всей территории страны;

– модели оценки плодородия и выявления степени деградации почв, позволившие провести:

математическое моделирование: состояния земной поверхности с точки зрения почвенного плодородия;

степени деградации почв;

рисков возможных потерь сельскохозяйственной продукции при чрезвычайных ситуациях;

прогнозирование урожаев основных культур в основных природно климатических зонах страны;

– экспериментальный образец универсального программного комплекса для реализации оценки плодородия и выявления степени деградации земель (ЭО УПК О);

– экспериментальный образец программного комплекса синтеза мультиспектральных изображений дистанционного зондирования (ЭО ПК С);

– методические рекомендации по применению оптических и радиолокационных космических изображений для оценки плодородия, состояния посевов и выявлению степени деградации почв.

– методические рекомендации по приме нению методов математического моде лирования для оценки почвенного плодородия и степени деградации почв по данным ДДЗ;

– проект технического задания на прове дение ОКР по теме: «Разработка программно аппаратного комплекса анализа оптических и радиолокаци онных космических изображений для мониторинга состояния земель».

Разработанные методы обеспечивают:

– оценивание показателей плодородия уничтоженных и деградированных почв с использованием данных ДДЗ с не более чем 5 ти процентным расхож дением по сравнению с данными мар шрутных полевых исследований;

– оценивание общей биомассы и урожая основных культур в текущем времени с ошибкой, не превышающей допуск ±5%, и в прогнозном времени ±15% на конец вегетации;

– получение параметров, характери зующих состояние плодородия земель (гумусность, влажность, засоленность) и выявление степени их деградации по данным дистанционного зондирования, с пространственным охватом от десят ков километров до десятков метров;

– возможность работы как с сущест вующими, так и с перспективными космическими системами, обеспечивающими пространственное разрешение для оптических изображений от 0,5 до 30 м и для радиолокационных изображений от 1 до 25 м;

– возможность интеграции в существующие системы мониторинга и прогноза состояния земель, включая систему дистанционного мониторинга земель агропромышленного комплекса, блока оценивания плодородия почв и выявления степени деградации почв;

– возможность совместной многопараметрической обработки серий данных дистанционного зондирования, полученных в различных участках спектра электромагнитных волн от (0.4 мкм до 23 см) с различным пространственно временным разрешением;

– возможность использования не менее 5 ти индексов состояния подстилающей поверхности и состояния сельскохозяйственных земель, включая: нормализованный разностный вегетационный индекс NDVI;

нормализованный разностный снежный индекс NDSI;

нормализованный разностный влажностный индекс NDWI;

трехканальный вегетационный индекс TCHVI;

индекс влажностного стресса MSI;

– возможность автоматизированного формирования безоблачных композитных изображений и оценки по ним состояния и степени деградации почв с разрешением на местности не хуже 500 метров;

– возможность накопления баз данных сигнатур не менее чем для 10 различных классов сельскохозяйственных земель и объектов;

– возможность работы с многомерными пространствами признаков состояния и уровня деградации сельскохозяйственных земель с использованием современных методов и технологий распознавания образов, включая самоорганизующуюся классификацию по ISODATA и классификацию с обучением по методу максимального правдоподобия.

– математические модели обеспечивают: возможность оценки состояния земной поверхности с точки зрения почвенного плодородия;

возможность определения рисков возможных потерь сельско хозяйственной продукции при чрезвычайных ситуациях;

возможность проведения прогнозных оценок урожаев основных культур в основных природно климатических зонах страны;

возможность выявления степени деградации почв.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищённость, сравнение с имеющимися аналогами) В результате выполнения НИР:

– разработаны методы, методики и модели оценки состояния посевов и сельскохозяйственных земель на основе сочетания данных дистанционного зондирования и наземных измерений;

– создан экспериментальный образец универсального программного комплекса для реализации оценки плодородия и выявления степени деградации земель;

– создан экспериментальный образец программного комплекса синтеза мультиспектральных изображений дистанционного зондирования.

На основе созданных методов и выполненных разработок в рамках проекта подана заявка на изобретение № 2012 123 643 от 08.06.12 г. «Способ дистанционного определения деградации почвенного покрова».

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Результаты работы предназначены для анализа эффективности использования земель и принятия управленческих решений и будут востребованы организациями Министерства сельского хозяйства РФ, Министерства природных ресурсов и экологии РФ, Росгидромета, МЧС России, а также научными учреждениями РАН и Минобрнауки России, предприятиями реального сектора экономики и международными организациями.

Результаты проведенной НИР могут быть использованы для проведения опытно конструк торских работ, направленных на разработку программно аппаратного комплекса мониторинга состояния сельскохозяйственных земель для оценки плодородия почв на основе комплексного анализа оптических и радиолокационных космических изображений, а также при разработке предложений и рекомендаций по внедрению разработанных методов в практику оперативного космического мониторинга состояния сельскохозяйственных земель на территории Российской Федерации.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объём инвестиций (финансирования) и т.п.) Потенциально привлекательными направлениями для коммерциализации результатов, полученных в результате выполнения настоящей НИР являются:

– Оказание услуг по комплексному мониторингу территорий с использованием средств ДЗЗ для оценки плодородия и выявления степени деградации почв – Предоставление услуг по комплексной обработке данных дистанционного зондирования и наземных измерений – Предоставление информационных продуктов (например, тематических карт, результатов моделирования данных и т.д.) – Разработка и продажа программного обеспечения – Оказание консультационных и образовательных услуг на основе разработанных методов и технологий 8. Имеющиеся результаты (объёмы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Государственное научное учреждение Российской академии сельскохозяйственных наук «Почвенный институт имени В.В. Докучаева»

(ГНУ «Почвенный институт имени В.В. Докучаева»

Россельхозакадемии) Адрес: 119017, г. Москва, Пыжевский пер., д.7, стр. Тел: +7 (495) 951 50 Факс: +7 (495) 951 50 E mail: secretary@agro.geonet.ru Web: www.esoil.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5062.

2. Наименование темы контракта Разработка методов оценки степени деградированности и актуального плодородия почв на основе данных дистанционного зондирования.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы При выполнении НИР получены следующие научно технические результаты:

– выполнен обзор и анализ современной научно технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей проблему использования космических и авиационных данных дистанционного зондирования для оценки плодородия почв и степени их деградации, а также для оценки состояния посевов и почвенной среды, исследуемую в рамках НИР;

– выполнено обоснование выбора направления исследований по оценке информативности используемых дистанционных и наземных измерительных средств, по методам оценки состояния посевов и почвенной среды;

– проведено теоретическое исследование путей создания эффективных мультиспектральных станций для дистанционного зондирования (далее ДЗ) и наземных измерительных средств;

– получены результаты расчетов параметров плодородия почв и состояния посевов, матема тического моделирования процессов деградации почв, преобразования информации о состоянии почв и посевов и продукционного процесса на полях – получены результаты экспериментальных исследований по использованию средств ДЗ и наземных измерений;

– разработаны методы использования ДДЗ и наземных инструментальных измерений для построения надежных оценок состояния сельскохозяйственных земель и посевов на всей территории страны;

– разработаны динамические математические модели состояния посевов и факторов плодородия почв, используемые для решения задач оценивания;

– разработаны методы оценки информативности оптических каналов систем космического и авиационного дистанционного зондирования;

– разработаны алгоритмы и программы для ЭВМ синтеза мультиспектральных станций дистанционного зондирования;

Методы, математические модели, алгоритмы и программы для ЭВМ, предназначены для:

– оценки почвенного плодородия и степени деградации почв по ДДЗ;

– оценки состояния посевов и почвенной среды по ДДЗ и косвенным измерениям любой физической природы;

– оценки рисков возможных потерь сельскохозяйственной продукции при чрезвычайных ситуациях;

– прогнозирования урожаев основных культур в основных природно климатических зонах страны.

Разработан экспериментальный образец программного комплекса для синтеза мульти спектральных станций дистанционного зондирования (далее ЭО ПК ДЗ), предназначенных для расчета различных индексов, отражающих состояние растительности и почв на основе мультиспектральных данных.

Разработан экспериментальный образец программного комплекса оценки состояния посевов (далее – ЭО ПК СП) Разработана программная документация ЭО ПК ДЗ и ЭО ПК СП.

Разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка системы мониторинга сельскохозяйственных земель».

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) Разработаны и апробированы, полученные в результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований, методы оценки степени деградированности и актуального плодородия почв на основе данных дистанционного (аэрокосмического) зондирования и маловысотной фотосъемки цифровыми камерами, установленными на беспилотных и сверхлегких пилотируемых летательных аппаратах, синхронно с наземными исследованиями с использованием георадара, систем глобального позиционирования – GPS и ГИС технологий Среди множества наземных традиционных и геофизических методов и технологий, используемых в России за рубежом, нет альтернативы георадарному методу зондирования почвенного покрова и зоны аэрации земель сельскохозяйственного назначения по ряду показателей: по оперативности, достоверности, точности, экономичности и эффективности.

Применение маловысотных летательных аппаратов для локальной оперативной фотосъемки цифровыми камерами почвенного и растительного покровов относительно небольших территорий для оценивания их состояния имеют ряд конкурентных преимуществ по сравнению с традиционной аэрокосмической съемкой:

– возможность осуществления съемки в самых отдаленных и труднодоступных местах, благодаря высокой мобильности комплексов (для взлета не требуется аэродром, достаточно относительно ровной поверхности длиной до 50 м.);

– высокую рентабельность съемки небольших территорий;

– съемка может быть выполнена в любое время, вне зависимости от облачности;

– возможность съемки со сверхмалых высот (от 5 метров), что позволяет делать очень качественные детальные фотоснимки небольших объектов с разрешением до 1 см на пиксель (данные такого качества не способен предоставить ни один из существующих спутников);

– возможность получить и обработать снимки на любую территорию в течение часа после появления необходимости в них и прибытия на территорию (современные системы дистанционного зондирования не обладают такой высокой оперативностью спутниковые системы предоставляют космические снимки в течение 1 суток);

– исследователь получает максимально точную, актуализированную карту местности благодаря высокому разрешению снимков (используется 14 мегапиксельная профессиональная камера).

Методы наземного георадиолокационного сканирования почвенного покрова синхронно с маловысотной фотосъемкой цифровыми камерами, установленными на беспилотных и сверхлегких пилотируемых летательных аппаратах и при одновременном использовании аэрокосмической информации являются инновационными и не имеют аналогов в отечественной и зарубежной практике оценки степени деградированности и актуального плодородия почв.

Полученные результаты интеллектуальной деятельности оформлены в виде двух «ноу хау»:

1. Метод мониторинга деградированности и плодородия почв с использованием дистанци онного зондирования (заявка ут20514182650 от 21.05.2012, приказ по институту №15 осн от 08.06.2012, правообладатель ГНУ Почвенный ин т им. В.В. Докучаева Россельхоз академии);

2. Метод мониторинга почвенного покрова зондированием георадаром (заявка ут от 21.05.2012, приказ по институту №15 осн от 08.06.2012, правообладатель ГНУ Почвенный ин т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии).

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Полученные в результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований, методы оценки степени деградированности и актуального плодородия почв на основе данных дистанционного (аэрокосмического) зондирования и маловысотной фотосъемки цифровыми камерами, установленными на беспилотных и сверхлегких пилотируемых летательных аппаратах, синхронно с наземными исследованиями с использованием георадара, систем глобального позиционирования – GPS и ГИС технологий могут быть применены для создания системы мониторинга сельскохозяйственных земель, ведения государственного земельного учета и контроля и актуализации данных государственной кадастровой оценки земель, используемой налоговыми органами, а также в системе страхования сельскохозяйственного производства и в банковской сфере при использовании земель в качестве залога.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) В настоящее время обсуждается вопрос коммерциализации инновационных разработок.

Потенциальными потребителями разработанных методов оценки степени деградированности и актуального плодородия почв являются:

Министерство сельского хозяйства РФ – при создании и функционировании государственной системы мониторинга сельскохозяйственных земель, ведении государственного земельного учета и контроля.

Росреестр – при актуализации данных государственной кадастровой оценки земель.

Федеральная налоговая служба России – при использовании данных государственной кадастровой оценки земель.

Государственные и частные страховые компании – при страховании в области сельскохозяй ственного производства.

Банки – при использовании земель в качестве залога.

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Использование метода мониторинга состояния почвенного покрова на основе данных маловысотной фотосъемки цифровыми камерами, установленными на беспилотных и сверхлегких пилотируемых летательных аппаратах Использование метода георадарного зондирования для определения строения профиля почв Общество с ограниченной ответственностью «БИОТРОФ»

(ООО «БИОТРОФ») Адрес: 192288, г. Санкт Петербург, а/я Телефон: +7 (905) 213 69 Факс: +7 (812) 322 85 Е mail: ilnikonov@yandex.ru Web: www.biotroph.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5063.

2. Наименование темы контракта Создание основ технологии переработки свекловичного жома для производства кормов.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы Цель проекта – исследование процесса утилизации отходов сахарной промышленности, обеспечивающего возможность переработки свекловичного жома в корма и кормовые добавки для нужд животноводства.

В результате выполнения НИР проведены исследования образцов свекловичного жома, полученных с разных сахарных заводов. Были выявлены различия по химическому составу сырья.

Разницу по химическому составу можно объяснить различиями в технологии получения сахара и в технологии отжима. Результаты микробиологического анализа показали, что образцы свежего свекловичного жома, полученные с разных сахарных заводов, не обсеменены микрофлорой и являются стерильными.

По результатам анализа литературных источников, наиболее перспективной технологией переработки свекловичного жома является консервирование свежего жома с применением биопрепаратов.

По результатам отбора штаммов основой биопрепарата для консервирования жома был сделан штамм B. subtilis 6. Штамм B.cereus 5 с высокой целлюлозолитической активностью был сделан основой для биопрепарата с пробиотической активностью для оптимизации усвоения переработанного свекловичного жома в организме крупного рогатого скота.

На основе отобранных штаммов бактерий получены экспериментальные образцы биопрепаратов для переработки свекловичного жома полностью соответствуют требованиям технического задания.

Для переработки свекловичного жома и получения кормов на его основе были заложены опыты на базе животноводческих хозяйств Воронежской области.

Проведены исследования по оценке влияния скармливания корма, полученного на основе консервированного свекловичного жома, на здоровье и продуктивность коров и бычков на откорме, в том числе: – оценено физиологическое состояние животных, получающих корм на основе переработанного свекловичного жома;

оценено влияние кормов и кормовых добавок на основе свекловичного жома на микрофлору рубца молочных коров и бычков на откорме методом T RFLP анализа. Разработаны проекты технических условий на производство биопрепаратов для переработки свекловичного жома в корма для сельскохозяйственных животных. Подготовлены проекты технической документации по применению биопрепаратов в корма для сельскохозяйственных животных.

Разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики.

Разработан проект технического задания для проведения последующей ОТР по теме: «Разработка технологии переработки отходов сахарной промышленности, включающей применение экологически безопасных биопрепаратов на основе бактерий, в корма для сельскохозяйственных животных».

По итогам выполнения работ были получены следующие результаты:

Экспериментальный образец биопрепарата для консервирования свекловичного жома состоит из штамма микроорганизмов Bacillus subtilis.

Экспериментальный образец биопрепарата с пробиотической активностью для оптимизации усвоения переработанного свекловичного жома в организме крупного рогатого скота (бычки на откорме и коровы дойного стада) состоит из штамма микроорганизмов Bacillus cereus.

Экспериментальные партии кормов изготовлены на основе консервированного свекловичного жома. Срок хранения консервированного свекловичного жома – не менее 3 месяцев. 1 тонна консервированного свекловичного жома по питательности сопоставима с 0,15 0,2 т комбикорма и с 0,72 0,82 т силоса. Стоимость 1 т консервированного свекловичного жома в ценах 2012 года в 5 раз дешевле стоимости 1 т силоса и в 50 60 раз дешевле 1 т комбикорма.

Продуктивность коров дойного стада, получавших в качестве корма переработанный свекловичный жом, повысилась на 7,6 12,5 %;

продуктивность бычков на откорме – повысилась на 7,4 12,1 %. Рентабельность производства молока при внедрении технологии повышается на 14, 18,5%;

производства мяса – на 3,2 5,8%.

Использование биопрепаратов для переработки свекловичного жома в корма для животных обеспечивает межотраслевой эффект:

– сокращение платежей за хранение отходов для сахарной промышленности, снижение экологических ограничений увеличения объемов произ водства, рост доходности за счет реализации положи тельного эффекта масштаба;


– стабильный/гарантированный спрос на жом, а также на биопрепараты для переработки жома со стороны сельхоз производителей, использующих жом в качестве кормов для животноводства.

Впервые оценено влияние кормов и кормовых добавок на основе свекловичного жома на микрофлору рубца молоч ных коров и бычков на откорме методом T RFLP анализа.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имею щимися аналогами) Заявка на патент (изобретение) – Биопрепарат для консервирования свекловичного жома для получения живот ных кормов. Способ проведения консервирования с ним. Заявка на патент № 2012126498 от 14.06. 2012. Полученный результат не имеет аналогов в мире.

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Области применения результатов НИР:

– пищевая промышленность: производство сахара;

– сельское хозяйство: животноводство, кормопроизвод ство;

– биотехнологии: производство биопрепаратов.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) Производство новой продукции – биопрепарата для консервирования свекловичного жома и биопрепарата с пробиотической активностью;

Производство новой продукции – кормов для крупного рогатого скота на основе переработанного свекловичного жома.

Оказание новых услуг – консультирование животноводческих хозяйств по эффективному использованию свекловичного жома в кормлении крупного рогатого скота.

Рынок сбыта – переработка отходов сахарной промышленности.

Сегмент рынка сбыта – переработка свекловичного жома.

Ёмкость рынка – 22 24 млн. т свекловичного жома;

Прогнозируемые объемы продаж биопрепарата для консервирования – не менее 10% от емкости рынка (30 т. биопрепарата для консервирования).

Предполагаемый срок окупаемости проекта при стоимости биопрепарата 1500 руб. – не более 3 х лет с учетом времени выхода продукции на рынок.

Необходимый объем инвестиций – не менее 50 млн. руб.

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) В ходе выполнения НИР практическое внедрение заключалось в объёме 200 т. свекловичного жома, законсервированного с применением биопрепарата.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей»

(ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей») Адрес: 191015, г. Санкт Петербург, ул. Шпалерная, д. Телефон: +7 (812) 347 93 Факс: +7 (812) 347 93 Е mail: prometey@gmail.ru Web: www.crism prometey.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5064.

2. Наименование темы контракта Разработка основ утилизации стружечных металлических отходов методом электрошлакового переплава.

3. Критическая технология Технология мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации её загрязнений.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы Исследованы процессы сцепления фрагментов стружки, изменения свойств стружки при воздействии электромагнитного и электрического тока, плавления брикет электродов под слоем флюса.

Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден эффект увеличения площади металлического контакта между частицами дробленой стружки (в том числе, для частиц размером 2,5 мм), что снижает электросопротивление и повышает механические и прочностные характеристики брикет электродов.

Практическая значимость работы заключается в повышении скорости плавки в процессе ЭШП и в сокращении времени дробления стружки, что дает возможность снизить трудозатраты на 16 % и энергозатраты на 37 53 % в зависимости от марок перерабатываемых СМО.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) – Заявка № 2011150745 от 13.12.2011г «Способ брикетирования металлической стружки» на получение патента на изобретение РФ – Патент РФ № 2012108007/15(012051) от 01.03.2012г. на полезную модель «Установка утилизации металлической стружки методом электрошлакового переплава»

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Результаты проекта предназначены для специалистов, работающих в области сохранения, экономически эффективного использования и расширения сырьевой базы страны за счет рационального использования различного рода отходов промышленного производства, в т. ч. за счет использования СМО черных металлов для получения высококачественных литых полуфабрикатов для металлообрабатывающего производства.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) Передача промышленной технологии и создание специализированных комплексных участков для утилизации СМО черных металлов на машиностроительных предприятиях страны для получения высококачественных литых полуфабрикатов. Передача результатов может проводиться по хозяйственным и лицензионным договорам, договорам уступки прав на РИД.

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт водных и экологических проблем Сибирского отделения Российской академии наук (ИВЭП СО РАН) Адрес: 656038, г. Барнаул, ул. Молодежная, д. Телефон: +7 (3852) 66 Факс: +7 (3852) 24 Е mail: khabidov@iwep.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5075.

2. Наименование темы контракта Разработка технологии создания автоматизированной информационной системы мониторинга состояния береговых зон морей и внутренних водоемов Российской Федерации.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы – Разработана концепция построения и функциональная схема автоматизированной информа ционной системы (АИС) мониторинга состояния береговой зоны.

– Разработана концепция мобильного аппаратного комплекса мониторинга (МАКМ) и даны рекомендации по организации ее программно аппаратной структуры.

– Разработаны концепция государственного кадастра береговой зоны морей и внутренних водоемов Российской Федерации (ГКБЗ РФ), нормативная документация, регламентирующей коли чественные и качественные параметры и критерии оценивания состояния береговой зоны морей и внутренних водоемов Российской Федерации и подготовлен комплект карт, отражающих параметры фактического состояния береговой зоны морей и внутренних водоемов Российской Федерации.

– Разработаны и программно реализованы прототипы основных программных компонентов АИС, использующие данные мониторинга состояния береговой зоны водоемов и информацию стандартных гидрометеорологических наблюдений.

– Проведены экспериментальные исследования экспериментального образца (ЭО) АИС мониторинга состояния береговых зон, включая математическое моделирование процессов волновой природы, протекающих в береговой зоне и оценку универсальности используемых моделей.

– Изготовлен экспериментальный образец МАКМ.

– Проведены экспериментальные исследования ЭО МАКМ на одном из пилотных объектов (Новосибирское водохранилище).

– Разработан проект Технического задания на выполнение ОКР по теме: «Разработка мобильного аппаратного комплекса мониторинга береговой зоны для измерения гидрофизических и экологических параметров морских и внутренних акваторий».

– Разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках, в том числе проведение технико экономической оценки рыночного потенциала полученных результатов.

– Проведены мероприятия, направленные на освещение и популяризацию промежуточных и окончательных результатов НИР. В этих мероприятиях, в частности в проведенной ИВЭП СО РАН Всероссийской научно практической конференции «Мониторинг состояния берегов и дна водоемов» (Новосибирск, 30.07 01.08.2012 г.) приняли участие представители всех террито риальных органов и большинства подведомственных организаций Федерального агентства водных ресурсов, на которое возложена координация деятельности по ведению государственного мониторинга водных объектов.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень:

– Технические характеристики экспериментального образца МАКМ соответствуют мировому уровню измерений, проводимых для оценки состояния береговой зоны водоемов. Единственный известный прототип мобильного комплекса (On cite coastal decision making with wireless mobile GIS) был создан в Университете Огайо и Университете Восточного Теннесси, США, однако, по сравнению с МАКМ и АИС он ориентирован на решение значительно более узкого класса практических задач.


– Аналогами создаваемого пакета прикладных программ являются ППП Delft 3D (Нидерланды), MIKE (Дания) и GENESIS (США), имеющие стоимость, в 10 и более раз превышающую стоимость АИС (Delft 3D и MIKE), или ограниченный доступ пользователей (GENESIS, разработка Инженерного корпуса армии США).

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Область применения полученных результатов: мониторинг и прогнозирование состояния окружающей среды в приложении к береговой зоне морей и внутренних водоемов.

Практическое внедрение полученных по завершении НИР результатов: результаты научно исследовательских работ могут быть использованы для проведения опытно конструкторских работ, для внедрения автоматизированной информационной системы и мобильного аппаратного комплекса Рисунок 1. Общий вид мобильного аппаратного Рисунок 2. Мобильный аппаратный комплекс комплекса мониторинга береговой зоны водоемов мониторинга береговой зоны водоемов (фрагмент):

с автономными средствами наблюдений, модули SonTek/YSI ADV Ocean/Hydra 1 акустический допплеровский измеритель течений, 2 Sea Bird MicroCAT CTD зонд, датчик обратного подключенных к компьютеру «Гранат» TS 006 рассеивания OBS и 4 блок накопления измерительной информации с для экспорта данных измерений: отсеком питания;

5 регистратор волнения АРВ К14;

6 подводная фото/видеокамера GoPro Hero.

1 мобильная платформа;

2 блок накопления информации с отсеком питания ADV Ocean/Hydra;

3 мультипараметрический зонд YSI 6600V2 с датчиками гидрохимических показателей;

4 акустический допплеровский измеритель течений ADV Ocean/Hydra;

5 регистратор волнения АРВ К14;

6 компьютер «Гранат» TS 006;

7 метеорологи ческая станция АМК 03;

8 навигационный эхолот Lowrance LMS 480;

9 GPS приемник Leica System 1200 GNSS;

10 электронный тахеометр Leica TS 06.

мониторинга состояния береговых зон морей и внутренних водоемов в систему государственного мониторинга водных объектов, а также для проведения научно исследовательских и проектно изыскательских работ.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) По завершении опытно конструкторских работ и внедрения в серийное производство мобильного аппаратного комплекса могут быть использованы участниками государственного мониторинга водных объектов: Агентствами, территориальными органами и подведомственными организациями Министерства природных ресурсов и экологии РФ, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и другими ведомствами для ведения государственного мониторинга берегов водоемов в соответствии с Водной стратегией Российской Федерации на период до 2020 г, Федеральной целевой программой «Развитие водохозяйственного комплекса Российской Федерации в 2012 2020 годах» и постановлением Правительства Российской Федерации от 10.04.2007 г. № «Положение об осуществлении государственного мониторинга водных объектов», а также научно исследовательскими и проектными организациями для решения практических задач.

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Географический факультет Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова) Адрес: 119991 г. Москва, Ленинские горы, д. Телефон: +7 (495) 939 21 Факс: +7 (495) 933 88 Е mail: secretary@geogr.msu.ru Web: www.geogr.msu.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5076.

2. Наименование темы контракта Исследование качества городской среды и разработка научно методических принципов эколого географической оценки городов России на основе комплексного анализа состояния компонентов окружающей среды и здоровья населения.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации ее загрязнения.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы Разработаны концептуальные теоретические подходы и научно методические принципы оценки качества окружающей среды городов России, выявлены различные типы закономерностей на разных территориальных уровнях. Проведена оценка российских городов по методикам зарубежных рейтингов экологического состояния и их сравнение с городами мира. Проведены экспериментальные исследования, разработаны системы индикаторов, методик и функция уязвимости, основанная на сравнительном анализе индикаторов антропогенного воздействия и состояния траспортирующих сред. Оценен дефицит экологической емкости городской среды и дан прогноз изменение качества водного и воздушного бассейна городов Челябинской области. Проведена типология 1100 городов России по уровню и характеру основных источников воздействия. С использованием статистических и математико картографических методов рассчитаны многочисленные индексы, отражающие разные стороны качества городской среды, и составлены более 50 карт по данным за последние 20 лет. Выявлено, что в подавляющем большинстве городов уровень загрязнения атмосферы соответствует уровню воздействия. Разработан комплекс методов и приемов автоматизированной обработки данных, получаемых при эколого геохимическом мониторинге депонирующих сред, с помощью геохимических индикаторов качества городской среды.

Создана геохимическая карта Восточного округа Москвы с использованием катенарного подхода.

Разработаны программа и методики экспериментальных исследований природных и техногенных факторов, определяющих поведение тяжелых металлов, полицентрических ароматических углеводородов и радиоизотопов. Проведено моделирование поведения загрязняющих веществ в городских ландшафтах выполнено на примере поведения наиболее экологически опасных элементов и соединений г. Озерска (Челябинская область). Разработана авторская методика оценки степени комфортности городской среды для оценки влияния на здоровье населения и апробирована на территории г. Москвы.

Разработаны базы данных, позволяющие оценить экологическую ситуацию в городах на разных территориальных уровнях: от всех городов до Восточного округа Москвы, обобщены результаты моделирования, созданы основы геоинформационной системы, интегрирующей данные наблюдений за динамикой и пространственной спецификой загрязнения, ландшафтно функциональной структурой городов, состоянием здоровья населения. Разработаны комплексные экологические паспорта модельных городов: ВАО, Екатеринбурга, Перми и Челябинска. Выявлено, что во всех модельных городах сложилась относительно благополучная обстановка по общей смертности населения и смертности от болезней системы кровообращения, показатели которых ниже среднероссийских. Разработан проект ТЗ на проведение ОКР по теме «Разработка автоматизированной системы мониторинга и прогнозирования качества городской среды». Разработаны методические рекомендации комплексной оценки качества окружающей среды городов России на основе сопряженного анализа параметров выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, геохимических индикаторов депонирующих сред и показателей состояния здоровья населения для контроля и оптимизации экологической ситуации. Методика была апробирована на городах России, и может быть использована.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) Получено авторское свидетельство на базу данных по качеству городской среды Восточного округа г. Москвы. База данных интегрирует информацию, охватывающую различные эколого географические аспекты. Структура базы данных включает в себя следующие блоки: блок характеристик городской среды, данных о ландшафтной структуре территории, геохимических данных, данных о загрязнении атмосферного воздуха, медико географических данных. Использование базы данных позволяет получить более детальные и статистически достоверные результаты при проведении комплексной оценки качества городской среды.

6. Описание области применения полученных результатов (области науки и техники, отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция) Применение разработанных методик позволит прогнозировать резкое ухудшение экологического состояния атмосферы в городах и возникновения неблагоприятных ситуаций, связанных с риском для здоровья и жизнедеятельности населения. Использование информации, получаемой вследствие реализации разработанного методического аппарата, позволит предотвратить избыточные трудопотери, Логическaя структурa базы данных по кaчеству городской среды ВAО г. Москвы снизить затраты на лечение заболеваемости детей и взрослых, организовать рациональные мероприятия по профилактике заболеваний населения.

Разработанные методики внедрены в учебно образовательную программу курса «Экология города» в магистратуре первого года обучения, «Медицинская экология» курс бакавриата. Данные курсы внедрены в новый образовательный стандарт Московского государственного университета по направ лению «Экология и природопользование».

Методики были использованы при написании 4 дипломных работ 2012 г., 1 кандидатской диссертации. Методики оценки качества город ской среды внедрены в программу производ ственной практики студентов направления Типология городов России по источникам загрязнения «Экология и природопользование» геогра атмосферы фического факультета МГУ.

7. Предполагаемые пути коммерциализации инновационной разработки (продажа продукции и/или услуг, заключение лицензионных договоров, создание предприятия, необходимый объем инвестиций (финансирования) и т.п.) Не предусмотрены.

8. Имеющиеся результаты (объемы продаж и т.п. – указать конкретных потребителей) Нет.

Разработанные методики могут служить основой для создания экологического рейтинга городов России в Министерстве природных ресурсов и экологии РФ. Это позволит определить целевые показатели необходимого снижения антропогенной нагрузки, прогнозировать изменения эколо гической ситуации и предложить новый тип экологической политики.

Экологические паспорта городов Екатеринбурга, Перми, Челябинска и Восточного администра тивного округа Москвы будут представлены в НИиПИ Генплана г. Москвы, городские комитеты архитектуры и охраны окружающей среды для использования генеральных планах.

Кaртa экологической комфортности территории, состaвленнaя с использовaнием ГИС кaчествa городской среды ВAО г. Москвы Средний риск зaгрязнения территории рaйонов Челябинскa Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) Адрес: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ульянова, д. 46, ГСП Телефон: +7 (831) 416 49 Факс: +7 (831) 436 59 Е mail: stas.ermakov@hydro.appl.sci nnov.ru Web: www.iapras.ru 1. Номер государственного контракта № 16.515.11.5077.

2. Наименование темы контракта Разработка методов и средств радиолокационного и радиотеплового микроволнового зондирования подстилающей поверхности для определения физических характеристик поверхности суши и водоемов в условиях плохой видимости и ветрового волнения.

3. Критическая технология Технологии мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды, предотвращения и ликвидации её загрязнения.

4. Описание исследований или разработок, оценка достигнутых результатов постав ленным целям темы Целью работы являлась разработка методов радиолокационного (активного) и радиотеплового (пассивного) микроволнового зондирования подстилающей поверхности и развитие аппаратуры для определения следующих физических характеристик земных покровов и верхнего слоя поверхности водоемов: параметров загрязняющих пленок на поверхности воды, термодинамической температуры приповерхностного слоя, типа покрова и его влажности.

В процессе работы проводились экспериментальные исследования влияния характеристик земных покровов и верхнего слоя поверхности водоемов на величины сигналов обратного рассеяния радиоволн скаттерометров Ка и Х диапазонов и на характеристики альбедо и термодинамической температуры, измеряемые с помощью радиометра, а также развитие методов дистанционной диагностики земных покровов и верхнего слоя поверхности водоемов.

В ходе выполнения работ были получены следующие результаты:

– Выполнен аналитический обзор, проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011 96, проведены выбор направления исследований, исследование объекта НИР (теоретически исследовано влияние поверхностных пленок на ветровое волнение) и природы объекта НИР (измерено затухание поверхностных волн из за пленок), разработаны теория функционирования объекта НИР (теоретически исследована изменчивость сигнала обратного рассеяния от областей взволнованной поверхности, покрытых пленками), общие конструктивные принципы радиометра, предназначенного для работы в линии молекулярного кислорода с центральной длиной волны 2,5 мм на двух линейных взаимно ортогональных поляризациях, с чувствительностью (0,2 0,3)0К при времени накопления сигнала 1 сек, шумовой температурой не более 30000К и осесимметричной диаграммой направленности с полушириной 1.50 на обеих поляризациях, реализованы мероприятий по достижению программных индикаторов (п. 8.2 ТЗ), разработаны промежуточный отчет о НИР и отчетная документация в соответствии с требованиями технического задания и актов Заказчика.

Для получение описанных результатов привлечены средства из внебюджетных источников, что позволило разработать общий принцип работы СВЧ радиолокаторов для диагностики взвол нованной поверхности и обнаружения пленок, подобрать экологически безопасные пленки, имитирующие загрязняющие пленки на морской поверхности для проведения натурных испытаний, провести доработку экспериментальной установки, использовать лабораторное оборудование, испытательные и измерительные приборы для измерения характеристик отраженных подстилающей поверхностью радиосигналов и изучения влияния пленок на поверхностное волнение.

– Подготовлены документация для создания экспериментальных образцов когерентных скат терометров Ка и Х диапазонов для диагностики пленок на морской поверхности, радиометра для определения типа земного покрова и его влажности, изготовлены экспериментальные образцы данных скаттерометров и радиометра, разработаны программы и методики экспериментальных исследований влияния пленок на поверхности водоемов на величину сигнала обратного радиолокационного рассеяния от взволнованной водной поверхности с использованием экспериментальных образцов когерентных скаттерометров Ка и Х диапазонов, а также экспериментальных исследований влияния типа земного покрова и его влажности на характеристики альбедо и термодинамической температуры с использованием образца радиометра, проведены пробные экспериментальные исследования, реализованы мероприятия по достижению программных индикаторов (п. 8.2 ТЗ), разработаны промежуточный отчет о НИР и отчетная документация в соответствии с требованиями настоящего технического задания и актов Заказчика. Для получения результатов привлечены средства из внебюджетных источников, что позволило использовать лабораторное оборудование, испытательные и измерительные приборы, включая измерители и анализаторы скоростей течений, ветра, интенсивности волнения и спектра радиосигнала, провести оснащение рабочих мест исследователей и разработчиков, осуществить ресурсное обеспечение экспериментальных исследований.

– Проведены экспериментальные исследования влияния пленок на поверхности водоемов на величину сигнала обратного рассеяния радиоволн от взволнованной водной поверхности с использованием экспериментальных образцов когерентных скаттерометров Ка и Х диапазонов;

экспериментальные исследования влияния типа земного покрова и его влажности на характеристики альбедо и термодинамической температуры с использованием экспериментального образца радиометра;

проведены обобщение и оценка полученных результатов, в том числе:

а) обобщение результатов исследований;

б) сопоставление анализа научно информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований;

в) оценивание эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно техническим уровнем;

г) анализ выполнения требований технического задания на НИР;

д) оценивание полноты решения задач и достижения поставленных целей НИР.

Разработаны метод дистанционной диагностики загрязнений на морской поверхности, основанный на анализе изменчивости ветрового волнения и, соответственно, изменчивости радиолокационных сигналов СВЧ диапазона, отраженных из областей поверхности, покрытых пленками, а также метод пассивной СВЧ радиотеплолокации подстилающих поверхностей с целью одновременного определения как альбедо, так и термодинамической температуры природных и искусственных объектов;

разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики и в дальнейших исследованиях и разработках, в том числе: проведена технико экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов НИР;

разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов проведенных НИР при создании действующих приборов, в том числе, методические рекомендации по использованию когерентных скаттерометров Ка и Х диапазона для диагностики пленок на морской поверхности, а также радиометра для определения типа земляного покрова и его влажности, разработано техническое задание на проведение ОКР по теме: «Разработка средств радиолокационного и радиотеплового микроволнового зондирования подстилающей поверхности для определения физических характеристик поверхности суши и водоемов в условиях плохой видимости и ветрового волнения».

Достигнутые результаты полностью соответствуют поставленной цели.

5. Описание созданных объектов интеллектуальной собственности, их основные особенности и конкретные конкурентные преимущества (патентная защищенность, сравнение с имеющимися аналогами) При разработке экспериментального образца радиометра подана заявка на получение патента «Электрически управляемый модулятор калибратор миллиметрового диапазона длин волн». От Федерального института промышленной собственности (ФИПС) получено уведомление о поступлении заявки с регистрационным номером 2012116861 от 27.04.2012 г. Электрически управляемый модулятор калибратор миллиметрового диапазона длин волн, содержащий волноводную вставку с размещенной в ней управляемой внешним источником тока монолитно интегральной схемой (МИС), состоящей из ряда параллельных цепочек последовательно соединенных GaAs диодов с барьером Шоттки, а также вентиль, отличающийся тем, что для получения высокостабильных калибровочных уровней шумовой температуры волноводная вставка с МИС и вентиль размещены в термостате, который стабилизирует температурный режим МИС, при этом чувствительным элементом термостата является температурный датчик, расположенный на корпусе волноводной вставки. Техническим результатом является получение электрически управляемых высокостабильных эталонных уровней шумовой температуры для калибровки измеряемых шумовых сигналов без использования традиционного криогенного охлаждения и обеспечение непрерывного процесса измерений и калибровки.



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 12 |
 





 
© 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.