Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка комплекса методик и аппаратно-программных средств для мониторинга растворимых и нерастворимых примесей в природных водных объектах

Докладчик: Половцев Игорь Георгиевич

Должность: доцент по кафедре, к.т.н.

Цель проекта:
Мониторинг растворимых и нерастворимых примесей в природных водных объектах для различного класса экологических и гидробиологических зада задач. Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание методик, алгоритмов и аппаратно-программных средств для мониторинга растворимых и нерастворимых примесей в природных водных объектах, для применения в областях: океанологии, гидробиологии, рыбного хозяйства, экологии для получения новых знаний о водной среде и повышения качества, рентабельности и экономической привлекательности решения ряда хозяйственных задач.

Основные планируемые результаты проекта:
По результатам проекта планируется создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для мониторинга растворимых и нерастворимых примесей в природных водных объектах и технического задания на разработку опытного образца аппаратно - программного комплекса. Другими словами должна быть разработана информационно измерительная система. В разрабатываемом образце аппаратно-программного комплекса планируется совместить микроволновые и голографические методы исследования водных сред. Микроволновые методы хорошо себя зарекомендовали в определении растворимых примесей в водной среде. Голографические методы позволяют получать информацию о распределении по размерам, пространственном положении, ориентации и форме частиц нерастворённых примесей в водной среде. Подобную информацию одновременно технически сложно получить другими методами. Их совместное использование позволит комплексно проводить мониторинг природных водных объектов.
На данный момент в мире не существует подобных аппаратно-программных комплексов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Проект посвящен разработке современных аппаратно-программных средств для решения актуальной проблемы в рамках приоритетного направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации: «Рациональное природопользование». Информация, полученная с помощью разработанных методик, будет использоваться для экспресс-оценки загрязнения водных акваторий; исследования планктона, являющегося биоиндиктором и кормовой базой многих промысловых видов рыб. Кроме этого, при решении различных гидроакустических задач – уточнение параметров звукорассеивающих слоёв, в том числе планктонной природы.
Полученные научные и технические результаты позволят перейти к созданию отечественных погружаемых комплексов, включающих подводные цифровые камеры. Кроме этого, будут изучены физические принципы разработки цифровых голографических камер различного базирования, предоставляющих научно-исследовательским и технологическим организациям новые эффективные методы и аппаратно-программные средства проведения исследований в различных классах задач, предметных областей, а также в различных средах. Так, например, при помощи погружаемой цифровой голографической камеры с комплексом программного обеспечения для исследования планктона в среде обитания ряд организаций в России могут повысить эффективность своих разработок. Среди таких организаций – Лимнологический институт СО РАН, Институт биологии моря ДВО РАН, НПП «НИПИокеангеофизика ГНЦ ФГУГП «Южморгеология», ФГУП «ВНИРО» и другие.

Текущие результаты проекта:
1. В отчётный период разработана структурная схема аппаратно-программного комплекса для мониторинга растворимых и нерастворимых примесей в природных водных объектах.
2. Подготовлена заявка на изобретение «Способ регистрации планктона».
3. Получены оценки применимости теории Дебая для математического моделирования процессов взаимодействия электромагнитного излучения СВЧ диапазона с полярной жидкостью при наличии растворимых и нерастворимых примесей.
4. Получены оценки применимости методов цифровой голографии для мониторинга растворимых и нерастворимых примесях.
5. Разработан макет микроволнового модуля аппаратно-программного комплекса для мониторинга растворимых и нерастворимых примесей в природных водных объектах.
6. Разработано программное обеспечение для восстановления цифровых голограмм нерастворимых примесей.
7. Разработана эскизная конструкторская документация на составные части аппаратурно-программного комплекса – макет микроволнового модуля.