- Главная
- Структура и органы управления
- Научные проекты
Научные проекты
Основное внимание уделяется неконтактным видам обучения, поскольку они являются экономически наиболее целесообразными в настоящих условиях состояния отечественной экономики.
Одной из разработок кафедры, выполненной в рамках хоздоговорной темы для ГОУВПО «Российский государственный гидрометеорологический университет», является программный продукт «Assistant+», который предназначен для организации информационно-образовательной среды пользователя (учащегося) при неконтактном (дистанционном) способе обучения. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2009616907 «Универсальная интерактивная программная оболочка поддержки информационно-образовательной среды пользователя в условиях неконтактной формы обучения» Ассистент+
Основной особенностью системы является ее способность поддержки стратегии учебного процесса, регламентированного дистанционным преподавателем (тьютером) путем структурирования деятельности учащегося с помощью встроенных средств искусственного интеллекта. В состав интерактивной экспертной системы «Assistant+» входит: база данных (набор дидактических мультимедийных материалов), база знаний, и исполняемый модуль, осуществляющий интеллектуальное управление учебным процессом. С целью решения неопределенностей, возникающих в ходе учебного процесса, используется реализация формализованной записи поведенческих моделей, предложенных экспертом.
Экономическая эффективность и значимость проекта обуславливается следующими факторами:
- низкой себестоимостью обучения (в 5-10 раз ниже, чем при очной форме обучения) за счет отсутствия затрат обучающегося на дорогу, расходов на общежитие, использования основных фондов учебного заведения, расходов на содержание обслуживающего персонала;
- возможностью получить образование по любой специальности в удобное для обучающегося время и в удобном для него месте.
При этом время обучения не имеет ограничений и может прерываться в зависимости от желаний обучающегося и его финансовых возможностей.
Объектом исследования являются модели систем безопасности потенциально опасных объектов, методы обеспечения экологической безопасности потенциально опасных химических объектов. Идея работы состоит в использовании компьютерных технологий накопления, обработки, представления и моделирования данных для установления закономерностей возникновения опасных ситуаций. Научная новизна заключается в разработке моделей прогнозирования возникновения опасных ситуаций и прогнозирующей системы, адекватно описывающей объект исследования:
- уточнены модели аварийных ситуаций на химически опасных объектах на основе ГИС технологий;
- предложена структура системы комплексного экологического мониторинга на объекте с введением элементов принятия управляющих решений безопасностью при чрезвычайных ситуациях;
- разработаны алгоритмы и программный комплекс управления безопасностью объектом уничтожения химического оружия;
- предложена методика использования единой диспетчерской службы как элемента интеграции функций системы комплексной безопасности.
Разработка приняла участие в открытой конкурсной программе «Лучшие комплексные решения в области транспортной безопасности», проходившей в рамках Международного Салона «Комплексная безопасность-2010» г. Москва, павильон № 75 Всероссийского Выставочного Центра, где была отмечена дипломом и «малой» медалью ВВЦ.
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010615332 «Симуляторы профессиональной направленности на основе технологии дополненной реальности». Современные информационные технологии способны моделировать трехмерные виртуальные объекты, практически не уступающие по своим визуальным свойствам реальному прототипу; технология мультимедиа создает динамичный зрелищный сюжет, где пользователю предоставляется возможность интерактивного влияния на его развитие; элементы искусственного интеллекта создают впечатление осмысленного диалога с компьютером — все эти свойства успешно эксплуатируются разработчиками развлекательных игр. Осуществление совмещения познавательного и эмоционального процессов для нужд образования могло бы решить целый круг проблем, связанных с решением задач дистанционного обучения.
Новое, родственное искусственной реальности, направление развития человеко-машинного взаимодействия с использованием теории и средств искусственного интеллекта и виртуальной реальности, составляющее основу для перспективного развития новых компьютерных технологий обучения — дополненная реальность (ДР). ДР — добавление к моделям ТВР поступающих из реального мира потоков информации, и представляемых в виде визуальных образов вспомогательно-информативного свойства. Подобная система, например, используется в оборудовании самолётов-истребителей Су-27 как нашлемное целеуказание.
Модели ТВР на основе ДР могут эффективно применяться в учебном процессе, например, в виде виртуальных лабораторий. ДР в данном случае обеспечивается виртуальной моделью, связанной с реальным объектом средствами телеметрии. Телеметрическая связь может иметь однонаправленную связь (режим мониторинга) и двунаправленную — (режим управления). С помощью подобной информационной системы может осуществляться высокоэффективное приобретение новых профессиональных навыков путем их пробной реализации на виртуальном оборудовании с соответствующими комментариями специалистов.
Разработка приняла участие в открытой конкурсной программе «Лучшие комплексные решения в области транспортной безопасности», проходившей в рамках Международного Салона «Комплексная безопасность-2011» г. Москва, павильон № 75 Всероссийского Выставочного Центра, где была отмечена дипломом и «Большой» медалью ВВЦ.
Перспективным направлением исследований является разработка средств контроля различных параметров объектов подвижного состава, мониторинга агрегатов в целом, прогноза их технического состояния. Внедрение делает возможным переход на обслуживание машин и оборудования по их фактическому состоянию.
В настоящее время творческим коллективом кафедры выполняется пилотный проект по созданию макета системы мониторинга состояния ответственных агрегатов подвижного состава. В проекте используется информационная технология мониторинга, основанная на сравнении формы сигналов, измеренных через фиксированные интервалы времени. Основная задача состоит в разработке систем, ориентированных на непрерывный контроль диагностических параметров конкретной машины или оборудования. Стержнем направления является перевод наиболее эффективных алгоритмов обнаружения и идентификации дефектов, а также прогноза их развития в форму, необходимую для автоматизации процессов постановки диагноза и прогноза.
Цель данного исследования состоит в анализе проблем внедрения самообучающихся информационных структур в системах мониторинга технического состояния компрессорных агрегатов подвижного состава. Основу технологии составляет информационный конвейер, организованный средствами пакетной передачи данных (GPRS) сотовой связи между реальным объектом наблюдения и его виртуальным прототипом, расположенном на удаленном компьютере пользователя, имеющего доступ в Интернет. Трансляцию сигналов от датчиков с использованием сотовой связи через сеть Интернет осуществляет оригинальное устройство «Амиго» (логгер — устройство, осуществляющее автоматизированное ведение БАЗ ДАННЫХ), с установленной SIM-картой одного из сотовых операторов, предоставляющего услуги пакетной передачи данных (GPRS).
Данные поступают на рабочую станцию, которая осуществляет визуализацию процессов, используя в качестве средства организации управления виртуальный прототип объекта наблюдения.
Виртуальное прототипизирование объекта осуществляется средствами VRML-технологии (Virtual Reality Modeling Language (ISO/IES 14772-1:1997)), визуализация виртуальных миров, встроенная в Интернет—браузеры. Данный мультиплатформенный формат позволяет осуществлять статическое и анимированное интерактивное трехмерное представление изделий с различными свойствами материалов и способов наложения текстур, точек наблюдения, масштабирования, интегрирования различных мультимедиа объектов.
Виртуальный прототип объекта имеет в своем составе встроенные интерактивные программные реализации, осуществляющие прямую связь с потоком данных, транслируемых оборудованием. Внешне схожий с реальным объектом прототип имеет специализированные сенсоры, установленные в соответствующих местах установки датчиков.
Активизируемые с помощью манипулятора «мышь» сенсоры, в свою очередь осуществляют запуск специализированного программного обеспечения, которое наглядно представляет поток данных средствами компьютерной графики, а также осуществляет обработку входных сигналов с целью установления тенденций опасного развития событий.
Методика была использована в научно — исследовательских темах:
-
№ 196 «Оценка риска возможного обрыва тяговых цепей и повреждения редукторной группы эскалаторов ЭТ-2М, на которых применён аварийный тормоз с постоянным тормозным моментом» (06.2014 — 07.2014) — руководитель доц. Ватулин Я.С.
-
№ 377. «Экспертиза промышленной безопасности подъемных сооружений. Заказчик — СПБГУП «Петербургский метрополитен». (05.2014 — 06.2014). — руководитель доц. Ватулин Я.С.
Заказчик: СПБГУП «Петербургский метрополитен». Исследования принятых производителем конструктивных решений на предмет осуществления заданной несущей способности с применением параметрических моделей элементов металлоконструкции эскалатора ЭС 02 конечно-элементным методом.
Авторский коллектив: Ватулин Я. С., Козлов М.Н..
В проекте используется информационная технология мониторинга, основанная на сравнении формы сигналов, измеренных через фиксированные интервалы времени. Стержнем направления является формализация наиболее эффективных алгоритмов обнаружения, идентификации дефектов, для автоматизации процессов постановки диагноза и прогноза.
Цель данного исследования состоит в анализе проблем внедрения самообучающихся информационных структур в системах мониторинга технического состояния агрегатов подвижного состава.
Основу технологии составляет информационный конвейер, организованный средствами пакетной передачи данных средствами наносотовой связи между реальным объектом наблюдения и его виртуальным прототипом, расположенном на удаленном компьютере пользователя.
Программный продукт: «Intellectual trends recognizer» Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ в ФСИС № 2014614934 Авторский коллектив: Ватулин Я. С., Полякова Л.Ф., Подклетнов С.Г., Коровина М.С.
Авторский коллектив: Ватулин Я. С., Майоров В.С.
Субподряд: Каф. «ПТП и СМ» Заказчик: СПБГУП «Петербургский метрополитен»
1. Проведение натурных исследований динамики поведения узла аварийного тормоза тоннельных эскалаторов (измерение составляющих вектора ускорений элементов на холостом ходу).
2. Построение 3-d моделей элементов аварийного тормоза, главного вала, редуктора тоннельных эскалаторов ЭТ2М и Е55Т.
3. Адаптирование модели в режиме динамического анализа по данным натурных исследований динамики поведения узла аварийного тормоза на холостом ходу.
4. Проведение численного эксперимента работы узла аварийного тормоза в режиме грузового аварийного торможения.
5. Оценка фактора риска работы узла аварийного тормоза в режиме грузового аварийного торможения по данным, полученным в ходе численного эксперимента.
Для получения отклика X(t), наиболее чувствительно реагирующего на изменения оператора W динамических свойств исследуемой системы использована фазо-временная технология, основанная на сравнении формы сигналов, измеренных через фиксированные интервалы времени (технология используется для контроля состояния машин с несколькими одинаковыми узлами, нагружаемыми последовательно через одинаковые интервалы времени).
Авторский коллектив: доц. Ватулин Я. С., ст. преп. Майоров В.С.
Субподряд: Каф. «ПТП и СМ» Заказчик: СПБГУП «Петербургский метрополитен».
Заказчик: НИИ «Ленгипротранс».
Автор: доц. Свитин В.В.
Субподряд: Каф. «ПТП и СМ»
Заказчик: СПБГУП «Петербургский метрополитен»
Контроль технического состояния элементов креплений грузоподъемных балок с применением векторного преобразователя абсолютной вибрации, способной выявить ослабление разъемных и неразъемных соединений, остаточную деформацию корпусных элементов, изменение момента инерции сечения вследствие наличия усталостных трещин, коррозии, локальной потери устойчивости элементов.
Автор: доц. Ватулин Я. С.