Отчет о работе программы в 2009 г. Институты-исполнители

Вид материалаОтчет

Содержание


Научный руководитель проекта –
Построение иерархически распределенных систем сбора и передачи данных с использованием гетерогенных сетей
Разработка технологического модуля синтеза модифицирующих растворов наноразмерных частиц металлов
Разработка модели регуляции генов высших эукариот на основе анализа микрочиповых данных и предсказания сайтов связывания транскр
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

Проект 4.5.1.4. Информационное и математическое моделирование проблемно-ориентированных автоматизированных систем, методы оптимизации архитектур сложных управляющих систем и процессов (Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН).


Научный руководитель проекта – д.т.н. Золотухин Ю.Н.

Основные результаты по темам:

Использование архитектуры ZigBee – сетей для реализации систем шахтной автоматики

В основе ZigBee сетей лежит стандарт беспроводной связи малого радиуса действия IEEE 802.15.4. Преимуществами таких сетей являются:
  • простота установки и обслуживания в недорогих и экономичных беспроводных устройствах сбора данных и управления;
  • большое время автономной работы от батарей и большая надежность передачи данных при малых скоростях.
  • способность ZigBee-сетей к "саморемонту" при отключении отдельных узлов;
  • возможность создавать сети сложной топологии.

В КТИ ВТ разработан дальнодействующий приемопередатчик ZigBee, позволяющий передавать данные на расстояния в десятки раз превышающие показатели стандартных ZigBee-совместимых устройств. Малые габаритные размеры приемопередатчика позволяют монтировать его в аккумуляторный отсек головного светильника, что позволяет оснастить персонал шахт мобильными приемопередатчиками, представленными на рисунке.



Рис. 8.

В ходе испытаний устройства на открытом пространстве в условиях прямой видимости дальность приема/передачи данных составила 1200 м, в здании получена связь сквозь железобетонные перекрытия 2-х этажей, на шахте на прямом участке тоннеля дальность приема/передачи данных составила 500 м.

Построение иерархически распределенных систем сбора и передачи данных с использованием гетерогенных сетей

В результате исследования принципов построения иерархически распределенных систем сбора и обработки данных с использованием гетерогенных систем были получены следующие результаты.
  1. Разработана структурная схема системы с использованием трех видов сетей передачи данных: Ethernet, сети передачи данных на основе сетевого интерфейса CAN, сети, построенной на основе интерфейса I2C. Структурная схема системы сбора и передачи данных представлена на рисунке (Рис. 9).



Рис. 9.
  1. Проведен анализ и разработана структурная схема программного обеспечения блоков системы с целью оптимизации распределения вычислений и обработки данных по компонентам системы сбора и передачи данных.

Разработка технологического модуля синтеза модифицирующих растворов наноразмерных частиц металлов

Технологический модуль предназначен для синтеза модифицирующих растворов наноразмерных частиц металлов (ТМ СМР НЧМ) и обеспечивает возможность:
  • регулирования режимов синтеза в зависимости от задаваемых характеристик препарата наночастиц и природы металла;
  • проведения мониторинга характеристик синтезируемых растворов в ходе технологического процесса промышленного изготовления;
  • проведения контроля выходных характеристик препарата наночастиц по параметрам модифицирующих растворов НЧМ.

Областью применения ТМ СМР НЧМ является получение наноразмерных частиц металлов для модифицирования материалов и изделий легкой промышленности в условиях производства.

Результатами работы являются:
  1. система контроля и обработки информации технологического процесса, построенная на базе программируемого контроллера и рабочей станции и работающая в режиме реального времени;
  2. разработка опытного образца, представленного на рисунке (Рис. 10).



Рис. 10.

Разработка программно-аппаратного комплекса мониторинга землетрясений (ПАК МЗ)

Программно-аппаратный комплекс мониторинга землетрясений предназначен для:
  • мониторинга технического состояния плотин, гидротехнических сооружений гидроэлектростанций и регистрации землетрясений;
  • оценки состояния потенциально-опасных объектов – тоннелей, мостов, высотных зданий.

Результатами работы являются:
  • определение состава и расположения технических средств на плотине Красноярской ГЭС;
  • разработка программных средств ПАК МЗ;
  • разработка алгоритмов выделения землетрясений на плотине;
  • выпуск комплекта конструкторской документации на ПАК МЗ.

На рисунке (Рис. 11) представлена архитектура ПАК МЗ.



Рис. 11.

Разработка модели регуляции генов высших эукариот на основе анализа микрочиповых данных и предсказания сайтов связывания транскрипционных факторов


В рамках пакета программ BioUML реализован алгоритм «Круги на воде» для выявления причинно-следственных связей генной экспрессии на основе количественных экспериментальных данных. Алгоритм позволяет определять причинно-следственные связи, наблюдаемые при изменении в экспрессии генов при воздействии определенного стимула, активирующего, например, некий белок или ген, от которого сигнал расходится к другим генам/белкам наподобие кругов на воде, образующихся при падении груза.

Полученные в результате работы алгоритма данные визуализируются в виде иерархического графа, узлами которого являются гены, а ребрами – связи между ними. Уровнями этого графа являются временные точки, соотвественно один и тот же ген может присутсвовать на графе несколько раз на разных уровнях. Узлы графа раскрашены в соответсвии с характером поведения гена на конкретном уровне (по отношению к предыдущему). На рисунке (Рис. 12) представлен пример распространения сигнала по времени между генами и отклик генов.



Рис. 12.