14 607 21 0030 Федеральная целевая программа Исследования

<14. 607. 21. 0030> Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014— 2020 годы» Приоритетное направление: Рациональное природопользование Программное мероприятие: 1. 3 Проведение прикладных научных исследований и разработок, направленных на создание продукции и технологий Соглашение № 14. 607. 21. 0030 от 05. 06. 2014 на период 2014 - 2016 гг. Тема: «Разработка и создание измерительно-вычислительной системы для реализации технологии мезомасштабного мониторинга и прогнозирования состояния атмосферного пограничного слоя» Руководитель проекта: зав. лаб. экологического приборостроения д. т. н. , профессор Тихомиров Александр Алексеевич Получатель субсидии Цели и задачи проекта Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения Российской академии наук Индустриальный партнер Общество с ограниченной ответственностью «Сибирский аналитический прибор» (ООО «Сибаналитприбор» ), г. Томск, пр. Развития, д. 3 Сайт: http: //meteosap. ru Основной вид деятельности: Проведение НИОКР по разработке измерительных приборов и систем, их серийное производство и реализация (из Устава ООО). ОКВЭД 33. 20. 1 Роль в проекте: Разработка эскизной конструкторской документации на экспериментальный образец измерительно-вычислительной системы и ее составные части, их изготовление и лабораторные испытания. 2015 г. – 15, 2 млн. руб. ; 2016 г. – 15, 0 млн. руб. Ожидаемые результаты проекта 1. Методы определения параметров АПС: а) типа стратификации и вертикальные профили (ВП) скорости ветра, температуры, влажности и давления атмосферного воздуха в режиме реального времени для определения термодинамического состояния АПС (конвекция/инверсия/нейтральное) на основе данных ЭО ДУМК/с; б) ВП температуры, давления и влажности атмосферного воздуха до высот 500 м (контактные измерения) на основе данных ЭО ПЭМС-БПЛА; в) ВП мгновенных значений скорости ветра, температуры, давления и влажности атмосферного воздуха до высот 500 м (контактные измерения) на основе данных ЭО ПУМС-БПЛА; г) интегральных и структурных характеристик осадков (дождя, града) в режиме реального времени на основе данных ЭО ОПТИОС; д) концентрации молекулярных газовых компонентов атмосферы в режиме реального времени на основе данных ЭО МОСГ/м (СКР-газоанализ); е) концентрации паров ртути в воздухе приземного слоя на основе данных ЭО РГА/м (поперечный эффект Зеемана). 2. ЭО ИВС в составе: а) четыре территориально разнесенных поста СТИК; б) МИК, включающий ЭО ПУМС-БПЛА, ПЭМС-БПЛА, ОПТИОС, МОСГ/м, РГА/м; в) ЦОД с сервером, программными модулями и базой хранения данных. Ожидаемые результаты соответствуют мировому уровню. Цели: 1) Создание комплекса научно-технических решений в области разработки измерительно-вычислительной системы (ИВС), предназначенной для реализации технологии мезомасштабного мониторинга и прогнозирования состояния атмосферного пограничного слоя (АПС). 2) Получение новых научно-технических результатов в области оперативного мониторинга и прогнозирования основных метеорологических и экологических характеристик приземного слоя атмосферы над мезомасштабными объектами. Задачи: 1. Разработка методов определения метеорологических и экологических параметров АПС: а) типа стратификации и вертикальных профилей (ВП) метеорологических характеристик на основе приземных измерений; б) ВП метеорологических и турбулентных характеристик контактным способом; в) интегральных и структурных характеристик осадков (дождя, града); г) газовых и ртутных загрязнений приземной атмосферы. 2. Создание экспериментального образца (ЭО) ИВС в составе: а) стационарный измерительный комплекс (СТИК); б) мобильный измерительный комплекс (МИК), в) центр обработки данных (ЦОД) 3. Проведение экспериментальных исследований ЭО ИВС Перспективы практического использования Коммерциализация ПНИ осуществляется Индустриальным партнером, который будет выполнять ОКР, основанный на полученных результатах. Разработанные методы определения параметров АПС, реализуемые в ЭО ИВС, должны способствовать совершенствованию технологий мезомасштабного мониторинга и прогнозирования состояния АПС. Предполагается мелкосерийный выпуск как самой ИВС, так и ее отдельных составных частей, которые могут являться автономными измерителями. Внедрение результатов проекта должно способствовать развитию материально-технической и информационной инфраструктуры в области метеорологического и экологического мониторинга для уменьшения отрицательного техногенного воздействия на окружающую среду и повышения качества жизни населения. Потребителями результатов ПНИ являются: региональные департаменты природных ресурсов и охраны окружающей среды; крупные промышленные, транспортные и прочие объекты хозяйственной инфраструктуры; структуры МЧС России; различные рода и виды вооруженных сил РФ. Текущие результаты проекта а б в АМК-03 ЭО ОПТИОС Структурная схема разработанного и изготовленного ЭО ИВС Многоуровневые (2, 10, 30 м) посты ЭО СТИК ИВС: а – пост 1 (с ЭО ОПТИОС) на площадке ИМКЭС СО РАН; б – пост 2 на полигоне в окрестностях Томска; в – пост 3 на стационаре в с. Курлек (справа внизу показан нижний уровень с АМК-03, термобоксом (контроллер сбора и обработки данных – КСОД/с) и ДПТ-01) ПЭМС-БПЛА профиль температуры (за 10 мин) ЭО РГА/м (переносной) ЭО ПЭМС-БПЛА ЭО ДУМК/м ЭО МОСГ/м (в кабине) МИК ИВС на а/м «Соболь» а б АМК-03 ЭО ПУМС-БПЛА Визуализация результатов измерений средних значений температуры (а) и скорости горизонтального ветра (б) на посту 1 СТИК с 12. 08. 2016 по 11. 09. 2016 < 14. 607. 21. 0030 > Измерение параметров осадков за период с 20. 06. 2016 по 21. 10. 2016 (натурные испытания ЭО ОПТИОС). Результаты измерений через КСОД/с передаются в базу данных (сервер ЦОД), затем визуализируются на сайте mon. imces. ru в табличном или графическом виде. 1. Разработана эскизная конструкторская документация (ЭКД) и изготовлен экспериментальный образец мобильной многокомпонентной оптической системы газоанализа (ЭО МОСГ/м) АМЯ 2. 804. 004, разработана программа и методики его лабораторных испытаний. Результаты лабораторных испытаний ЭО МОСГ/м подтверждают выполнение требований ТЗ : оперативное (в течение 15 с) измерение концентраций СО, СО 2, NO 2, CH 4, СН 3 ОН, SO 2, NH 3, HCHO, C 6 H 6 и C 6 H 5 CH 3 с чувствительностью до 1 ПДК. 2. Разработана ЭКД и изготовлены ЭО контроллера сбора и обработки данных с измерительных средств ИВС – ЭО КСОД/с АМЯ 3. 031. 023 (4 шт. ) и ЭО КСОД/м АМЯ 3. 031. 023 -01 (1 шт. ). Результаты лабораторных испытаний ЭО КСОД/с и ЭО КСОД/м подтверждают выполнение требований ТЗ. 3. Разработан ЭО программного обеспечения (ПО) ИВС (программная документация на ЭО ПО ИВС), включающий описание применения ЭО ПО ИВС, описания и тексты программ, входящих в ее состав модулей (приема и подготовки данных, выдачи данных ЭО ИВС, визуализации данных, сверхкраткосрочного временного прогнозирования метеорологических характеристик АПС) и описание логической и физической структуры базы данных. Программы установлены и работают на сервере ЦОД ИВС. 4. Разработана Программа и методики экспериментальных исследований ЭО ИВС АМЯ 1. 700. 033 ПМ, включая натурные испытания составных частей. 5. Разработана ЭКД и изготовлен ЭО ИВС в составе 4 -х территориально разнесенных постов ЭО СТИК, ЭО МИК и ЦОД ИВС. 6. Завершается выполнение экспериментальных исследований ЭО ИВС. 7. Подготавливается проект технического задания на проведение ОКР по результатам ПНИ. 8. Проводится обобщение и оценка полученных результатов и техникоэкономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов. 9. Завершается подготовка рекомендаций по использованию результатов ПНИ в реальном секторе экономики.