Основные итоги 2012 года Научная деятельность. Объём

Основные итоги 2012 года
Научная деятельность.
Объём средств, полученных по госбюджетным и хоздоговорным работам
составил 47 млн. руб.
Общее количество госбюджетных и хоздоговорных работ составило 37.
Защищены 2 докторских и 11 кандидатских диссертаций.
Опубликовано 11 монографий (из них 7 за рубежом) и 16 учебных пособий.
Общее количество статей в зарубежных изданиях – 24 (из них 14 в базах данных
Scopus b WOK), в журналах и изданиях РФ - 123, входящих в перечень ВАК – 94.
Институт участвовал в 64 международных конференциях.
ИРИТ-РТФ организовал и провёл 7 конференций (из них 1 международную).
Инновационная деятельность.
1.
.Предложены новые методы поиска изображений с визуально похожими
объектами.
2.
Разработаны новые методы оценки возможностей и скорости обработки многомерных данных программными средствами на основе индексирующих структур
основной памяти.
3.
Создана компьютерная программа
моделирования сетевого трафика при
передаче данных по протоколу TCP в режиме обеспечения гарантированной скорости
доступа к сети Интернет.
4.
Разработана методология совместного конструирования будущего (форсайт) в
процессе разработки и реализации Стратегического плана развития территориального
образования, обеспечивающая одновременный учет текущей ситуации, мнений
экспертов и результатов имитационного моделирования.
5.
Определена концепция реализации SaaS-сервиса прогнозирования социальноэкономического развития территориальных образований.
6.
Разработаны теоретические основы конструирования многофункционального
плавильного агрегата (МПА) и технологий получения высоколегированных сталей
и сплавов.
7.
Построена теория обобщенных решений уравнений Гамильтона-Якоби для
наследственных динамических систем. Получены гамильтоновы формы описания
критериев оптимальности гарантированного результата в задачах управления с
наследственной информацией.
8.
Сформулирован подход к разработке численных алгоритмов решения
эволюционных уравнений в частных производных с эффектом наследственности. Для
уравнения гиперболического типа с запаздыванием с помощью аппаратов общей
теории разностных схем и теории разностных схем с последействием получены
условия устойчивости и порядков сходимости одномерных схем с весами. Проведены
численные эксперименты и написаны тестовые программы. Разработаны разностные
схемы и проведены численные эксперименты для решения уравнения переноса с
эффектом последействия.
9.
Разработана теория применения метаматериалов для создания слабо
отражающих укрытий. Получены решения задачи излучения сферической антенны
1
Стреттона-Чу. Предложены метолы уменьшения электрических размеров антенн за
счет применения укрытий из метаматериалов.
10.
Получены новые научные знания в области теории оптимального приёма
сигналов на фоне помех.
11. Получены (не имеющие аналогов) объекты научно-технических разработок,
защищенные охранными документами:
Общее количество - 24
12. Разработана общая концепция имитационного моделирования бортовых
радиолокационных станций обзора земной поверхности на основе программноаппаратного комплекса полунатурного моделирования, обеспечивающего имитацию
сигнала, принимаемого от протяженной поверхности, в том числе в режиме реального
времени, на основе которой предложены метод имитационного моделирования и
методика оценки тактико-технических характеристик бортовых радиолокационных
станций,
радиовысотомерных
измерителей,
корреляционных
измерителей
составляющих вектора скорости.
13. Разработана теория бортового сверхрегенеративного приемопередающего
устройства для аэрологических радиозондов типа МРЗ-3 отечественной
радиолокационной СР АВК-ВЕКТОР.
14. Разработаны опытные образцы аэрологических радиозондов типа МРЗ-3 для
отечественной радиолокационной СР АВК-ВЕКТОР. Защищены патентом РФ.
15. Разрабатывается
программа
использования
безэховой
камеры
для
электромагнитных измерений и ее оборудования для сертификации изделий
радиоэлектроники на электромагнитную совместимость и устойчивость к воздействию
электромагнитных излучений.
16. Разработаны предложения по использованию центра космического мониторинга
для прогнозирования чрезвычайных ситуаций и контроля окружающей среды.
17. Конкурентоспособные образцы разработанных в ИРИТ-РТФ изделий
представлялись на выставках «Иннопром2012», «Российской выставке вооружения.
Нижний Тагил-2012» и других.
18. Под руководством профессора В.Г. Лисиенко выполнена НИР «Разработка
теоретических основ и математическое моделирование автоматизированных
технологий и агрегатов по производству новых эффективных нано- и
конструкционных материалов с применением плазменных, акустических и
индукционных методов обработки».
В названной работе развиты и проанализированы методы определения
обобщенных угловых коэффициентов излучения в сложных произвольно
ориентированных и протяженных системах с позиций оптимизации по времени счета и
точности, а также методы уточненных тепломассообменных и гидродинамических
процессов в плавильных ваннах. Детальные расчеты проведены как для
предупреждения аварийных ситуаций, так и в режимах нормальной эксплуатации.
Разработана методика комплексного энерго-экологического анализа (включая
парниковую CO2 – компоненту) применительно к электродуговым и индукционным
плавильным агрегатам. Получены и обработаны данные по энерго-экологическому
анализу дуговой электросталеплавильной печи с определением энерго-экологоемкости продукции. Разработаны методики и проведен анализ эмиссии парникового
CO2 – газа на примерах сопряжения различных технологических процессов с
2
электродуговой плавкой. Даны рекомендации по введению в триадную систему
оптимального управления процессами четвертой составляющей в форме углеродных
инвестиций (компенсации за эмиссию парникового газа).
19. Под руководством профессоров С.Т. Князева и С.Н. Шабунина разработаны и
внедрены в ОАО «Завод радиоаппаратуры» новые методы и алгоритмы расчета
характеристик распространения электромагнитных волн в слоистых средах, которые
позволили на основе предложенной электродинамической модели подземных и
надземных трубопроводов, учитывающей влияние защитного покрытия, разработать
наиболее адекватную математическую модель радиоканала. Выполненные расчеты
позволили в 3-7 раз сократить время на разработку аппаратуры радиомониторинга
состояния трубопроводов
20. Разработанная тем же коллективом методика расчета характеристик
многослойных направляющих систем использована в ФГБУН Институт математики и
механики УрО РАН для создания быстродействующих алгоритмов синтеза антенных
решеток, которая позволила снизить требования к вычислительным ресурсам,
необходимым для выполнения расчетов. Результаты исследований и разработок
используются в учебном процессе ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный
университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» при чтении лекций,
проведении лабораторного практикума и выполнении дипломного проектирования.
21. ИРИТ-РТФ активный участник Федеральных целевых программ. В 2010 году
коллектив нашего института выиграл конкурс «Научные и научно-педагогические
кадры
России»
на
тему:
«Исследование,
разработка
и
реализация
многофункционального прибора для оценки температуры и расхода расплава
плавильной печи» (Научные руководители – профессор Л.Г. Доросинский, доцент
В.Н. Круглов, государственный контракт № 02.740.11.0512.)
В результате выполнения НИР получены следующие результаты:• изготовлен
экспериментальный образец многофункционального прибора оценки температуры и
дебита струи расплава, вытекающей из плавильного агрегата; • сформулирован новый
метод совмещения изображений, обладающий быстродействием одномерного
дифференциального алгоритма и областью определения двумерного и
обеспечивающий
стабилизацию
крутизны
наклона
дискриминационной
характеристики в пределах рабочего участка не хуже 95%; • проведена серия
испытаний экспериментального образца многофункционального прибора для оценки
температуры и расхода расплава плавильной печи.
Общая
годовая
экономическая
эффективность
внедрения
многофункционального прибора составляет 1138,5 тыс. руб., при интегральном
коэффициенте конкурентоспособности, равном 1,88. Данные результаты техникоэкономической экспертизы позволяют говорить о высоком техническом уровне
реализации как программной, так и аппаратной частей прибора.
22. Под руководством профессора Б.И. Клебанова выполнена комплексная НИР:
«Развитие (доработка), сопровождение и интегрирование с информационными
ресурсами заказчика научно-технической продукции агрегирования, анализа и
переработки информации»
В названной работе решена задача создания новых поведенческих алгоритмов
агентов имитационной мультиагентной модели города на основе заявок специалистов
Департамента экономики, обусловленных изменениями Стратегического плана
3
развития Екатеринбурга, а также новыми редакциями стратегических проектов,
выносимых на рассмотрение Координационного и Программного советов
стратегического развития города Екатеринбурга.
В работе произведена модификация электронных форм отчетности, их
интеграция с базой данных и средством имитационного моделирования; выполнена
разработка механизмов интеграции информационных ресурсов автоматизированной
системы агрегирования, анализа и переработки информации (на основе определенных
заказчиком требований) с целью автоматизированного извлечения данных из
информационных систем заказчика.
23. В научно-исследовательской работе « Развитие автоматизированной системы
управления взаимоотношениями с клиентами на платформе SAP CRM (руководитель
профессор кафедры ИТ Б.И. Клебанов Б.И.) разработана модель бизнес процессов
отдела принудительного взыскания задолженностей по банковским кредитам,
определены требования к информационной системе поддержки процессов
взаимодействия с судебными инстанциями и службой судебных приставов.
24. Проблемы космического мониторинга земной поверхности в интересах самых
разных отраслей промышленности и народного хозяйства успешно решены в работе
"Исследование и разработка методов тематической обработки данных современных и
перспективных радиоэлектронных систем дистанционного зондирования Земли"
(руководитель доцент В.Г. Коберниченко): Предложена методология оценки
информативных свойств данных космической радиолокационной съемки. Оценены
дешифровочные и точностные характеристики космических радиолокационных
снимков РСА RADARSAT-1, ALOS PALSAR, TerraSAR. Разработан оптимальный
алгоритм обнаружения объектов с малой эффективной поверхностью рассеяния на
фоне мощных отражателей в РСА, и предложена методика расчета характеристик
обнаружения. Так же исследована методика комплексирования радиолокационных и
многозональных изображений на основе метода слияния с использованием
фрактальной обработки.
25. Выполнен анализ алгоритмов фильтрации фазового шума и формирования
цифровых моделей рельефа (ЦМР) при интерферометрической обработке данных
космических РСА высокого и сверхвысокого разрешения. Предложена классификация
ошибок, возникающих при интерферометрической съёмке и влияющих на
погрешности итоговой цифровой модели рельефа.
26. Разработаны уточнённые модели флуктуаций интерферометрической фазы и
ошибок, вызванных геометрией съёмки. Для повышения точности метода при высоком
разрешении предложено использование процедур некогерентного накопления с
многомасштабной обработкой интерферограммы.
Предложена
методика
экспериментального
исследования
алгоритмов
построения ЦМР по результатам интерферометрической обработки данных
космических РСА, включающая требования к тестовому участку, процедуру
построения эталонной ЦМР, критерии оценки качества построенной модели. На
основе экспериментальной обработки данных РСА ALOS PALSAR и RADARSAT-1,
показано, что наилучшие результаты по точности и быстродействию дает комбинация
из алгоритма фильтрации Гольдштейна и алгоритма развертывания «растущие
пиксели».
4
Вертикальная точность цифровой модели рельефа, полученная в результате
экспериментов, составила 6-7 м.
Получены данные по сравнительному анализу алгоритмов оценки смещений на
основе
дифференциальной
интерферометрической
обработки
результатов
космической радиолокационной съемки высокого разрешения.
27. Фундаментальная работа "Разработка и создание технологии обработки,
компрессии и распознавания данных в перспективных космических системах
дистанционного зондирования Земли, основанной на быстрых многопараметрических
вейвлет-пакетах над гиперкомплексными алгебрами", (руководитель профессор
Лабунец В.Г.) направлена на решение проблемы совершенствования методов
компрессии данных ДЗЗ, обнаружения объектов, выделения сигналов из помех,
комплексирования радиолокационных и оптоэлектронных (панхроматических,
гиперспектральных) изображений, автоматизации процессов распознавания образов.
Разрабатываемые методы основываются на теории быстрых алгоритмов
многопараметрических вейвлет-преобразований и вейвлет-пакетов, действующих в
пространствах серых, цветных и гиперспектральных изображений. Данные
преобразования зависят от конечного набора независимых параметров (углов)
элементарных матриц вращения Эйлера-Гивенса. При изменении эти параметров
вейвлет-преобразование
меняется, принимая облик различных унитарных
преобразований. При одном значении параметров оно становится вейвлетпреобразованием Хаара, при другом – вейвлет-преобразованием Добюши-4, при
третьем – преобразованием Уолша или Фурье и т.д. Многопараметрические
преобразования могут быть использованы как инструмент адаптивной обработки
изображений для решения различных оптимизационных задач. Например, меняя
параметры, можно найти такое преобразование, которое дает минимальную ширину
спектра у отдельно анализируемого изображения или класса изображений.
Целенаправленный поиск тех значений параметров многопараметрического
преобразования, которые позволяют решить ту или иную прикладную
оптимизационную задачу обработки изображений, называется процедурой настройки
преобразования на решаемую задачу. В проекте разработаны процедуры настройки
многопараметрических преобразований на различные классы задач сжатия
изображений и распознавания образов. Разработанная теория быстрых
многопараметрических преобразований и пакетов для одноканальных изображений,
обобщается
на
вейвлет-преобразования,
оперирующие
цветными
и
гиперспектральными
изображениями
для
чего
используется
алгебра
гиперкомплексных чисел.
28. Под руководством профессора В.Э. Иванова разработан и испытан
аэрологический радиозонд МРЗ-3МК с пакетным режимом передачи телеметрической
информации для работы в составе радиолокационной системы радиозондирования
атмосферы с РЛС типа "Вектор-М", МАРЛ. Разработана и испытана в декабре 2012
года на космодроме Байконур навигационная система радиозондирования атмосферы
"Полюс" с радиозондами типа МРЗ-Н. По результатам работ получены патенты РФ
№105477, №
29. Разработан и испытан на аэрологической сети Росгидромета РФ аэрологический
радиозонд МРЗ-3МК с пакетным режимом передачи телеметрической информации для
работы в составе радиолокационной системы радиозондирования атмосферы с РЛС
5
типа "Вектор-М", МАРЛ. Впервые разработана и испытана в декабре 2012 года на
космодроме Байконур навигационная система радиозондирования атмосферы "Полюс"
с радиозондами типа МРЗ-Н. Полученные научно-технические результаты позволяют
существенно повысить качественные и эксплуатационные характеристики
отечественных систем радиозондирования атмосферы.
30. При выполнении НИОКР: «Исследование
и разработка системы
радиозондирования атмосферы на основе спутниковых платформ GPS/ГЛОНАСС,
модернизация радиозондов типа МРЗ-3 для аэрологической сети Росгидромета»
(руководитель профессор В.Э. Иванов) разработан и испытан на аэрологической сети
Росгидромета РФ аэрологический радиозонд МРЗ-3МК с пакетным режимом передачи
телеметрической информации для работы в составе радиолокационной системы
радиозондирования атмосферы с РЛС типа "Вектор-М", МАРЛ. Впервые разработана
и испытана в декабре 2012 года на космодроме Байконур навигационная система
радиозондирования атмосферы "Полюс" с радиозондами типа МРЗ-Н. Полученные
научно-технические результаты позволяют существенно повысить качественные и
эксплуатационные характеристики отечественных систем радиозондирования
атмосферы.
6