Программы по информационным технологиямЧл.-к. РАН И.В. БычковОтчет за 2010 г. Приоритетное направление IV.29. Системы автоматизации, CALS-технологии, математические модели и методы иследования сложных управляющих систем и процессов Программа IV.29.1. Те презентация

IV.29.
Системы автоматизации, CALS-технологии, математические модели и методы иследования сложных управляющих систем и процессов
Программа IV.29.1.
Теоретические основы и методы информационных и вычислительных технологий проектирования и принятия решений

и теории управления СО РАН
Институт автоматики и электрометрии СО РАН
КТИ научного приборостроения СО РАН
МНЦ исследований экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН

отдельных элементов гидротурбины и всего проточного тракта турбомашины.

Математическое моделирование в задачах анализа, проектирования и оптимизации технических систем и технологических процессов
Институт вычислительных технологий СО РАН
Научный рукводитель – д.ф.-м.н. С.К.Голушко

Приведен результат оптимизации формы лопатки гидротурбины по критерию снижения уровня напряжений.

стадиях развития неустойчивости: a – начальное состояние; b – линейная стадия; c и d – нелинейная стадия.

Область неустойчивости в случае обтекания солнечным ветром ионосферы планеты, не имеющей собственного магнитного поля.

Информационно-вычислительные технологии для анализа и проектирования сложных систем в ближнем космосе
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Научный рукводитель - чл.-к. РАН В.В.Шайдуров

Совместно с Институтом космических исследований Австрийской академии наук на основе уравнений магнитогидродинамики получены три стадии неустойчивости Кельвина-Гельмгольца в ионосфере планет.

-5
Зарубежные издания – 14
Зарубежные издания , принятые в печать - 2
Труды международных и всероссийских конференций (опубликованные) -112
Патенты, свидетельства о регистрации программы для ЭВМ и базы данных - 14

Развитие технологий GRID
Программа IV.31.1.
Фундаментальные основы и прикладные аспекты вычислительных и информационных технологий, в том числе технологий на базе GRID, в интегрированных информационно-телекоммуникационных системах и сетях

и теории управления СО РАН
Отдел проблем информатизации Томского научного центра СО РАН

различных конфигураций проектируемых программных комплексов с требуемой степенью детализации вычислительных процессов. В том числе предложены эффективные средства организации параллельного и распределенного моделирования.

Агрегированная концептуальная модель Грид
Институт динамики систем и теории управления СО РАН
Исполнители: И.В. Бычков, Г.А. Опарин, А.Г. Феоктистов

Разработана оригинальная модель вычислительной Грид, которая, в отличие от известных, обеспечивает представление проблемно-ориентированного, программно-аппаратного, имитационного и управляющего слоев знаний о распределенной вычислительной среде,
а также исследование ключевых свойств (эффективность, надежность и др.) проектируемых для
этой среды прикладных программных комплексов.

моделирования СО РАН
Исполнители: Л.Ф.Ноженкова, В.В. Ничепорчук, Е.С. Кирик, А.А. Мельник, А.А. Дектерев и др.

Институт
нефти и газа
Сибирского
федерального
университета

Система позволяет исследовать условия эксплуатации объекта, выявлять и оценивать влияние рискообразующих факторов, представляющих угрозу для жизни и здоровья людей в случае пожара.

Система осуществляет математическое моделирование развития опасных факторов пожара и эвакуации с учетом условий эксплуатации объекта, формирует рекомендации по противопожарным мерам, выполняет динамическую 3D визуализацию.

Выполнена апробация системы для учреждений образования – Института нефти и газа Сибирского федерального университета, общежитий, средней школы и детского сада.

РАН
Научный рукводитель - чл.-к. РАН А.М. Федотов.

Создан действующий прототип унифицированного центра доступа к распределенным информационным ресурсам (Рис.1), функционирующего в соответствии с международными и российскими стандартами и рекомендациями, интегрирующего на основе технологий WWW, LDAP, Z39.50, XML/SOAP/SRW разнородные информационные ресурсы.

А.М. Федотов.

Разработана информационная система «Конференции» для автоматизации деятельности организаторов конференций и повышения качества их информационного сопровождения. Разработан интегрированный каталог мероприятий, который пополняется путём автоматического сканирования других каталогов и отображается на информационном сервере СО РАН. Проведена эксплуатация на опыте 15 конференций, проведенных в 7 организациях СО РАН в 2010 году.

ТНЦ СО РАН
Научный рукводитель - - к.ф.-м.н. И.Ю. Турчановский.

Решена задача интеграции информации из разнородных распределенных источников с использованием семантических технологий, которая заключается в объединении данных из различных источников и предоставлении пользователю единого представления этих данных, в том числе возможности извлечения интересующей пользователя информации по запросу. Система интеграции информации освобождает пользователя от необходимости самостоятельно выбирать источники, в которых может находиться интересующая пользователя информация, обращаться к каждому источнику по отдельности, и вручную сопоставлять и объединять данные из различных источников.

ТНЦ СО РАН
Научный рукводитель - д.ф.-м.н. Е.П. Гордов.

Разработана архитектура программного инструмента-рия для построения базисных элементов интегрированных геоинфор-мационных веб-систем с целью поддержки мо-делирования и мониторинга состояний геосферно-биосферных объектов и анализа состояния объек-тов наблюдения; выработа-ны базовые требования, которым должен отвечать инструментарий и созда-ваемая на его основе информационно-вычисли-тельная система.

23
Статьи, принятые в печать -16
Зарубежные издания - 5
Статьи в зарубежных изданиях, принятые в печать - 1
Труды международных и всероссийских конференций (опубликованные) -71
Зарегистрированные программы для ЭВМ и базы данных - 4

Развитие технологий GRID
Программа IV.31.2.
«Новые ГИС и веб-технологии, включая методы искусственного интеллекта, для поддержки междисциплинарных научных исследований сложных природных, технических и социальных систем с учетом их взаимодействия»

водных и экологических проблем СО РАН
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Институт вычислительных технологий СО РАН
Институт динамики систем и теории управления СО РАН
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Институт физико-технических проблем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН
Институт угля и углехимии СО РАН
Специальное конструкторско-технологическое бюро «Наука» КНЦ
Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН

центра приема и обработки данных развернут комплекс по приему и обработке оперативных и природно-ресурсных спутниковых данных.

Создана автоматизированная распределенная система структурного восстановления спутниковых данных, работающая в режиме реального времени.

Схема программного комплекса структурного восстановления данных оперативного спутникового мониторинга

Создание центра обработки данных спутникового мониторинга

Исполнители: А.Н.Гавенко, Н.Н.Добрецов, В.В.Смирнов,
А.А.Фомин, Д.Л.Чубаров, Ю.И.Шокин

Институт вычислительных технологий СО РАН

веб-сервисов.
Институт вычислительных технологий СО РАН
Исполнители: И.А.Пестунов, Ю.Н.Синявский, Д.И.Добротворский, Е.А.Куликова, П.В.Мельников, С.А.Рылов, В.В.Смирнов

На базе вычислительных ресурсов ИВТ СО РАН разработан и запущен в эксплуатацию сервис, предоставляющий доступ к картографическим данным по протоколам WMS/WFS. Предоставление алгоритмов обработки в виде веб-сервисов позволит пользователям получить доступ к распределенному хранилищу наиболее современных алгоритмов. Такая схема позволит значительно упростить внедрение передовых технологий.

для модельных очагов удаленных цунамигенных землетрясений, детальные расчеты на основе уточненной батиметрии для модельных очагов ближней зоны
Институт вычислительных технологий СО РАН
Исполнители: С.А.Бейзель, Л.Б.Чубаров
Соисполнители: В.К.Гусяков (ИВМиМГ СО РАН)

Продолжены работы по определению экстремальных характеристик волн цунами у Дальневосточного побережья России от потенциально опасных удаленных цунамигенных землетрясений и землетрясений ближней зоны. Построена система очагов удаленных цунами с магнитудой MW = 9.0, состоящая из 90 событий, принадлежащих 8 географическим зонам: Алеуто-Аляскинской, Североамериканской, Центральноамериканской, Южноамериканской, зоне Новой Зеландии – Тонга, Папуа-Новой Гвинеи – Соломоновых островов, Филиппинской, зоне Гуама.

обеспечения научных исследований СО РАН
Государственная научно-техническая библиотека СО РАН
Научный руководитель проекта – д.пед.н. О.Л. Лаврик

В качестве информационного сопровождения научных исследований по актуальным направлениям разработан и включен в структуру ЭБ раздел «Научные конференции», содержащий новые созданные полнотекстовые ресурсы «Научные мероприятия РАН» (библиографические описания и полные тексты в формате pdf более 300 материалов конференции и др. научных мероприятий, состоявшихся в 2008-2010 гг.) и «Труды конференций по гуманитарным наукам», генерируемые в ГПНТБ, а также гиперссылки на удаленные ресурсы «Конференции СО РАН» и «Научные конференции России»

разноформатных междисциплинарных данных и знаний, основанные на применении декларативных спецификаций форматов представления информации и моделей программных систем
Институт динамики систем и теории управления СО РАН
Научный руководитель проекта – – к.т.н. Г.М. Ружников

Разработан механизм построения запросов, использующий интерактивное редактирование условий на значения полей, который настраивается на работу с конкретной таблицей при помощи спецификаций структуры БД. Отдельные операции сравнения могут произвольным образом комбинироваться при помощи логических связок. Поддержано формирование условий на записи подчинённых таблиц, при формировании таких условий построитель запросов вызывается рекурсивно. В условиях может использоваться информация из связанных с данной таблицей справочников и подчинённых таблиц, таким образом, разработанный механизм обладает большой выразительной силой и позволяет строить запросы, решающие большинство возникающих перед пользователем задач выборки данных

разноформатных междисциплинарных данных и знаний, основанные на применении декларативных спецификаций форматов представления информации и моделей программных систем
Институт динамики систем и теории управления СО РАН
Исполнитель – к.т.н. А.Е.Хмельнов

Для иерархического представления без потери информации и быстрого получения с любым желаемым уровнем разрешения целочисленных растровых данных большого объёма разработан формат файлов MRG. Для сокращения объёма используемой памяти в формате MRG используются приёмы из области дискретных Wavelet-преобразований: растры более высокого разрешения хранятся в разностном виде по отношению к результатам интерполяции по растрам более низкого разрешения..

подхода.
Институт угля и углехимии СО РАН
Научный руководитель проекта – д.т.н. В.П. Потапов

На основе распределенных web-технологий, с применением методов обработки сейсмологических бюллетеней открытого международного стандарта IASPEI Seismic Format построена ГИС, ориентированная на решение задач анализа особенностей процесса сейсмоэнерговыделения . В работе использована математическая модель расчетов траекторий движения сейсмоэнерговыделения, предложенный чл.-к. РАН В.Н. Опариным. Функционал веб-комплекса построен на базе буферного взаимодействия табличных массивов базы данных с применением методов «скользящего окна» и пакетных DML функций системы Oracle Spatial. Реализованная методика покоординатной «привязки» картографического объекта (например, сейсмособытия) на электронном слое к распределенному расчетному модулю инкапсулирует поведение системы от пользователя, предлагает интуитивно понятный графический интерфейс и может быть унифицирована и на другие картографические объекты социальной сферы

районе города Новокузнецк.

подхода.
Институт угля и углехимии СО РАН
Научный руководитель проекта – д.т.н. В.П. Потапов

Разработаны научно-методические основы создания системы комплексного мониторинга горнопромышленных регионов. Сформулирован класс задач, которые могут быть решены с использованием таких систем, включая космическую радиолокационную дифференциальную интерферометрию в качестве метода наблюдений за смещениями земной поверхности. Предложена схема определения взаимосвязей между группами факторов, на основе построения графа информационных каналов для индикаторов их характеризующих.

систем в криолитозоне на основе ГИС-технологий
Институт физико-технических пробоем Севера им. В.П. Ларионова СО РАН Научный руководитель проекта – д.т.н. О.И. Слепцов

Сформированы базы геоинформационных данных по источникам антропогенных воздействий на территории РС(Я), идентифицированы опасности (сбор информации, анализ статистических данных по авариям и отказам на опасных объектах, предварительные оценки).




Распределение аварий и отказов газопровода Мастаах-Бергэ-Якутск.

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
Научный руководитель проекта – к.г.-м.н. Н.Н. Добрецов

В рамках работы связанной с картографическими сервисами разработано программное обеспечение, позволяющее создавать пользовательские наборы wms-слоев с различных источников (wms-серверов). Созданный набор представляет собой виртуальный wms-сервер, обмен данными осуществляется по WMS протоколу, и для конечного пользователя такой сервер выглядит абсолютно также, как будто слои набора опубликованы непосредственно на нем

в задачах дистанционной диагностики динамических процессов при комплексном исследовании сложных природных и технических систем
Институт автоматики и электрометрии СО РАН
Научный руководитель проекта – д.т.н. О.И. Потатуркин

Разработаны и исследованы методы анализа текстуры при решении задач тематического дешифрирования космических изображений высокого разрешения. Предложены критерии антропогенности, основанные на классификации окрестностей пикселей изображений с использованием детекторов Харриса и количественно характеризующие число и параметры особых точек сцены: сумма и среднее максимумов функции отклика, сумма и среднее вторых производных функции
отклика в ее локальных максимумах

известного алгоритма ЕТАМ, работающего только для одночастотного сигнала от одного источника звука, позволяет одновременно идентифицировать разночастотные источники с различными пространственными координатами.

Для исследования методов фазового и временного согласования гидроакустических сигналов, полученных в последовательные промежутки времени, разработано программно-алгоритмическое обеспечение. Эффективность синтеза гидроакустической апертуры подтверждена экспериментами с реальными данными, полученными в Баренцовом море. Показано, что без существенного ухудшения характеристик физическая апертура антенны может быть уменьшена как минимум вдвое.

Синтез апертуры в гидролокации для широкополосных гидроакустических сигналов
Институт автоматики и электрометрии СО РАН
Исполнители: Е.С.Нежевенко, О.Ю.Дашевский

Характеристики направленности для физической апертуры из 48 гидрофонов (зеленая линия), из 24 гидрофонов (синяя линия) и для сравнения –для физической апертуры из 24 гидрофонов без синтеза.

Характеристики направленности антенны при наличии двух источников: одна - для полной апертуры без синтеза (REAL) и две
– для синтезированных апертур с помощью алгоритмов ЕТАМ

Исполнители: О.Э.Якубайлик, А.А.Кадочников, А.В.Токарев, А.Г.Матвеев, А.С.Пятаев,

Веб-сервисы геокодирования и построения кратчайшего маршрута на геоинформационном портале ИВМ СО РАН

ресурсным потенциалом Республики Тыва и сопредельных территорий
Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН Научный руководитель проекта – к.ф.-м.н. Е.А. Мамаш

С целью выявления взаимосвязи ареалов обитания млекопитающих, носителей возбудителя инфекции и мест обнаружения культуры чумы, создан ГИС проект «Ареалы обитания
носителей возбудителя в Тувин-
ском природном очаге чумы».
Он включает в себя полигона-
льные покрытия ежегодных
ареалов расселения длин-
нохвостого суслика, монгольс-
кой и даурской пищухи с гра-
дацией плотности популяции,
а так же точечные покрытия
мест обнаружения культур чумы

на основе новых методов интеграции пространственных междисциплинарных данных
Институт водных и экологических проблем СО РАН
Научные руководители проекта – д.ф.-м.н. И.А. Суторихин, к.ф.-м.н., А.Т. Зиновьев

Создан информационно-моделирующий комплекс (ИМК) на основе плановой (2DH) модели руслового потока. Для этого модифицирована разработанная ранее компьютерная 2DH-модель, что позволило использовать СУБД Oracle XE для хранения исходной информации и данных численных расчетов.

Пример использования ИМК на основе плановой модели руслового потока для расчета линий тока и глубин на участке реки Обь у г. Барнаула при расходе воды 4390 м3/с

систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Научный руководитель проекта – д.т.н. Л.В. Массель

Разработан методический подход к построению многоагентных программных комплексов для исследований в энергетике. Выполнена реализация многоагентного ПК ИНТЭК-М, разработана технология проведения вычислительного эксперимента в исследованиях проблемы энергетической безопасности.

построения инструментальных программных средств описания знаний и управления знаниями; их реализация в виде научных прототипов.
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Научный руководитель – д.т.н. Л.В. Массель

Разработаны методические основы формирования пространства знаний (интеллектуального пространства) исследований в энергетике на основе онтологического подхода. Выполнены проектирование и реализация Хранилища данных и знаний для исследований энергетики, разработаны программные средства для администрирования и работы с Хранилищем данных и знаний..

построения инструментальных программных средств описания знаний и управления знаниями; их реализация в виде научных прототипов.
Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Научный руководитель – д.т.н. Л.В. Массель

ресурсов, природно-техногенной безопасности и оценка территориальных рисков
СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН
Научный руководитель проекта – – д.т.н. В.В. Москвичев

Разработана теоретическая база анализа антропогенного воздействия, сформированы базы данных природных и техногенных систем, проведены расчеты территориальных рисков.

Пример отображение источника внесенной информации БД ГТС

ресурсов, природно-техногенной безопасности и оценка территориальных рисков
СКТБ «Наука» КНЦ СО РАН
Научный руководитель проекта – – д.т.н. В.В. Москвичев

Проведены оценки геодинамических (сейсмических) рисков территории. Учитывая что центральные и южные (наиболее инфраструктурно и промышленно развитые) районы Красноярского края относятся к сейсмически активным, данное направление является крайне актуальным.

Результаты расчетов сейсмической опасности для коридора проектируемой железнодорожной линии Кызыл – Курагино (50 км)

55
Статьи, принятые в печать -18
Зарубежные издания - 4
Труды международных и всероссийских конференций (опубликованные) -111
Зарегистрированные программы для ЭВМ и базы данных - 3

информационно-вычислительных комплексов и сетей новых поколений. Системное программирование».
Программа IV.32.1.
“ Архитектура, информационная безопасность, системные решения и программное обеспечение информационно-вычислительных систем новых поколений ”

и теории управления СО РАН
Институт вычислительных технологий СО РАН
Институт вычислительного моделирования СО РАН

различного сопротивления материала растяжению и сжатию построена математическая модель пенометалла, описывающая стадию пластического течения материала до момента схлопывания пор и стадию упругопластического деформирования после схлопывания пор под действием импульсной нагрузки. Разработан алгоритм численной реализации модели динамического деформирования пенистого металла на многопроцессорных вычислительных системах кластерного типа. Параллельная версия программ, исполняющих этот алгоритм, включена в разрабатываемый в рамках проекта программный комплекс. Планируется выполнить серию расчетов, целью которых является моделирование и оптимизация демпфирующих свойств пространственных элементов конструкций из пенистых металлов.

Многопроцессорная реализация математической модели деформации металлической пены
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Исполнители: д.ф.-м.н. В.М. Садовский, к.ф.-м.н. О.В. Садовская, к.ф.-м.н. М.П. Варыгина

полупроводников им. А.В.Ржанова СО РАН

Разработан метод структурно-ориентированной реализации коллективных обменов информацией между ветвями параллельных программ в распределенных вычислительных системах

Пример оптимизации алгоритма
Дж. Брука (n = 8):
а – разбиение графа алгоритма Дж. Брука на два подмножества;
б – (суб)оптимальное перераспределение π(i) номеров ветвей
между процессорными ядрами кластера

систем и теории управления СО РАН

Разработан anytime - алгоритм планирования обхода группой аппаратов заданных целей на основе модификаций генетического алгоритма, учитывающих ограничения реальной физической частично известной среды функционирования и множество неопределенностей в состоянии бортовых систем аппарата

Возможности программного модуля:
- выбор параметров генетического алгоритма (длина хромосомы, размер популяции, количество островов);
- настройка ограничений (на длину маршрута, на обеспечение связи);
- учет зон, запретных для посещения;
- построение маршрутов «ведомых» аппаратов на основе маршрута «ведущего».

и всероссийских конференций (опубликованные) -15