Министерство образования и науки Российской Федерации

В соответствии с соглашением № 14.607.21.0058 между Министерством образования и науки РФ и ФГБУН Геофизический центр Российской академии науки (ГЦ РАН) с 22 сентября 2014 г. ведутся прикладные научные исследования (ПНИ) по теме «Разработка инновационной технологии и создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для мониторинга экстремальных геомагнитных явлений с использованием наземных и спутниковых данных» в рамках мероприятия 1.3 «Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий» федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».

Сайт ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы»
  • Разработка новых методов сбора, обработки, систематизации и интеллектуального анализа геомагнитных данных, регистрируемых наземными и космическими средствами, для мониторинга геомагнитной обстановки
  • Разработка новых научно-технических принципов эффективного функционирования интеллектуальных систем и математических методов системного анализа больших объемов спутниковых и наземных данных наблюдений магнитного поля Земли
  • Создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для сбора, обработки, накопления, распространения и анализа геомагнитной информации, в том числе стандарта ИНТЕРМАГНЕТ
Наименование этапаСодержание выполняемых работ и мероприятийПеречень документов, разрабатываемых на этапеОтчетный период по этапу (начало - окончание)
12345
1Выбор направления исследований 1.Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ;
2. Патентные исследования
3. Выбор и обоснование направления исследований;
4. Сравнительная оценка эффективности возможных направлений исследований;
5. Разработка вариантов возможных решений поставленной задачи, выбор и обоснование оптимального варианта решения задачи;
6. Анализ источников и технологий получения информации о фоновых условиях и об экстремальных природных явлениях, касающихся геомагнитной обстановки, форматов представления данных, периодичности их получения и объемов, алгоритмов и форм их представления пользователям;
7. Обзор комплекса моделей и методов расчета характеристик геомагнитного поля, применяемых для решения различных технологических задач;
8. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных результатов ПНИ;
9. Закупка и (или) аренда необходимого технологического и контрольно-измерительного оборудования;
10. Организация рабочих мест исследователей и разработчиков;
11. Разработка бизнес-плана (БП), включающего сквозной сетевой график выполнения проекта в целом;
12. Закупка программного обеспечения, необходимого для выполнения ПНИ;
13. Разработка веб сайта хода выполнения ПНИ;
14. Разработка технических принципов и протокола канала связи между измерительным прибором (магнитометр) и системой сбора данных измерений.
Промежуточный отчет о ПНИ. Отчет о патентных исследованиях. Отчетная документация в соответствии с нормативными актами Минобрнауки России.Отчет о затратах внебюджетных средств, фактически произведенных за отчетный период. Бизнес-план. 22.09.2014 – 31.12.14

1. Цель прикладного научного исследования и экспериментальной разработки

Выполнение проекта направлено на совершенствование научно-технического комплекса РФ, развитие отечественных технологий до уровня, превышающего мировой, и стимулирование инноваций в области геоэкологии, мониторинга и предупреждения опасных геофизических процессов природного и техногенного характера. Основной целью научных исследований и технологических разработок на этапе №1 является разработка методических и технических решений для реализации новых методов и технологий сбора, обработки и систематизации наземных и спутниковых данных, для мониторинга геомагнитной обстановки с целью предупреждения и уменьшения негативных последствий от экстремальных явлений, связанных с изменением магнитного поля Земли (МПЗ).

2. Основные результаты проекта

В рамках первого этапа работ был проведен аналитический обзор научно-технической, нормативной, методической литературы. Было показано, что трудности решения задач автоматизированной математической обработки и анализа данных измерений геомагнитного поля связаны с их сложной внутренней структурой и сделаны выводы о целесообразности применения аппарата дискретного математического анализа, для организации БД – СУБД MySQL. Для научных исследований и международного обмена система измерений и данные должны соответствовать требованиям IAGA и/или INTERMAGNET. Для использования данных в рамках государственных программ необходимо также удовлетворять требованиям ГОСТ и Росгидромета. Обоснована актуальность разработки методов мониторинга применительно к поступающим данным, в частности, для решения целого ряда важнейших технологических задач. Обоснована необходимость разработки методических рекомендаций для поддержки и развития сети российских геомагнитных обсерваторий стандарта INTERMAGNET и ее согласованность с общемировыми тенденциями. Показано, что выбор исследований направлен на совершенствование научно-технического комплекса России, развитие отечественных технологий до уровня, превышающего мировой, и стимулирование инноваций в области геоэкологии, мониторинга и предупреждения опасных геофизических процессов природного и техногенного характера. Была произведена сравнительная оценка различных путей решения проблем предупреждения и уменьшения негативных последствий от экстремальных явлений, связанных с изменением магнитного поля Земли. Были выделены недостатки имеющихся систем наблюдений и анализа магнитного поля Земли. Показано, что выбранное направление исследований представляется более эффективным по сравнению с другими путями решения поставленной задачи.

В РФ сеть наблюдений магнитного поля развита слабо, а также отсутствует система мониторинга и оценки геомагнитной обстановки на базе российских данных, что свидетельствует о необходимости создания в РФ экспериментального образца аппаратно-программного комплекса мониторинга и детектирования экстремальных геомагнитных явлений с использованием наземных и спутниковых данных. Результаты проведенных работ говорят о своевременности проведения работ в рамках настоящего ПНИ за счет появившейся возможности координированного анализа спутниковых и наземных измерений магнитного поля Земли беспрецедентной точности. За счет внедрения новейших математических методов интеллектуального анализа данных разрабатываемый аппаратно-программный комплекс по своим характеристикам будет превышать мировой уровень и не имеет аналогов, что подтверждается проведенными патентными исследованиями.

3. Назначение и область применения результатов проекта

Результаты могут использоваться в научно-исследовательских институтах РФ, в отраслевых учреждениях для проведения научных и прикладных исследований; в университетах и других высших учебных заведениях для выполнения исследований и в учебном процессе. Проведенные обзоры могут быть использованы при создании и проведении ПНИ и ОКР, направленных на изучение влияния геофизических полей на безопасность технологических процессов и жизнедеятельности человека, снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф.

4. Эффекты от внедрения результатов проекта

Внедрение разработанных методических и технологических решений позволит повысить эффективность оценки состояния геомагнитного поля на различных временных и пространственных масштабах, включая фоновые состояния и аномалии природного и техногенного характера. Созданный на этапе № 1 научно-методический задел может быть использован при создании и организации стабильного функционирования систем измерений геомагнитного поля, удовлетворяющих современным мировым стандартам для обеспечения эффективной работы высокотехнологичных предприятий на территории РФ.

5. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Подготовленное техническое описание «Разработка технических принципов и протокола канала связи между измерительным прибором (магнитометр) и системой сбора данных измерений» будет входить в состав комплекта рабочей конструкторской документации, в объеме и по качеству отработки достаточного для постановки на производство разрабатываемого экспериментального образца АПК. Коммерциализация результатов проекта может быть осуществлена путем практического использования полученных объектов РИД.

Результаты, полученные в ходе выполнения 1 этапа, полностью соответствуют техническим требованиям техническому заданию на выполнение ПНИ и плану-графику исполнения обязательств.

Работы по проекту продолжаются на 2 этапе.

№ п/п Наименование Единица измерения Значение
Запланировано на текущий год Достигнуто за отчетный период
Индикаторы
1 Число публикаций по результатам исследований и разработок в научных журналах, индексируемых в базе данных Scopus или в базе данных «Сеть науки» (Web of Science), не менее единиц 1 1
2 Число патентных заявок, поданных по результатам исследований и разработок, не менее единиц 0 0
3 Доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности исследователей-участников проекта, не менее процентов 58,3 65,6
Показатели
1 Средний возраст исследователей-участников проекта, не более лет 41 39
2 Количество мероприятий по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки, в которых приняла участие и представила результаты проекта организация-исполнитель проекта, не менее единиц 0 9
3 Число диссертаций на соискание ученых степеней, защищенных по результатам исследований и разработок единиц 0 0
Скачать отчет о ПНИ за 1 этап (защищено паролем) За паролем обращаться в сектор инновационных проектов ГЦ РАН.
Наименование этапаСодержание выполняемых работ и мероприятийПеречень документов, разрабатываемых на этапахОтчетный период по этапу (начало - окончание)
12345
1Теоретические исследования (1 очередь) 1. Разработка системы классификации и кодирования данных об экстремальных геомагнитных явлениях;
2. Разработка методики сбора и систематизации исходной информации для формирования базы данных об экстремальных геомагнитных природных явлениях;
3. Разработка методов интерполяции и аппроксимации распределения магнитного поля Земли по территории РФ с учетом развития систем мониторинга и оценки геомагнитной обстановки на территории РФ;
4. Разработка методов системного анализа, основанных на подходах искусственного интеллекта, для обработки больших объемов спутниковых и наземных данных наблюдений магнитного поля Земли;
5. Усовершенствование методов
автоматизированного корректного выделения в спутниковых измерениях сигнала внутреннего магнитного поля Земли и регулярных и спорадических вариаций поля, обусловленных внешними (магнитосферным и ионосферными) источниками, с использованием данных наземных обсерваторий;
6. Создание новых индикаторов геомагнитной активности, «космической погоды» и экстремальных событий;
Промежуточный отчет о ПНИ.
Отчетная документация в соответствии с нормативными актами Минобрнауки России.
Методика сбора и систематизации исходной информации для формирования базы данных об экстремальных геомагнитных природных явлениях
01.01.15 – 30.06.15
7. Закупка или аренда необходимого технологического и контрольно-измерительного оборудования;
8. Поддержка и развитие веб сайта хода выполнения ПНИ;
9. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и окончательных результатов ПНИ;
10. Разработка технологических решений для обеспечения аппаратной и программной совместимости скалярного магнитометра на эффекте Оверхаузера российского производства Индустриального партнера ООО «НПЦ КМ» с применяемыми штатными системами сбора данных измерений стандарта ИНТЕРМАГНЕТ.
Отчет о затратах внебюджетных средств, фактически произведенных за отчетный период.01.01.15 – 30.06.15

1. Цель проекта

Выполнение проекта направлено на разработку новых методов сбора, обработки, систематизации и интеллектуального анализа геомагнитных данных, регистрируемых наземными и космическими средствами; разработку новых научно-технических принципов эффективного функционирования интеллектуальных систем и математических методов системного анализа больших объемов данных наблюдений магнитного поля Земли и создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для сбора, обработки, накопления, распространения и анализа геомагнитной информации.

2. Основные результаты проекта

Показано, что выбор исследований направлен на совершенствование научно-технического комплекса России, развитие отечественных технологий до уровня, превышающего мировой, и стимулирование инноваций в области геоэкологии, мониторинга и предупреждения опасных геофизических процессов природного и техногенного характера. Результаты проведенных работ говорят о своевременности работ в рамках настоящего ПНИ за счет появившейся возможности координированного анализа спутниковых и наземных измерений магнитного поля Земли беспрецедентной точности. За счет внедрения новейших математических методов интеллектуального анализа данных разрабатываемый аппаратно-программный комплекс по своим характеристикам будет превышать мировой уровень и не имеет аналогов, что подтверждается проведенными патентными исследованиями. Была произведена сравнительная оценка различных путей решения проблем предупреждения и уменьшения негативных последствий от экстремальных явлений, связанных с изменением МПЗ.

На теоретическом этапе ПНИ была разработана система классификации данных об экстремальных геомагнитных явлениях исходя из физически обоснованного подхода к выделению таких явлений. Создана Методика сбора и систематизации исходной информации для формирования базы данных об экстремальных геомагнитных природных явлениях, в которой учтен опыт зарубежных сетей геомагнитных наблюдений, а также предложено несколько новых функций. Предложен новый теоретический подход к интерполяции геомагнитных данных, основанный на принципах геостатистики и моделирования непрерывных параметров случайного поля. Создан алгоритм интерполяции солнечно-суточной вариации полной напряженности поля на территории РФ по данным обсерваторских наблюдений в режиме квазиреального времени, основанный на методе триангуляции. Разработана эффективная методика координатного обеспечения геофизических наблюдений с применением современных геодезических технологий. Расширены теоретические основы дискретного математического анализа для решения задач автоматизированной обработки больших объемов спутниковых и наземных данных наблюдений магнитного поля Земли (МПЗ). Разработаны новые методы для оперативного и корректного выделения в спутниковых измерениях вкладов внутреннего и внешнего МПЗ. Для автоматизированной оценки уровня геомагнитной активности в заданном регионе или глобально по комплексу обсерваторий разработан индикатор на базе меры аномальности геомагнитной записи, измеряемой в единой шкале. Продемонстрирована работа применительно к данным российских обсерваторий в периоды повышенной и пониженной геомагнитной активности.

3. Назначение и область применения результатов проекта

Результаты рассчитаны на широкий круг исследователей в области геомагнетизма и могут использоваться в научно-исследовательских институтах РФ, в отраслевых учреждениях и нефтесервисных компаниях для проведения научных и прикладных исследований и в высших учебных заведениях для выполнения исследований и в учебном процессе. Проведенные обзоры могут быть использованы при создании и проведении ПНИ и ОКР, направленных на изучение влияния геофизических полей на безопасность технологических процессов и жизнедеятельности человека, снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф.

4. Эффекты от внедрения результатов проекта

Внедрение разработанных решений позволит повысить эффективность оценки состояния геомагнитного поля на различных временных и пространственных масштабах, включая фоновые состояния и аномалии природного и техногенного характера. Созданный на этапах №№ 1 и 2 научно-методический задел может быть использован при организации стабильного функционирования систем оперативного сбора, обработки и систематизации геомагнитных измерений, удовлетворяющих и превосходящих современные мировые стандарты, для обеспечения эффективной работы высокотехнологичных предприятий на территории РФ.

5. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Разработанные технические принципы и протокол канала связи между скалярным магнитометром отечественного производства и штатной системой сбора данных стандарта ИНТЕРМАГНЕТ, а также решения для обеспечения их аппаратной и программной совместимости будут входить в состав комплекта рабочей конструкторской документации, в объеме и по качеству отработки достаточного для постановки на производство разрабатываемого экспериментального образца АПК. Коммерциализация результатов проекта может быть осуществлена путем практического использования полученных объектов РИД.

Результаты, полученные в ходе выполнения 2 этапа, полностью соответствуют техническим требованиям техническому заданию на выполнение ПНИ и плану-графику исполнения обязательств.

Работы по проекту продолжаются на 3 этапе.

№ п/п Наименование Единица измерения Значение
Запланировано на текущий год Достигнуто за отчетный период
Индикаторы
1 Число публикаций по результатам исследований и разработок в научных журналах, индексируемых в базе данных Scopus или в базе данных «Сеть науки» (Web of Science), не менее единиц 2 1
2 Число патентных заявок, поданных по результатам исследований и разработок, не менее единиц 2 0
3 Доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности исследователей-участников проекта, не менее процентов 58,3 65,2

Показатели

1 Средний возраст исследователей-участников проекта, не более лет 42 39,8
2 Количество мероприятий по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки, в которых приняла участие и представила результаты проекта организация-исполнитель проекта, не менее единиц 1 3
3 Число диссертаций на соискание ученых степеней, защищенных по результатам исследований и разработок единиц 0 0
Скачать отчет о ПНИ за 2 этап (защищено паролем) За паролем обращаться в сектор инновационных проектов ГЦ РАН.
Наименование этапаСодержание выполняемых работ и мероприятийПеречень документов, разрабатываемых на этапеОтчетный период по этапу (начало - окончание)
12345
1Теоретические исследования (2 очередь) 1. Аналитический обзор геомагнитных эффектов экстремальных природных и техногенных процессов;
2. Анализ геомагнитных эффектов, обусловленных крупномасштабной атмосферной динамикой, включая вихревые движения, внутренние гравитационные и планетарные волны;
3. Разработка математической модели распределения наземных вариаций внешнего геомагнитного поля;
4. Разработка системы непрерывного сбора одноминутных значений геомагнитного поля, поступающих из точек расположения обсерваторий, в квазиреальном времени с функциями выделения аномалий естественной и техногенной природы, автоматизированной очистки данных от помех и их верификации.
5. Разработка концепции аппаратно-программного комплекса мониторинга экстремальных электромагнитных природных явлений;
6. Разработка программно-технических решений для создания экспериментального образца аппаратно-программного комплекса мониторинга и детектирования экстремальных геомагнитных явлений с использованием наземных и спутниковых данных, реализующих математические методы интеллектуального анализа данных и моделей;
7. Разработка базы данных для хранения спутниковых магнитных измерений, координированной с окончательными данными российских наземных обсерваторий, для анализа состояния геомагнитного поля;
8. Разработка комплекта эскизной технической документации на экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса непрерывного мониторинга экстремальных геомагнитных природных явлений;
9. Разработка видео-стенда, позволяющего одновременно отображать все поступающие данные в виде магнитограмм для визуализации геомагнитных данных в режиме квазиреального времени;
10. Разработка программы и методики экспериментальных исследований.
Промежуточный отчет о ПНИ.
Техническая документация в соответствии с требованиями ТЗ.
Программа и методика экспериментальных исследований.
Отчетная документация в соответствии с нормативными актами Минобрнауки России.
База данных для хранения спутниковых магнитных измерений, координированной с окончательными данными российских наземных обсерваторий, для анализа состояния геомагнитного поля
Комплект эскизной технической документации на экспериментальный образец аппаратно-программного комплекса непрерывного мониторинга экстремальных геомагнитных природных явлений
01.07.15 – 31.12.15
11. Закупка или аренда необходимого технологического и контрольно-измерительного оборудования;
12. Организация рабочих мест исследователей и разработчиков;
13. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и окончательных результатов ПНИ (конференции, семинары, симпозиумы, выставки и т.п., в том числе, международные);
14. Закупка программного обеспечения, необходимого для выполнения ПНИ;
15. Поддержка и развитие веб сайта хода выполнения ПНИ;
16. Разработка технологических решений для создания векторного магнитометра для измерения модуля поля, вертикальной и горизонтальных компонент вектора геомагнитного поля с использованием скалярного магнитометра на эффекте Оверхаузера производства ООО «НПЦ КМ».
Отчет о затратах внебюджетных средств, фактически произведенных за отчетный период.01.07.15 – 31.12.15

1. Цель проекта

Выполнение проекта направлено на разработку новых методов сбора, обработки, систематизации и интеллектуального анализа геомагнитных данных, регистрируемых наземными и космическими средствами; разработку новых научно-технических принципов эффективного функционирования интеллектуальных систем и математических методов системного анализа больших объемов данных наблюдений магнитного поля Земли и создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса (ЭО АПК) для сбора, обработки, накопления, распространения и анализа геомагнитной информации.

2. Основные результаты проекта

Показано, что выбор исследований направлен на совершенствование научно-технического комплекса России, развитие отечественных технологий до уровня, превышающего мировой, и стимулирование инноваций в области геоэкологии, мониторинга и предупреждения опасных геофизических процессов природного и техногенного характера.

На теоретическом этапе ПНИ была разработана система классификации данных об экстремальных геомагнитных явлениях и создана Методика сбора и систематизации исходной информации для формирования базы данных об экстремальных геомагнитных природных явлениях. Предложен новый теоретический подход к интерполяции геомагнитных данных, основанный на принципах геостатистики и моделирования непрерывных параметров случайного поля. Создан алгоритм интерполяции часовых вариаций полной напряженности магнитного поля на территории РФ по данным обсерваторских наблюдений в режиме квазиреального времени. Разработаны методы системного анализа, основанные на подходах искусственного интеллекта, для обработки больших объемов спутниковых и наземных данных геомагнитных наблюдений. На базе них построен новый индикатор геомагнитной активности, позволяющий в единой шкале оценивать геомагнитную обстановку по земному шару в режиме реального времени. На базе квантильных характеристик разработана новая мера экстремальности геомагнитной обстановки по спутниковым измерениям. Создан новый метод оперативного выделения сигнала ГМПЗ в спутниковых данных на базе поляризационного анализа. Проведен аналитический обзор геомагнитных эффектов экстремальных процессов, в частности, обусловленных крупномасштабной атмосферной динамикой. Предложена математическая модель распределения наземных вариаций внешнего геомагнитного поля. Создана концепция АПК мониторинга экстремальных электромагнитных природных явлений. Разработаны функциональная схема и программнотехнические решения для создания ЭО АПК, а также БД для хранения геомагнитных измерений. Разработаны система непрерывного сбора обсерваторских наблюдений с функциями выделения аномалий и верификации данных, а также видеостенд для одновременного отображения всех поступающих магнитограмм в режиме квази-реального времени. Разработан комплект эскизной технической документации на ЭО АПК и созданы программа и методика экспериментальных исследований.

Результаты проведенных работ говорят о своевременности работ в рамках настоящего ПНИ за счет появившейся возможности координированного анализа спутниковых и наземных измерений магнитного поля Земли. За счет внедрения новейших математических методов интеллектуального анализа данных разрабатываемый ЭО АПК по своим характеристикам не имеет аналогов и будет превышать мировой уровень, что подтверждается проведенными патентными исследованиями. Выполненные работы полностью соответствуют требованиям Технического задания и Плану-графику исполнения обязательств.

3. Назначение и область применения результатов проекта

Результаты рассчитаны на широкий круг исследователей в области геомагнетизма и могут использоваться в научно-исследовательских институтах РФ, в отраслевых учреждениях и нефтесервисных компаниях для проведения научных и прикладных исследований и в высших учебных заведениях для выполнения исследований и в учебном процессе. Проведенные обзоры могут быть использованы при создании и проведении ПНИ и ОКР, направленных на изучение влияния геофизических полей на безопасность технологических процессов и жизнедеятельности человека, снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф.

4. Эффекты от внедрения результатов проекта

Внедрение разработанных решений позволит повысить эффективность оценки состояния геомагнитного поля на различных временных и пространственных масштабах, включая фоновые состояния и аномалии природного и техногенного характера. Созданный на этапах №№ 1-3 научно-методический задел может быть использован при организации стабильного функционирования систем оперативного сбора, обработки и систематизации геомагнитных измерений, удовлетворяющих и превосходящих современные мировые стандарты, для обеспечения эффективной работы высокотехнологичных предприятий на территории РФ.

5. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Разработанные технические принципы и протокол канала связи между скалярным магнитометром отечественного производства и штатной системой сбора данных стандарта ИНТЕРМАГНЕТ, решения для обеспечения их аппаратной и программной совместимости, а также технология для создания векторного магнитометра будут входить в состав комплекта рабочей конструкторской документации, в объеме и по качеству отработки достаточного для постановки на производство разрабатываемого ЭО АПК. Коммерциализация результатов также может быть осуществлена путем практического использования полученных объектов РИД.

Результаты, полученные в ходе выполнения 3 этапа, полностью соответствуют техническим требованиям техническому заданию на выполнение ПНИ и плану-графику исполнения обязательств.

№ п/п Наименование Единица измерения Значение
Запланировано на текущий год Достигнуто за отчетный период
Индикаторы
1 Число публикаций по результатам проекта в научных жерналах, индексируемых в базе данных Scopus или в базе данных «Сеть науки» (Web of Science) единиц 2 2
2 Число патентных заявок, поданных по результатам проекта единиц 2 2
3 Доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности исследователей-участников проекта процентов 58,3 69
Показатели
1 Средний возраст исследователей-участников проекта лет 42 39,3
2 Количество мероприятий по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки, в которых приняла участие и представила результаты проекта организация-исполнитель проекта единиц 1 5
3 Число диссертаций на соискание ученых степеней, защищенных по результатам проекта единиц 1 1
Скачать отчет о ПНИ за 3 этап (защищено паролем) За паролем обращаться в сектор инновационных проектов ГЦ РАН.
№ п/пНаименование этапаСодержание выполняемых работ и мероприятийПеречень документов, разрабатываемых на этапеОтчетный период по этапу (начало - окончание)
12345
1Экспериментальные исследования 1. Создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса мониторинга и детектирования экстремальных геомагнитных явлений с использованием наземных и спутниковых данных;
2. Экспериментальные исследования в соответствии с разработанными программой и методиками и требованиями ТЗ;
3. Разработка методических рекомендаций для поддержки и развития сети российских геомагнитных обсерваторий стандарта ИНТЕРМАГНЕТ.
Промежуточный отчет о ПНИ Акт экспериментальных исследований
Отчетная документация в соответствии с нормативными актами Минобрнауки России.
Описание применения экспериментального образца в соответствии с ГОСТ 19.502-78
Описание логической и физической структуры базы данных для хранения геомагнитной информации в соответствии с п. 5.5 РД 50-34.698-90
Руководство пользователя в соответствии с ГОСТ 19.505-79
Протокол экспериментальных исследований
Акт экспериментальных исследований
Методические рекомендации для поддержки и развития сети российских геомагнитных обсерваторий стандарта ИНТЕРМАГНЕТ
01.01.16 - 30.06.16
4. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и окончательных результатов ПНИ;
5. Проведение оценки РИД, полученных при выполнении ПНИ, с целью их вовлечения в хозяйственный оборот;
6. Поддержание веб сайта хода выполнения ПНИ;
7. Разработка технологических решений для обеспечения точного наведения на истинный географический север с целью совершенствования конструкции векторного магнитометра;
Отчет о затратах внебюджетных средств, фактически произведенных за отчетный период. 01.01.16 - 30.06.16

1. Цель проекта

Выполнение проекта направлено на разработку новых методов сбора, обработки, систематизации и интеллектуального анализа геомагнитных данных, регистрируемых наземными и космическими средствами; разработку новых научно-технических принципов эффективного функционирования интеллектуальных систем и математических методов системного анализа больших объемов данных наблюдений магнитного поля Земли и создание экспериментального образца аппаратно-программного комплекса (ЭО АПК) для сбора, обработки, накопления, распространения и анализа геомагнитной информации.

2. Основные результаты проекта

На теоретическом этапе ПНИ была создана Методика сбора и систематизации данных для формирования БД об экстремальных геомагнитных явлениях. Предложен новый теоретический подход к интерполяции данных, основанный на принципах геостатистики и моделирования параметров случайного поля. Создан алгоритм интерполяции напряженности магнитного поля на территории РФ. Разработаны новые методы для обработки больших объемов спутниковых и наземных данных геомагнитных наблюдений. На базе них построен новый индикатор геомагнитной активности, позволяющий в единой шкале оперативно оценивать геомагнитную обстановку в заданном регионе. На базе квантильных характеристик разработана новая мера экстремальности по спутниковым измерениям. Создан новый метод оперативного выделения сигнала ГМПЗ в спутниковых данных на базе поляризационного анализа. Проведен аналитический обзор геомагнитных эффектов экстремальных процессов, обусловленных крупномасштабной атмосферной динамикой. Предложена математическая модель распределения наземных вариаций внешнего магнитного поля. Разработаны функциональная схема и программно-технические решения для создания ЭО АПК. Разработаны система непрерывного сбора обсерваторских наблюдений с функциями выделения аномалий и верификации данных, а также видео-стенд для отображения поступающих магнитограмм в режиме квази-реального времени. На этапе экспериментальных исследований было финализировано создание ЭО АПК. Его аппаратная часть состоит из четырех серверов, видео-стенда и компьютера администратора. Программные компоненты разделены на шесть блоков: Сбор данных и Загрузка в БД, Анализ данных, Модельные расчеты, Доступ и Визуализация данных. Составлено описание логической и физической структуры БД для хранения геомагнитной информации, входящей в состав ЭО АПК. Подготовлены руководство пользователя и описание применения ЭО АПК. Были проведены экспериментальные исследования полученных в ходе выполнения ПНИ результатов в соответствии с разработанными программой и методикой экспериментальных исследований и требованиями ТЗ. Разработаны методические рекомендации для поддержки и развития сети российских магнитных обсерваторий стандарта ИНТЕРМАГНЕТ.

Показано, что выбор исследований направлен на совершенствование научно-технического комплекса РФ, развитие отечественных технологий до мирового уровня и стимулирование инноваций в области геоэкологии, мониторинга и предупреждения опасных геофизических процессов. Результаты говорят о своевременности работ в рамках настоящего ПНИ за счет появившейся возможности координированного анализа спутниковых и наземных измерений магнитного поля Земли. За счет внедрения новейших математических методов разрабатываемый ЭО АПК не имеет аналогов, что подтверждается проведенными патентными исследованиями.

3. Назначение и область применения результатов проекта

Результаты рассчитаны на широкий круг исследователей в области геомагнетизма и могут использоваться в научно-исследовательских институтах РФ, в отраслевых учреждениях и нефтесервисных компаниях для проведения научных и прикладных исследований и в высших учебных заведениях для выполнения исследований и в учебном процессе. Проведенные обзоры могут быть использованы при создании и проведении ПНИ и ОКР, направленных на изучение влияния геофизических полей на безопасность технологических процессов и жизнедеятельности человека, снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф.

4. Эффекты от внедрения результатов проекта

Внедрение разработанных решений позволит повысить эффективность оценки состояния геомагнитного поля на различных временных и пространственных масштабах, включая фоновые состояния и аномалии природного и техногенного характера. Созданный на этапах №№ 1-3 научно-методический задел может быть использован при организации стабильного функционирования систем оперативного сбора, обработки и систематизации геомагнитных измерений, удовлетворяющих и превосходящих современные мировые стандарты, для обеспечения эффективной работы высокотехнологичных предприятий на территории РФ.

5. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта

Разработанные технические принципы и протокол канала связи между скалярным магнитометром отечественного производства и штатной системой сбора данных стандарта ИНТЕРМАГНЕТ, решения для обеспечения их аппаратной и программной совместимости, а также технология для создания векторного магнитометра будут входить в состав комплекта рабочей конструкторской документации, в объеме и по качеству отработки достаточного для постановки на производство разрабатываемого ЭО АПК. Коммерциализация результатов также может быть осуществлена путем практического использования полученных объектов РИД.

№ п/п Наименование Единица измерения Значение
Запланировано на текущий год Достигнуто за отчетный период
Индикаторы
1 Число публикаций по результатам проекта в научных жерналах, индексируемых в базе данных Scopus или в базе данных «Сеть науки» (WEB of Science) единиц 3 1
2 Число патентных заявок, поданных по результатам проекта единиц 2 0
3 Доля исследователей в возрасте до 39 лет в общей численности исследователей-участников проекта процентов 58,3 61,5
Показатели
1 Средний возраст исследователей-участников проекта (не более) лет 43 42,8
2 Количество мероприятий по демонстрации и популяризации результатов и достижений науки, в которых приняла участие и представила результаты проекта организация-исполнитель проекта единиц 2 1
3 Число диссертаций на соискание ученых степеней, защищенных по результатам проекта единиц 0 0
Скачать отчет о ПНИ за 4 этап (защищено паролем) За паролем обращаться в сектор инновационных проектов ГЦ РАН.
№ п/пНаименование этапаСодержание выполняемых работ и мероприятийПеречень документов, разрабатываемых на этапеОтчетный период по этапу (начало - окончание)
12345
1Обобщение и оценка результатов исследований 1. Патентные исследования
2. Оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем;
3. Оценка результатов расчетов математического моделирования и интерполирования геомагнитного поля и связанных с ним электромагнитных процессов в окружающей среде;
4. Подготовка рекомендаций по оптимальным технико-экономическим решениям при строительстве и оснащении геомагнитной обсерватории стандарта ИНТЕРМАГНЕТ в регионах РФ;
5. Оценка полноты решения задачи и достижения поставленных целей ПНИ;
6. Разработка рекомендаций по использованию результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики с учетом технологических возможностей и особенностей Индустриального партнера, а также в дальнейших исследованиях и разработках;
7. Разработка проекта технического задания на проведение ОКР;
Заключительный отчет о ПНИ.
Отчет о патентных исследованиях.
Проект технического задания на проведение ОКР.
Отчетная документация в соответствии с нормативными актами Минобрнауки России.
Рекомендации по использованию результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики с учетом технологических возможностей и особенностей Индустриального партнера, а также в дальнейших исследованиях и разработках
01.07.16 - 31.12.16
8. Участие в мероприятиях, направленных на освещение и популяризацию промежуточных и окончательных результатов ПНИ;
9. Проведение маркетинговых исследований;
10. Проведение оценки РИД, полученных при выполнении ПНИ, с целью их вовлечения в хозяйственный оборот;
11. Поддержание веб сайта хода выполнения ПНИ;
12. Создание мультимедийной презентации, брошюры для продвижения и популяризации результатов ПНИ;
13. Разработка протоколов каналов связи и обеспечение аппаратной и программной совместимости между векторным магнитометром и штатной системой сбора данных геомагнитных измерений стандарта ИНТЕРМАГНЕТ с целью осуществления регистрации геомагнитных измерений с точностью, не уступающей зарубежным аналогам.
Отчет о затратах внебюджетных средств, фактически произведенных за отчетный период. 01.07.16 - 31.12.16

Академик РАН, доктор физико-математических наук, профессор.
Гвишиани Алексей Джерменович
Тел.: +7 495 930-05-46
Рыбкина Алёна Игоревна
Тел.: +7 495 930-05-46
Соловьёв Анатолий Александрович
Тел.: +7 495 930-05-46
Колибаб Светлана Константиновна
Тел.: +7 495 930-56-09
Лукьянова Рената Юрьевна
Тел.: +7 495 930-05-46

Новости
14-15 декабря 2016 г. состоялась III Ежегодная Всероссийская научно-практическая конференция «Исследования и разработки - 2016», которую проводит Министерство образования и науки Российской Федерации в рамках деловой программы Четвертой национальной выставки технических и технологических достижений науки. Коллектив ГЦ РАН представил на конференции результаты, полученные в ходе выполнения работ федеральной целевой программы (ФЦП) «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы».

7-10 ноября 2016 г. заведующая сектором инновационных проектов ГЦ РАН А.И. Рыбкина приняла участие на международной конференции XIII GEO-Plenary, которая состоялась в Санкт-Петербурге при организационной поддержке Государственной корпорации по космической деятельности РОСКОСМОС и Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РОСГИДРОМЕТ.

20 июля 2016 г. в рамках международной конференции "Системный анализ данных для изучения природных опасностей", которая проходит с 18 по 21 июля 2016 г. в Розе-Хутор, г. Сочи, состоялась дискуссия "The Great Debate" ("Большие дебаты"), в ходе которой были подведены итоги конференции.

18 июля 2016 г. с 14:00 до 16:00 в рамках Международной конференции "Системный анализ данных для изучения природных опасностей" состоялось Рабочее совещание, посвященное развитию российской сети магнитных обсерваторий.

Архив