• Краткой строкой
• Научная деятельность
  Основные научные направленияРезультаты проектовОформление НИОКРИтоги НИР и НИОКРВзаимодействие с промышленностью
• Конкурсы и гранты
• Конференции
• Журналы Scopus
• Журналы Web of Science
• Патенты и свидетельства
• Тематические планы НИОКР
• Инновационная деятельность
• Молодежь и наука
• Научно-технический совет

1. ГУАП
2. Портал НИД
3. Научная деятельность
4. Результаты проектов

Результаты проектов

 

Комплексный проект по созданию высокотехнологичного производства программных средств автоматического анализа документации на бумажных и цифровых носителях с применением семантико-когнитивных технологий для целей каталогизации слабоструктурированной информации

Руководитель: Алексей Владимирович Рабин
Соглашение с Минобрнауки от 27.11.2019 № 075-11-2019-055 (02.G25.31.0305/1), договор от 20.09.2019 № 1064-2д, доп. согл. от 27.11.2019 № 1
Получатель субсидии: Общество с ограниченной ответственностью «РБС: Консалтинг»
Головной исполнитель: ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

Результаты проекта

Этап 1

• Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной и методической литературы по тематике проекта.
• Проведены патентные исследования.
• Разработаны формальные модели интеллектуального анализа слабоструктурированных данных.
• Откорректирован документ «Комплектность технической документации».
• Разработано частное техническое задание на программное обеспечение подсистем.
• Уточнена общая архитектура и характеристики разрабатываемого программного продукта.
• Произведён расчет аппаратных, вычислительных и телекоммуникационных ресурсов для развертывания Системы для серийного производства.
• Проведены маркетинговые исследования.
• Определены состав и размещение оборудования (персональных компьютеров, серверов, ЛВС) на участке разработки, тиражирования и сопровождения программного обеспечения.
• Принято участие в международной конференции «II International Scientific Conference on Advanced Technologies in Aerospace, Mechanical and Automation Engineering — MIST: Aerospace-2019» (Russia, Krasnoyarsk, 18-21 November 2019).
• В ходе этапа 1 работ по проекту опубликована статья в издании, индексируемом Scopus: «IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Volume 450», статья «Methods and formal models of intelligent analysis of weakly structured data», авторы: A.V. Rabin, A.A. Petrushevskaya, O.V. Sinitsin.

Этап 2

• Проведены теоретические исследования в части выбора и обоснование алгоритмов для подсистемы «Подсистема автоматизированного интеллектуального анализа»:
  • алгоритм извлечения синтагматических структур из текстов на естественном языке;
  • алгоритм выделения n-словий и формирования описания предметной области в виде нечеткой онтологии на основе гибридизации лингвистических и статистических методов анализа текстов на естественном языке;
  • алгоритм графематического анализа и предобработки текстовых ресурсов, позволяющий выделять семантически значимые конструкции из слабоструктурированных ресурсов;
  • алгоритм оптического распознавания технической документации и преобразования графической информации в машиночитаемый вид, доступный для когнитивного анализа.
• Проведены теоретические исследования в части выбора и обоснование алгоритмов для подсистемы «База Знаний»:
  • алгоритм интеллектуального поиска знаний о предметной области с учетом нечеткости и размытости образов, представленных структурными единицами естественном языке;
  • алгоритм адаптивной динамической генерации знаний в процессе обучения БЗ с применением механизмов логического вывода;
  • алгоритм автоматизированной каталогизации данных, представленных в виде неструктурированных и слабостурктурированных информационных ресурсов с возможностью построения иерархии анализируемого массива;
  • алгоритм интеграции с существующими PDM системами для передачи данных об информационных ресурсах в виде структурированных представлений в электронном виде.
• Разработано программное обеспечение подсистемы «Рабочая память».
• Проведена экспериментальная проверка программного обеспечения подсистемы «Рабочая память».
• Выполнена программная реализация алгоритма извлечения синтагматических структур из текстов на естественном языке.
• Проведена экспериментальная проверка алгоритма извлечения синтагматических структур из текстов на естественном языке.
• Выполнена программная реализация алгоритма выделения n-словий и формирования описания предметной области в виде нечеткой онтологии на основе гибридизации лингвистических и статистических методов анализа текстов на естественном языке.
• Проведена экспериментальная проверка алгоритма выделения n-словий и формирования описания предметной области в виде нечеткой онтологии на основе гибридизации.
• Разработано программное обеспечение подсистемы «Подсистема приобретения и пополнения знаний».
• Выполнена экспериментальная проверка программного обеспечения подсистемы «Подсистема приобретения и пополнения знаний».
• Принято участие в международной конференции «II International Scientific Conference MIP: Engineering-2020: Modernization, Innovations, Progress: Advanced Technologies in Material Science, Mechanical and Automation Engineering — MIP: Engineering-2020» (Russia, Krasnoyarsk, 16-18 April 2020).
• В ходе этапа 2 работ по проекту опубликованы две статьи в издании, индексируемом Scopus: «IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Volume 862»:
  • «Development of the formal model for the presentation of poorly structured and unstructured information», авторы: A.V. Rabin, A.A. Petrushevskaya;
  • «Development of the formal model of the optical recognition mechanism for tabular documents», авторы: A.V. Rabin, A.A. Petrushevskaya.

Этап 3

• Выполнена программная реализация алгоритма графематического анализа и предобработки текстовых ресурсов, позволяющего выделять семантически значимые конструкции из слабоструктурированных ресурсов.
• Проведена экспериментальная проверка алгоритма графематического анализа и предобработки текстовых ресурсов, позволяющего выделять семантически значимые конструкции из слабоструктурированных ресурсов.
• Выполнена программная реализация алгоритма оптического распознавания технической документации и преобразования графической информации в машиночитаемый вид, доступный для когнитивного анализа.
• Проведена экспериментальная проверка алгоритма оптического распознавания технической документации и преобразования графической информации в машиночитаемый вид, доступный для когнитивного анализа.
• Выполнено комплексирование программного обеспечения подсистемы «Подсистема автоматизированного интеллектуального анализа».
• Проведена экспериментальная проверка программного обеспечения подсистемы «Подсистема автоматизированного интеллектуального анализа».
• Выполнена программная реализация алгоритма интеллектуального поиска знаний о предметной области с учетом нечеткости и размытости образов, представленных структурными единицами естественного языка.
• Проведена экспериментальная проверка алгоритма интеллектуального поиска знаний о предметной области с учетом нечеткости и размытости образов, представленных структурными единицами естественного языка.
• Разработано программное обеспечение подсистемы «Подсистема объяснения».
• Проведена экспериментальная проверка программного обеспечения подсистемы «Подсистема объяснения».
• Принято участие в международной конференции «II International Conference APITECH-II 2020: Applied Physics, Information Technologies and Engineering» (Russia, Krasnoyarsk, 25 September - 4 October 2020).

В ходе этапа 3 работ по проекту опубликованы две статьи в издании, индексируемом Scopus: «IOP Publishing: Journal of Physics: Conference Series Volume 1679)» (Великобритания):

• «Development of the algorithm for graphematic analysis and isolating of semantically significant constructions in poorly structured text», авторы: A.V. Rabin, A.A. Petrushevskaya;
• «Hybridization of linguistic and statistical methods of text analysis for describing the subject area in the form of a fuzzy ontology», авторы: A.V. Rabin, A.A. Petrushevskaya.

В ходе этапа 3 работ по проекту зарегистрированы в Роспатенте две программы для ЭВМ:

• Программа графематического анализа и предобработки текстовых ресурсов, позволяющая выделять семантически значимые конструкции из слабоструктурированных ресурсов (заявка № 2020618870 от 12.08.2020, регистрационный № 2020619988 от 26.08.2020).
• Программа оптического распознавания технической документации и преобразования графической информации в машиночитаемый вид, доступный для когнитивного анализа (заявка № 2020618907 от 12.08.2020, регистрационный № 2020619838 от 25.08.2020).
• Программная реализация интеллектуального поиска знаний о предметной области (заявка № 2020661155 от 01.10.2020, регистрационный № 2020661773от 01.10.2020).
• Программное обеспечение подсистемы «Рабочая память» (заявка № 2020661075 от 30.09.2020, регистрационный № 2020661725 от 30.09.2020).

---

Разработка экспериментального образца устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов

Руководитель: Алексей Владимирович Рабин
Соглашение с Минобрнауки от 26.09.2017 № 14.578.21.0233. Мероприятие 1.3. Окончание работ: 30.06.2020.
Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью «Альт-Комплект».

Результаты проекта

Этап 1

• Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР, позволивший выбрать тип силового поля для беспроводной передачи энергии и выделить основные источники воздействия на биологический объект.
• Проведены патентные исследования, позволившие сформулировать основные ограничения реализации выбранного подхода с точки зрения безопасности биологического объекта.
• Выбраны направления дальнейших исследований, связанные с различными подходами обеспечения допустимого температурного режима функционирования устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов (Устройства) при требуемом уровне КПД передачи энергии.
• Произведены выбор и обоснование методов решения поставленных в ПНИЭР задач.
• Разработана общая структура экспериментального образца (ЭО) Устройства.
• Поведены аналитический обзор современной элементной базы и выбор необходимых комплектующих для разработки и изготовления передающего и приемного модулей ЭО Устройства.
• Разработаны функциональные схемы передающего и приемного модулей ЭО Устройства.
• Разработаны требования к имплантируемой биотелеметрии для оценки работоспособности ЭО Устройства. Проведен анализ рынка поставщиков имплантируемой биотелеметрии для решения задач выполняемой работы.

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:

• программа для ЭВМ «Программа реализации обратной связи модуля беспроводной передачи энергии имплантируемого устройства для обеспечения термической безопасности его использования», заявка от 21.12.2017 № 2017663340.

Этап 2

• Разработаны макеты модулей устройства (ММУ). Разработаны и изготовлены печатные платы ММУ.
• Разработано программное обеспечение экспериментального образца (ЭО) устройства.
• Произведены монтаж и настройка ММУ.
• Разработаны программа и методика (ПиМ) и проведены испытания ММУ.
• Разработана ЭКД на ЭО устройства по результатам испытаний ММУ. Изготовлены ЭО устройства.
• Разработаны ПиМ и проведены технические испытания ЭО устройства.
• Разработана ЭКД на ЭО имплантируемой биотелеметрической системы (БТС). Изготовлены ЭО БТС.
• Разработано программное обеспечение БТС.
• Проведено комплексирование ЭО устройства с ЭО БТС.
• Разработаны ПиМ и проведены технические испытания комплексированных ЭО устройства и БТС.
• Разработаны ПиМ и проведены испытания ЭО БТС для оценки работоспособности устройства в биологических объектах (в имитационной среде биологического объекта - БО). Разработаны ПиМ испытаний комплексированных ЭО устройства и БТС.
• Выполнена корректировка ЭКД ЭО БТС по итогам проведения испытаний.
• Проведены испытания комплексированных ЭО и БТС. Изготовлены откорректированные ЭО БТС по откорректированной ЭКД.

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:

• программа для ЭВМ «Программа реализации обратной связи модуля беспроводной передачи энергии имплантируемого устройства для обеспечения термической безопасности его использования», заявка от 21.12.2017 № 2017663340, свидетельство о регистрации от 8.02.2018 № 2018611945, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа управления мощностью генерирующего блока системы беспроводной передачи энергии имплантируемого устройства», заявка от 8.05.2018 № 2018614569, свидетельство о регистрации от 26.06.2018 № 2018617530, РФ;
• база данных «Элементная база для изготовления модулей устройств беспроводной передачи данных», заявка от 30.11.2018 № 2018621770, свидетельство о регистрации от 17.12.2018 № 2018622062, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа декодирования сигнала обратной связи регулятора мощности передающего модуля системы беспроводной передачи энергии имплантируемого устройства», заявка от 24.12.2018 № 2018665016, РФ.

Этап 3

• Выполнена корректировка эскизно-конструкторкой документации экспериментального образца Устройства по результатам проведенных на втором этапе выполнения ПНИЭР испытаний.
• Изготовлено 10 экспериментальных образцов Устройства по откорректированной эскизно-конструкторкой документации.
• Разработана программа и методика испытаний комплексированных экспериментальных образцов Устройства и имплантируемой биотелеметрической системы: проверка совместного функционирования экспериментальных образцов в биологических объектах (на лабораторных животных).
• Проведены испытания комплексированных экспериментальных образцов Устройства и биотелеметрической системы по разработанным программе и методике с целью проверки их совместного функционирования и для оценки работоспособности в биологических объектах. Испытания были проведены совместно специалистами научно-исследовательского отдела биотехнических проблем ГУАП и кафедры фармакологии факультета фундаментальной медицины ФГБОУ ВО Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, обладающими требуемой для работы с животными квалификацией, и при участии доктора медицинских наук О.С. Медведева.
• Разработана методика оценки влияния на биологические объекты энергетических полей экспериментального образца Устройства.
• Выполнена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. Разрабатываемое получателем субсидии Устройство имеет сопоставимые технические характеристики с зарубежными разработками, а по некоторым техническим характеристикам, ремонтопригодности и адаптации к условиям эксплуатации на территории России, превосходит зарубежные аналоги. Анализ статистики получения патентов на изобретения относительно имплантируемых биотелеметрических устройств показал крайне небольшое количество патентов на указанные объекты. При этом спрос на рынке персональных медицинских приборов с учетом важности решаемых задач преобладает над предложением.
• Разработаны предложения и рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР. Рассмотрены особенности процесса коммерциализации инноваций в России, выявлены и обсуждены проблемы коммерциализации в медицинской промышленности. С учетом анализа текущей ситуации на рынке персональных медицинских приборов разработана стратегия реализации полученных результатов ПНИЭР.
• Разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме: «Разработка опытного образца устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов».
• Осуществлено материально-техническое обеспечение ПНИЭР.
• Выполнено комплексирование экспериментальных образцов устройства с экспериментальными образцами имплантируемой биотелеметрической системы, изготовленных по откорректированной ЭКД. Процесс комплексирования состоял из проверки и отладки программного обеспечения, аппаратной части, соединения и герметизации. На заключительной стадии комплексирования приемный модуль Устройства и передающий модуль биотелеметрической системы помещались в полимерный корпус, который дополнительно покрывался силиконом Dow Corning Sylgard 184, имеющим сертификаты для применения в сфере медицинских изделий.
• Выполнена корректировка программного обеспечения экспериментального образца Устройства и экспериментального образца биотелеметрической системы.
• Выполнена корректировка программного обеспечения имплантируемой биотелеметрической системы.
• Проведена оценка полноты решения задач для достижения поставленных целей ПНИЭР, результатом которой стали выводы о том, что все поэтапно поставленные задачи решены в полном объеме и на хорошем научно-техническом уровне, а цель проекта «Разработка экспериментального образца устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и бесконтактного питания безаккумуляторных имплантатов» достигнута.
• Принято участие в пяти мероприятиях по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки:
  • The 24rd Conference of Open Innovations Association FRUCT (Russia, Moscow, 8-12 April 2019);
  • International scientific workshop «Advanced Technologies in Material Science, Mechanical and Automation Engineering - MIP: Engineering-2019» (Russia, Krasnoyarsk, 4-6 April 2019);
  • International Scientific Conference «AGRITECH-2019: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies» (Russia, Krasnoyarsk, 20-22 June 2019);
  • The 25rd Conference of Open Innovations Association FRUCT (Finland, Helsinki, 5-8 November 2019);
  • II International Scientific Conference on Advanced Technologies in Aerospace, Mechanical and Automation Engineering - MIST: Aerospace-2019 (Russia, Krasnoyarsk, 18-21 November 2019).
  В ходе этапа № 3 работ по проекту опубликованы следующие статьи в изданиях, индексируемых «Scopus»:
  • Petrushevskaya A., Rabin A., Kilimnik V. Energy fields' impact on biological objects. Proceeding of the 24rd Conference of Open Innovations Association FRUCT. DOI: 10.23919/FRUCT.2019.8711966.
  • Rabin A., Merkova M., Kilimnik V. Development of experimental prototype's module functional schemes for batterу wireless recharging implants. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. DOI:10.1088/1757-899X/537/3/032066.
  • Rabin A., Petrushevskaya A. Methods for assessing the impact of the energy fields of experimental prototypes of contactless charging of implants' power supply sources on biological objects. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Volume 315. DOI: 10.1088/1755-1315/315/3/032030.
  • Rabin A., Petrushevskaya A. Test methods for integrated experimental prototypes of wireless charging of implants' power supply sources and implantable biotelemetric system. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Volume 315. DOI: 10.1088/1755-1315/315/3/032033.
  • Rabin A., Petrushevskaya A. Operability of implantable integrated implants' wireless charging device and biotelemetric system. Proceeding of the 25rd Conference of Open Innovations Association FRUCT.
  • Rabin A., Petrushevskaya A. Methods for assessing the impact of the energy fields of implantable wireless charging device and biotelemetric system on experimental animals. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science Volume 450. MIST_5022. URL: http://conf.domnit.ru/en/materials/mist-aerospace-2019-mater-en/.
• Разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации Устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера – организации реального сектора экономики ООО «Альт-Комплект». Проведен анализ ручного изготовления экспериментальных образцов Устройств в количестве, требуемом ТЗ, а также организации полуавтоматического монтажа при переходе к производству малых серий Устройств (до 5000 изделий). Разработаны обладающие практической значимостью предложения по организации производства серий Устройств по итогам последующего выполнения ОКР «Разработка опытного образца устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов». Обеспечение результативности технологического процесса производства изделий радиоэлектронной продукции (в частности, печатных плат Устройств) возможно как за счет модернизации технологического оборудования, так и за счет поэтапной организации производства. Основным предложением является внедрение мониторинга процесса производства на основе межмашинного интеллектуального взаимодействия компонентов оборудования производственной линии, обеспечивающего поэтапное сокращение влияния человеческого фактора, сокращение временных затрат от 1,2 до 3,5 раза и уменьшение доли бракованной продукции с 2% до 0,5%.
• Разработаны методические рекомендации по использованию Устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов. Методические рекомендации по использованию Устройства разработаны с целью ознакомления потребителя с аспектами его применения в научно-исследовательских и прикладных задачах в области экспериментальной медицины и предназначены для работников научно-исследовательских лабораторий, проводящих исследования с использованием имплантируемых устройств, а также для производителей медицинских имплантатов.
• Проведена оценка результатов интеллектаульной деятельности, полученных при выполнении ПНИЭР, с целью их вовлечения в хозяйственный оборот.
• Разработаны методические рекомендации по совместному применению устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов (и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов) и имплантируемой биотелеметрической системы в биологических объектах. Методические рекомендации по совместному применению Устройства и биотелеметрической системы предназначены для работников научно-исследовательских лабораторий, проводящих экспериментальные исследования по воздействию стрессорных факторов различного происхождения на биологические объекты. Данные методические рекомендации разработаны с целью разъяснения принципа взаимодействия Устройства для обеспечения беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов (и беспроводного питания безаккумуляторных имплантатов) и биотелеметрической системы, при их совместном применении для оценки функционального состояния биологического объекта в состоянии покоя и при воздействии стрессорных факторов различного происхождения.
• Проведены маркетинговые исследования с целью изучения перспектив коммерциализации результатов интеллектаульной деятельности, полученных при выполнении ПНИЭР. В ходе этапа № 3 работ по проекту зарегистрированы следующие результаты интеллектуальной деятельности:
  • Программа для ЭВМ «Программа управления передающим модулем имплантируемой биотелеметрической системы» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ от 08.11.2019 г. № 2019664548, заявка от 28.10.2019 г. № 2019663392). Автор – О.В. Горский. Правообладатель – ГУАП.
  • Программа для ЭВМ «Программа управления приемным модулем имплантируемой биотелеметрической системы» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ от 08.11.2019 г. № 201966454, заявка от 28.10.2019 г. № 2019663389). Автор – О.В. Горский. Правообладатель – ГУАП.
  • База данных «База данных программ испытаний устройств беспроводной подзарядки аккумуляторов имплантатов и биотелеметрической системы» (свидетельство о государственной регистрации № 2019612262 от 12.07.2019 г., заявка от 01.07.2019 г. № 2019621129). Авторы – М.А. Меркова, А.В. Рабин, А.А. Петрушевская. Правообладатель – ГУАП.

---

Разработка технологии очистки нефтесодержащих вод фильтрами до 100 кубометров в час на основе графенового сорбента

Руководитель: Наталья Александровна Жильникова
Соглашение с Минобрнауки от 03.10.2016 № 14.578.21.0222. Мероприятие 1.3. Окончание работ: 31.12.2018.
Индустриальный партнер: Общество с ограниченной ответственностью «Фильтры».

Результаты проекта

Этап 1

• Выполнен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР.
• Проведены патентные исследования.
• Сделано обоснование возможных направлений исследований с целью определения оптимального направления исследований на основе анализа состояния исследуемой проблемы.
• Выполнены выбор и обоснование методов решения поставленных в ПНИЭР задач, в том числе критериев экологической безопасности.
• Проведен сравнительный анализ методов исследования водно-нефтяных эмульсий с целью оценки критериев экологической безопасности.
• Проведен сравнительный анализ различных сорбентов для очистки воды от примесей нефтепродуктов.
• Проведен физико-химический анализ исходной и очищенной воды с примесями нефтепродуктов.
• Проведен сравнительный анализ степени уплотнения и плотности деструкции графенового сорбента.
• Проведен сравнительный анализ технологических схем фильтрующих элементов для обеспечения абсорбции нефтесодержащей воды с примесями.

Этап 2

• Подготовлен лабораторный регламент получения экспериментальных образцов (ЭО) фильтров на основе вспененного графита (графена).
• Разработаны эскизные конструкторские документации (ЭКД) и изготовлены ЭО графенового бескорпусного фильтра в одной модификации и графеновых корпусных фильтров в двух модификациях.
• Разработаны программа и методика и проведены лабораторные испытания бескорпусного и корпусных фильтров на основе графена.
• Разработана ЭКД на ЭО модульной мобильной установки для очистки воды от нефтепродуктов.
• Проведены экспериментальные исследования способов «сухой» и «мокрой» упаковок картриджей для графеновых бескорпусного и корпусных фильтров, а также упаковки графенового сорбента с неравномерным уплотнением в фильтры.

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:

• изобретение «Фильтр для очистки воды», заявка от 22.11.2017 № 6620171407, РФ;
• база данных «Классификация способов и средств очистки сточных и нефтесодержащих вод», заявка от 29.12.2017 № 2017621612, РФ;
• база данных «Классификация методов исследования водно-нефтяных эмульсий с целью оценки критериев экологической безопасности», заявка от 29.12.2017 № 2017621614, РФ.

Этап 3

• Разработан экспериментальный образец (ЭО) модульной мобильной установки для очистки воды от нефтепродуктов. При реализации ЭО модульной мобильной установки на базе корпусных фильтров, каждый фильтр обеспечивает производительность от 3 до 5 м3 в час. При эксплуатации миниводоканала осуществляется непрерывный отбор пробы воды, которая протекает через кюветы приборов, оценивающих наличие органических примесей (нефтепродуктов) и мутности с помощью ультрафиолетового (УФ) спектрофотометра. В случае превышения параметров выше, чем предусмотрено ПДК, поступает сигнал, который отключает систему питания установки и сообщает об этом оператору.
• Разработаны программа и методика (ПиМ) и проведены лабораторные испытания экспериментального образца модульной мобильной установки по очистке воды от нефтепродуктов. ПиМ содержат разделы, определяющие порядок проведения испытаний по определению ресурса работы: установки на базе корпусных фильтров, установки на базе бескорпусных фильтров. Использовано хроматографическое и спектрофотометрическое оборудование для исследования качества получаемой воды. По итогам лабораторных испытаний были получены данные, подтверждающие, что качество очищаемой воды и характеристики ЭО соответствуют требованиям раздела 4 ТЗ.
• Выполнена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. При анализе рынка продукции была отмечена положительная динамика финансирования и привлечения денежных средств в сферу очистки сточных вод и предотвращения выбросов загрязняющих веществ в составе сточных вод в водные объекты.
• Разработаны предложения и рекомендации по реализации (коммерциализации) результатов ПНИЭР, в которых представлены стратегия выхода на рынок и единая система интегрированных маркетинговых коммуникаций, включающие в себя различные инструменты продвижения продукции.
• Разработан проект технического задания (ТЗ) на проведение ОКР по теме: «Разработка опытного образца модульной мобильной установки для очистки воды от нефтепродуктов». При разработке ТЗ на ОКР на основе действующих нормативных документов, требований безопасности, санитарных, экологических, строительных и других норм были сформулированы требования к опытному образцу и создан задел для дальнейшей реализации проекта.
• Разработаны методические рекомендации по использованию фильтров на основе графенового сорбента для защиты окружающей среды от примесей нефти в воде. Методические рекомендации описывают основные аспекты применения фильтров на основе ГС в различных промышленных областях.
• Разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации модульной мобильной установки для очистки воды от нефтепродуктов. Технические требования определяют показатели качества, отдельные технические характеристики и аспекты технологического процесса, которые необходимо обозначить для реализации изделия.
• Подготовлены материалы заявок на получение патента на полезную модель, двух свидетельств о государственной регистрации баз данных и одного свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ. Проведена оценка РИД, полученных при выполнении ПНИЭР. Принято участие в трех мероприятиях по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки.
• Произведена закупка расходных материалов и оборудования для проведения испытаний ЭО модульной мобильной установки.
• Проведены маркетинговые исследования, в результате которых были выявлены: растущий рыночный спрос на новые технологичные решения в области проекта и комплексное благоприятное влияние факторов внешней среды, включая осознание государством и обществом необходимости охраны водных ресурсов.

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:

• база данных «Классификация способов и средств очистки сточных и нефтесодержащих вод», заявка от 29.12.2017 № 2017621612, свидетельство о регистрации от 26.03.2018 № 2018620477, РФ;
• база данных «Классификация методов исследования водно-нефтяных эмульсий с целью оценки критериев экологической безопасности», заявка от 29.12.2017 № 2017621614, свидетельство о регистрации от 26.03.2018 № 2018620476, РФ;
• база данных «Классификация оборудования, комплектующих и расходных материалов для изготовления и проведения испытаний фильтров для очистки нефтесодержащих вод», заявка от 2.11.2018 № 2018621595, свидетельство от 20.11.2018 № 2018621843, РФ;
• база данных «Сравнительные характеристики корпусных и бескорпусных фильтров в составе модульной мобильной установки по очистке воды от нефти», заявка от 2.11.2018 № 2018621587, свидетельство от 20.11.2018 № 2018621841, РФ;
• полезная модель «Фильтр для очистки воды от нефтепродуктов», заявка от 3.09.2018 № 2018131652, РФ;
• программа для ЭВМ, «Панель управления и тестирования модульной мобильной установки для очистки нефтесодержащих вод», заявка от 18.12.2018 № 2018664682, РФ.

---

Методы и инструменты автоматизированного проектирования и моделирования бортовых вычислительных сетей космических аппаратов

Руководитель: Юрий Евгеньевич Шейнин
Соглашение с Минобрнауки от 3.10.2016 № 14.578.21.0214. Мероприятие 1.3. Окончание работ: 30.06.2019.
Индустриальный партнер: акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева».

Результаты проекта

Этап 1

• Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему проектирования и моделирования бортовой вычислительной сети (БВС) КА, в том числе обзор научных информационных источников.
• Выполнено обоснование выбора направления исследований по разработке автоматизированной системы проектирования БВС перспективных КА.
• Проведены патентные исследования.
• Проведены исследование архитектуры БВС КА, их функций и разработка набора ключевых показателей для проектирования бортового оборудования КА на примере космических аппаратов АО «ИСС».

Этап 2

• Проведено исследование и анализ существующих программ моделирования и их характеристик для моделирования БВС КА, разработаны технические требования к системе автоматизированного проектирования БВС КА.
• Проведено исследование существующих методов прокладки маршрутов для передачи пакетов по вычислительным сетям с коммутацией пакетов, разработаны требования к передаче различных классов трафика КА и определение границ применимости разрабатываемых методов прокладки маршрутов.
• Разработан экспериментальный программный компонент «Подсистема проектирования и анализа физической структуры БВС КА».
• Разработаны методы прокладки маршрутов для передачи пакетов в БВС КА. Проведено исследование существующих методов прокладки маршрутов для передачи пакетов по вычислительным сетям с коммутацией пакетов, разработаны требования к передаче различных классов трафика КА и определение границ применимости разрабатываемых методов прокладки маршрутов.
• Разработан экспериментальный программный компонент «Подсистема проектирования и анализа физической структуры БВС КА».
• Разработаны методы прокладки маршрутов для передачи пакетов в БВС КА.

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:

• программа для ЭВМ, заявка от 30.10.2017 № 2017661005 «Модуль импорта и экспорта данных для подсистемы проектирования и анализа физической структуры бортовых вычислительных сетей космических аппаратов», РФ;
• программа для ЭВМ, заявка от 30.10.2017 № 2017660894 «Программа для оценки отказоустойчивости физической структуры бортовых вычислительных сетей космических аппаратов», РФ.

Этап 3

• Разработан экспериментальный программный компонент (ЭПК) системы автоматизированного проектирования (САП) БВС КА «Подсистема прокладки маршрутов и генерации конфигурации сетевых компонентов БВС КА».
• Разработаны требования к функциональности узлов БВС и расписанию их работы и определение границ применимости методов автоматизированного планирования трафика в БВС КА, в том числе для смешанных классов критичности трафика в бортовом оборудовании КА.
• Разработаны методы планирования трафика с гарантированным качеством сервиса в БВС КА с учетом разработанных требований и ограничений, а также требований международного стандарта SpaceWire и (проекта) национального стандарта SpaceWire-RUS.
• Разработаны методы иерархического, многоуровневого моделирования БВС КА с учетом требований международного стандарта SpaceWire и (проекта) национального стандарта SpaceWire-RUS.
• Разработан ЭПК САП БВС КА «Подсистема автоматизированного планирования трафика в БВС КА».
• Разработан ЭПК САП БВС КА «Визуальная среда многоуровневого моделирования БВС КА».
• Разработаны программа и методики экспериментальных исследований компонентов САП БВС КА.
• Разработана программная эксплуатационная документация программного компонента (ПК) «Подсистема прокладки маршрутов и генерации конфигурации сетевых компонентов БВС КА».
• Разработана программная эксплуатационная документация ПК «Подсистема автоматизированного планирования трафика в БВС КА».
• Разработана программная эксплуатационная документация ПК «Визуальная среда многоуровневого моделирования БВС КА».
• Разработаны исходные данные и тестовые задачи на основе характеристик реальных КА АО «ИСС» для проведения экспериментальных исследований компонентов системы автоматизированного проектирования БВС КА.
• Проведены экспериментальные исследования компонентов САП БВС КА в соответствии с разработанными Программой и методиками.
• Произведена доработка компонентов системы автоматизированного проектирования БВС КА по результатам проведенных экспериментальных исследований.
• Проведена оценка результатов выполненных ПНИЭР в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
• Проведена оценка полноты решения задач и достижения поставленных целей ПНИЭР.
• Разработаны технические предложения по разработке продукции - программных комплексов автоматизированного проектирования и моделирования БВС КА на основе результатов ПНИЭР.
• Разработаны рекомендации по внедрению результатов ПНИЭР в реальном секторе экономики - на предприятиях Индустриального партнера (АО «ИСС») и предприятиях, входящих в кооперацию АО «ИСС» по проектированию и изготовлению КА, а также на других предприятиях космической отрасли. Разработанный ЭПК САП БВС КА «Подсистема прокладки маршрутов и генерации конфигурации сетевых компонентов БВС КА» позволяет: строить основные и альтернативные маршруты передачи данных; рассчитывать задержки информационных потоков для заданной конфигурации маршрутов; задавать логические адреса для терминальных узлов и регионов; настраивать конфигурационные параметры для протоколов транспортного уровня RMAP, СТП-ИСС; изменять параметры физических устройств и каналов.
• Разработанные требования к функциональности узлов БВС включают в себя: ограничения по общему количеству узлов в сети; требования к обязательной реализации стандарта SpaceWire, как сетевой технологии и транспортного протокола СТП-ИСС в узлах и коммутаторах; ограничения по объему памяти.
• Разработанные методы планирования трафика позволяют составлять расписание для всех узлов БВС КА, имеющих в своем составе транспортный протокол СТП-ИСС-14 с включенным качеством сервиса «Планирование».
• Разработанные методы иерархического многоуровневого моделирования БВС КА позволяют выполнять моделирование на уровне битового представления (канал SpaceWire на физическом уровне) и пакетном уровне (транспортный уровень и сетевой уровень SpaceWire).
• Разработанный ЭПК САП БВС КА «Подсистема автоматизированного планирования трафика в БВС КА» позволяет: формировать таблицы расписания отправки данных для узлов в составе сети; составлять расписание отправки данных для узлов в составе сети (с поддержкой транспортных протоколов СТП-ИСС-13, RMAP).
• Разработанный ЭПК САП БВС КА «Визуальная среда многоуровневого моделирования БВС КА»: обеспечивает графический пользовательский интерфейс для работы со средой моделирования; позволяет формировать структуры сети в графическом виде при помощи библиотеки VIPE; обеспечивает возможность использования при моделировании узлов SpaceWire различного типа: с различным количеством портов, разными транспортными протоколами и приложениями; имеет возможность отображать не более 1000 элементов сети SpaceWire; обеспечивает возможность настройки работы приложений, работающих поверх транспортных протоколов; поддерживает работу с каналами SpaceWire и GigaSpaceWire; обеспечивает возможность моделирования работы транспортных протоколов СТП-ИСС и RMAP в одной сети; обеспечивает возможность сохранять внутреннее состояние системы проектирования и запускать моделирование с последней точки сохранения; обеспечивает возможность сохранять и вновь загружать результаты моделирования.
• Разработанные программа и методики экспериментальных исследований представляют из себя комплект тестов для проверки корректности функционирования компонентов САП БВС КА.
• Были предложены дальнейшие направления и предложения для разработки программных комплексов автоматизированного проектирования и моделирования БВС КА, такие как: клиент-серверная структура; базы данных для хранения диагностической информации по результатам моделирования; ускорение работы САПР за счет распараллеливания моделирования на несколько процессорных ядер.
• Разработка системы автоматизированного проектирования бортовых коммуникационных сетей с использованием технологии SpaceWire позволит улучшить следующие показатели: снизить трудоемкость этапов опытно-конструкторских работ (ОКР) и наземной экспериментальной отработки (НЭО) платформы КА; снизить риски рассогласования и человеческих ошибок при разработке информационной сети как бортового комплекса управления (БКУ), так и всего космического аппарата, а также сборки и тестирования космического аппарата в процессе его изготовления; повысить качество, надежность и отказоустойчивость функционирования БКУ и КА в целом (за счет унификации функциональных узлов БКУ, системных и технических характеристик распределенной сетевой архитектуры с резервными информационными связями и автоматической реконфигурацией при сбоях); снять ограничения по количеству абонентов, входящих в состав единой информационной сети космического аппарата; реализовать техническую диагностику информационного трафика БА без необходимости создания отдельного физического интерфейса связи между бортовая аппаратура (БА) КА.

Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки:

• программа для ЭВМ «Модуль импорта и экспорта данных для подсистемы проектирования и анализа физической структуры бортовых вычислительных сетей космических аппаратов», заявка от 30.10.2017 № 2017661005, свидетельство о государственной регистрации от 14.02.2018 № 2018612216, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа для оценки отказоустойчивости физической структуры бортовых вычислительных сетей\космических аппаратов», заявка от 30.10.2017 № 2017660894, свидетельство о государственной регистрации от 8.02.2018 № 2018611968, РФ;
• программа для ЭВМ «Генерация отказоустойчивых структур бортовых вычислительных сетей и космических аппаратов», заявка от 24.06.2018 № 2018617786, свидетельство о государственной регистрации от 16.08.2018 № 2018660116, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа конвертации неориентированного графа в ориентированный ациклический граф топологии сети», заявка от 21.08.2018 № 2018619017, свидетельство о государственной регистрации от 3.09.2018 № 2018661133, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа для моделирования отказов элементов бортовых вычислительных сетей космических аппаратов», заявка от 27.08.2018 № 2018619143, свидетельство о государственной регистрации от 4.09.2018 № 2018661189, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа конвертации графа топологии сети в каналозависимый граф», заявка от 27.08.2018 № 2018619145, свидетельство о государственной регистрации от 4.09.2018 № 2018661191, РФ;
• программа для ЭВМ «Событийно-ориентированная программная модель элементов бортовой сети SpaceWire», заявка от 27.08.2018 № 2018619146, свидетельство о государственной регистрации от 4.09.2018 № 2018661192, РФ;
• программа для ЭВМ «Модуль импорта данных для системы автоматизированного проектирования БВС КА», заявка от 27.08.2018 № 2018619106, свидетельство о государственной регистрации от 5.09.2018 № 2018661280, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа прокладки маршрутов передачи данных информационных потоков в сети», заявка от 27.08.2018 № 2018619105, свидетельство о государственной регистрации от 5.09.2018 № 2018661281, РФ;
• программа для ЭВМ «Программа для моделирования искажений пакетов при передаче через бортовые вычислительные сети космических аппаратов», заявка от 27.08.2018 № 2018619104, свидетельство о государственной регистрации от 5.09.2018 № 2018661282, РФ.

---