авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ

БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

ТЕХНИКИ

Итоговый отчет о научной

и научно-организационной деятельности

в 2011 году

Утвержден

Ученым советом КТИ ВТ СО РАН

протокол № 2 от 2 февраля 2012 г.

Новосибирск 2012 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН (КТИ ВТ СО РАН) 630090, г. Новосибирск, ул. Академика Ржанова, 6 тел.: (383)330-93-61 факс: (383)330-93-61 e-mail: dir@kti.nsc.ru http: //www.kti.nsc.ru Директор Института д.ф.-м.н. Голушко Сергей Кузьмич тел.: (383)330-93-61 e-mail: dir@kti.nsc.ru Заместитель директора по научной работе к.т.н. Золотухин Евгений Павлович тел.: (383)330-90-61 e-mail: zepzoloto@kti.nsc.ru Заместитель директора по научной работе к.ф.-м.н. Шакиров Станислав Рудольфович тел.: (383)330-97-35 e-mail: srsha@kti.nsc.ru Заместитель директора по инновационной деятельности и международным связям к.т.н. Квашнин Александр Георгиевич тел.: (383) 330-93-61 e-mail: ak@kti.nsc.ru Ученый секретарь к.ф.-м.н. Амелина Евгения Валерьевна тел.: (383)330-92-42 e-mail: amelina@kti.nsc.ru СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................... Основные научные направления......................................................................... Проекты 2011 года................................................................................................ I. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЦЕЛЕВЫМ ПРОГРАММАМ............................................. I.1. Создание комплекса программных и технических средств микросейсмического контроля разработки континентальных и шельфовых месторождений углеводородов на основе площадных систем наблюдения и суперкомпьютерных методов обработки информации..................................... II. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ПРОГРАММАМ ПРЕЗИДИУМА РАН............................................................. II.1. Разработка методов и средств создания комплексно-испытательного моделирующего стенда для автоматизированных систем управления технологическими процессами предприятий горнодобывающей промышленности (проект 14.9)......................................................................... II.2. Разработка методов направленных синтетических трансформаций дитерпеновых алкалоидов и фенольных соединений с целью создания оригинальных кардиотропных препаратов (проект 21.9)............................... III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО БАЗОВЫМ БЮДЖЕТНЫМ ПРОЕКТАМ...................................................... III.1. Программа I.4.1. «Математическое моделирование в задачах геофизики, физики океана и атмосферы и охраны окружающей среды».

Проект I.4.1.5. «Математическое моделирование и вычислительные технологии в задачах принятия решений по управлению технологическими процессами предприятий нефтегазового и горнодобывающего комплексов, и других сложных объектов»............................................................................. III.1.1. Разработка типовой модели базы знаний нормативно-справочной информации по энергохозяйству крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением и энергосбережением............................. III.1.2. Разработка типовой модели технологических процессов добычи и транспортировки угля в шахте....................................................................... III.1.3. Исследование циклических процессов с некратными периодами сезонности методом сингулярного спектрального анализа........................ III.1.4. Разработка методов упрощения моделей сложных биологических систем............................................................................................................... III.2. Программа IV.32.2. Математические, системные и прикладные аспекты перспективных информационных технологий, автоматизации программирования и управления. Проект IV.32.2.6. Математические, системные и прикладные аспекты автоматизации безопасного управления сложными техническими системами................................................................ III.2.1. Исследование переходных процессов в кабельных линиях для вычисления диагностических параметров.................................................... III.2.2. Исследование и разработка методики мониторинга и диагностики различных типов оборудования энергетических объектов и сооружений с использованием системы на основе многофункциональных микропроцессорных устройств...................................................................... III.3. Программа VI.53.1. Создание моделей патологических состояний человека: исследование генетико-физиологических, молекулярно генетических и биофизических механизмов. Проект VI.53.1.3.

Экспериментальный, биофизический анализ клеточных механизмов нейропатологий на модельных нейронных системах in vitro, поиск методов и средств коррекции............................................................................................ III.3.1. Выявление вовлеченности Na+- или K+-каналов в формирование эпилептиформной активности....................................................................... III.3.2. Экспериментальный анализ влияния блокады секретируемого белка S100B антителами на экспрессию генов при долговременной посттетанической потенциации..................................................................... III.3.3. Разработка системы классификации паттернов дыхания в норме и патологии с целью создания методов диагностики и немедикаментозного лечения психосоматических заболеваний и других нейропатологий....... IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ИНТЕГРАЦИОННЫМ ПРОЕКТАМ........ IV.1 Комплексные междисциплинарные исследования факторов генезиса и прогноза внезапных выбросов и взрывов метана в угольных шахтах России и Украины (интеграционный проект № 60)..................................................... IV.2. Построение модели функционирования почки в регуляции артериального давления (интеграционный проект № 91).............................. IV.3. Геномные основы подверженности к частым заболеваниям человека и проблема генетического тестирования (интеграционный проект № 17)...... IV.4. Комплексное исследование генетических, молекулярных и физиологических механизмов депрессии и разработка новых методов ее фармакологической коррекции. Роль наследственных изменений в цитокиновой и серотониновой системах мозга (интеграционный проект № 18)..................................................................................................................... IV.5. Роль физических механизмов в транскапиллярном обмене и его регуляции (интеграционный проект № 87)...................................................... IV.6. Развитие исследований в области медицинской химии и фармакологии как научной основы разработки отечественных лекарственных препаратов (интеграционный проект № 93)......................................................................... V. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПРИ ПОДДЕРЖКЕ РОССИЙСКОГО ФОНДА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ................................................................................................ V.1. Создание распределенной информационно-управляющей автоматизированной системы сбора и обработки экспериментальных данных для гиперзвуковой аэродинамической трубы (грант РФФИ № 10 07-00469-а)........................................................................................................... V.2. Моделирование процессов добычи твердых полезных ископаемых на большой глубине (грант РФФИ № 10-08-01211-а).......................................... V.3. Создание распределенной автоматизированной системы управления гиперзвуковой аэродинамической трубой адиабатического сжатия (грант РФФИ № 11-07-00483-а)..................................................................................... V.4 Реконструкция регуляторных районов генов человека на основе компьютерного анализа нуклеотидных последовательностей и существующих экспериментальных данных (ChIP-Chip, Chip-Seq, микрочипы) и их экспериментальная валидация (грант РФФИ № 10-04 01524-а)................................................................................................................. VI. ЗАКОНЧЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ, ПРЕДСТАВЛЯЮЩИЕ ИНТЕРЕС ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПРАКТИКЕ........................................................ VI.1. Контроллер информационно-управляющий КИУ-2010........................ VI.2 Измерительный комплекс для регистрации малых сил, нечувствительный к изменениям параметров окружающей среды............... VI.3 Электронный предохранитель с самовосстановлением.......................... VII. НАУЧНО-ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ......................... Структура Института.......................................................................................... Кадровый состав Института............................................................................... Молодежная политика........................................................................................ Подготовка кадров.............................................................................................. Научные мероприятия........................................................................................ Связь с ВУЗами................................................................................................... Защита интеллектуальной собственности........................................................ Участие в выставках............................................................................................ Конкурсные проекты и структура финансирования........................................ VIII. СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СОТРУДНИКОВ....................................... ВВЕДЕНИЕ Конструкторско-технологический институт вычислительной техники Сибирского отделения РАН (КТИ ВТ СО РАН) создан Постановлением Президиума СО АН СССР от 16 октября 1990 г. № 493 на базе Специального конструкторского бюро вычислительной техники СО АН СССР, созданного Постановлением Президиума СО АН СССР № 525 от 06.10.1981 г.

В соответствии с Постановлением Президиума РАН № 262 от 13.12.2011 г.

Институт переименован в Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Конструкторско-технологический институт вычислительной техники Сибирского отделения Российской академии наук, сокращенно КТИ ВТ СО РАН.

Научно-методическое руководство Институтом осуществляет Отделение нанотехнологий и информационных технологий РАН. Координацию проводимых Институтом научных исследований осуществляет Объединенный ученый совет СО РАН по нанотехнологиям и информационным технологиям.

Постановлением Президиума СО РАН № 445 от 14.12.2011 г. утверждена новая редакция Устава Федерального государственного бюджетного учреждения науки Конструкторско-технологического института вычислительной техники Сибирского отделения РАН.

Постановлением Президиума РАН № 106 от 24.05.2011 г. директором КТИ ВТ СО РАН утвержден д.ф.-м.н. С.К. Голушко.

Основные научные направления Постановлением Президиума СО РАН № 76 от 18.02.2008 г. за Институтом закреплены следующие научные направления:

создание систем информатики, информационно-коммуникационных технологий в задачах принятия решений;

математическое моделирование и вычислительные технологии в области механики сплошной среды, физики, энергетики и экологии.

Институт выполняет фундаментальные и прикладные научные исследования, опытно-конструкторские работы в следующих областях:

автоматизация и информатизация в научных исследованиях и промышленности;

научное приборостроение;

биомедицинская информатика;

цифровая обработка сигналов.

Основные направления научной деятельности Института соответствуют Программе фундаментальных исследований государственных академий наук на 2008 – 2012 годы, утвержденной Распоряжением Правительства РФ от 27 февраля 2008 г. № 233-р.

Специфика деятельности Института как конструкторско-технологической организации заключается в том, что наряду с фундаментальными исследованиями по основным научным направлениям, на их базе и в значительных объемах выполняются опытно-конструкторские и проектные работы по созданию систем, приборов и устройств, реализации проектов на объектах заказчиков, как учреждений РАН, так и коммерческих организаций, а также выпуск малых партий наукоемкой продукции на собственной опытно производственной базе с последующей ее реализацией на рынке, а именно:

создание, производство и поставка «под ключ» технических и программных средств, автоматизированных систем управления технологическими процессами в любой отрасли производства, в том числе на топливно-энергетических предприятиях и объектах, опасных по газу и угольной пыли;

конструирование радиоэлектронной аппаратуры, в том числе во взрывобезопасном исполнении с получением необходимых разрешительных документов;

создание прикладного программного обеспечения;

нормоконтроль разрабатываемой технической документации, проверка правильности оформления в соответствии с требованиями Государственной системы стандартизации (ГСС), Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы программной документации (ЕСПД) для постановки изделий на производство.

Проекты 2011 года В 2011 году Институт проводил исследования в соответствии с планом научно-исследовательских работ по трем базовым научным проектам в рамках трех программ фундаментальных исследований:

Программа I.4.1. Математическое моделирование в задачах геофизики, физики океана и атмосферы и охраны окружающей среды.

Программа IV.32.2. Математические, системные и прикладные аспекты перспективных информационных технологий, автоматизации программирования и управления.

Программа VI.53.1. Создание моделей патологических состояний человека: исследование генетико-физиологических, молекулярно генетических и биофизических механизмов.

Проводились фундаментальные исследования в рамках федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы», двум фундаментальным программам исследований Президиума РАН, четырем междисциплинарным интеграционным проектам, двум интеграционным проектам, выполняемым совместно со сторонними научными организациями, четырем проектам РФФИ.

В 2011 году в рамках программы Президиума СО РАН «Производство импортозамещающего оборудования» на базе Информационно измерительного комплекса «ИИК-2011» в Институте создана автоматизированная система сбора экспериментальных данных для гиперзвуковой аэродинамической трубы АТ-304 Института теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН.

Одним из основных направлений деятельности Института в области создания систем автоматизации производственных процессов является разработка и внедрение различных автоматизированных систем для горнодобывающих предприятий. В 2011 г. в Институте созданы и введены в эксплуатацию система шахтной стволовой сигнализации и система управления водоотливной установкой на шахте «Осинниковская» Кемеровской области. Получен сертификат соответствия государственного образца на шахтный источник бесперебойного питания и два патента на полезную модель на разработанное Институтом оборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт, опасных по газу и угольной пыли.

В 2011 г. Институт представил свои экспозиции на двух постоянно действующих выставках: в Выставочном центре СО РАН, Китайско Российском технопарке города Чанчуня (КНР) и пяти тематических выставках: «Комплексная безопасность-2011» (Москва, 17-20 мая), «ЭКСПО УГОЛЬ-2011» (Кемерово, сентября), «ГЕО-СИБИРЬ-2011»

20- (Новосибирск, 27-29 апреля), «Уголь России и майнинг- 2011» (Новокузнецк, 7-10 июня).

В декабре 2011 года в Институте проведена очередная научно-техническая сессия (НТС), в ходе которой научные сотрудники и руководители подразделений отчитались о проделанной за год работе. Дирекцией Института совместно с Советом научной молодежи в рамках НТС проведены два конкурса «Молодой научный сотрудник года» и «Молодой специалист года».

По итогам конкурса награждены дипломами и денежными премиями победители в соответствующих номинациях.

Сотрудниками Института в 2011 году было защищено 3 кандидатские диссертации;

опубликовано 2 монографии, 3 главы в коллективной монографии, 11 статей в зарубежных журналах, 13 статей в отечественных рецензируемых журналах, 23 статьи в трудах российских и международных конференций;

получено 2 патента на изобретение, 3 патента на полезную модель и 4 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.

I. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ФЕДЕРАЛЬНЫМ ЦЕЛЕВЫМ ПРОГРАММАМ I.1. Создание комплекса программных и технических средств микросейсмического контроля разработки континентальных и шельфовых месторождений углеводородов на основе площадных систем наблюдения и суперкомпьютерных методов обработки информации Научный руководитель – канд. техн. наук Золотухин Е.П.

Ответственный исполнитель – Нескородев В.Д.

В 2011 году в КТИ ВТ СО РАН закончен 1 этап (эскизный проект) комплексного проекта «Создание комплекса программных и технических средств микросейсмического контроля разработки континентальных и шельфовых месторождений углеводородов на основе площадных систем наблюдения и суперкомпьютерных методов обработки информации». КТИ ВТ СО РАН – соисполнитель по госконтракту № 07.524.11.4009 от « 20 » октября 2011 г. по заказу Федерального агентства по науке и инновациям. Проект выполняется группой организаций (Балтийский федеральный университет им.

И. Канта, ООО «Антел-нефть», Конструкторско-технологический институт вычислительной техники СО РАН, ООО «Сейсмошельф», Югорский НИИ информационных технологий) по заказу Федерального агентства по науке и инновациям. Работы ведутся в рамках федеральной целевой научно технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007– 2012 гг». Планируемый срок окончания проекта – июнь 2013 года.

Цель ОКР, возложенной на КТИ ВТ – разработка комплекса технических средств микросейсмического контроля разработки континентальных месторождений углеводородов на основе площадных систем наблюдения и суперкомпьютерных методов обработки информации. Задача данного комплекса – обеспечение оптимальной и контролируемой разработки месторождений углеводородов и увеличение коэффициента извлечения нефти.

Предложенная к реализации технология состоит из системы регистрации на поверхности Земли микросейсмических колебаний – микросейсмической эмиссии и оригинального программного обеспечения для обработки этих материалов. Результатом обработки являются 3D-координаты, время и интенсивность очагов микросейсмической эмиссии, возникающих в результате миграции флюидов.

Преимуществом данной технологии, выгодно отличающей е от традиционно используемых скважинных технологий мониторинга процессов разработки месторождений, является возможность определения и картирование зон трещиноватости с использованием поверхностных антенн наблюдения, без использования наблюдательных скважин. Это существенно сокращает стоимость работ, поскольку нет необходимости останавливать скважины на время мониторинга и дополнительно нести затраты на спуск в них специального оборудования. Данная технология, кроме того, имеет высокую разрешающую способность картирования.

Практическую реализацию технологии предложено осуществить на основе широкого внедрения в практику Комплекса программных и технических средств на базе площадных систем наблюдения, математических методов решения обратных задач сейсмики и суперкомпьютерной обработки сигналов, предназначенного для микросейсмического контроля разработки континентальных месторождений углеводородов и обеспечивающего:

сбор информации, поступающей на сейсмические датчики поверхностных антенн;

передачу информации в центральный блок регистрации;

обработку информации с целью получения координат и энергетических характеристик источников;

организацию хранения данных микросейсмического мониторинга, геолого-технических мероприятий и геолого-геофизической информации о месторождении углеводородов;

визуализацию результатов микросейсмического мониторинга.

Областью применения Комплекса является микросейсмический контроль (мониторинг) нефтяных месторождений.

Результатом работы Комплекса должна быть информация о состоянии и изменениях структуры месторождения в процессе разработки, в том числе под воздействием геолого-технических мероприятий, которая должна быть представлена в виде:

1) объемных моделей микросейсмических событий, происходящих в теле месторождения;

2) пространственной локализации источников микросейсмической эмиссии, связанных с процессами:

гидравлического разрыва пласта;

нагнетания воды в пласт с целью поддержания пластового давления;

формирования зоны питания добывающих скважин.

В результате выполнения эскизного проекта в КТИ ВТ СО РАН проведен анализ исходных данных, обоснованно выбрана структура технических средств комплекса и входящих в него подсистем, с изготовлением макетов важнейших узлов.

Предлагаемая структура комплекса технических средств приведена на рис. 1.1.

специализированным программным Суперкомпьютер АРМ Подсистема обработки со АРМ АРМ обеспечением Кластер Сменный накопитель HDD Передача данных на сменном носителе Подсистема сбора, передачи и хранения микросейсмической Сменный Сменный накопитель накопитель HDD HDD информации Сбор и Сбор и хранение хранение информации информации Телеметри- Телеметри ческая ческая станция 1 станция Подсистема площадной регистрации 32-е точки измерения микросейсмических сигналов 32-е точки измерения м.

.к кв Дн е вна я п ов ерх н ос ть для континентальных месторождений на дневной поверхности Рис. 1.1. Структура комплекса технических средств Подсистема площадной регистрации микросейсмических колебаний состоит из двух телеметрических сейсмических станций. Каждая станция должна обеспечить сбор сейсмической информации с заданной площади по 32 точкам измерения по трем компонентам поля, с шагом между точками не более 100 м.

Подсистема сбора, передачи и хранения микросейсмической информации состоит из двух одинаковых частей, в каждую из которых входит:

модуль бортовой;

сервер с объемом дискового пространства не менее 4 ТБ.

Модуль бортовой входит в состав телеметрической сейсмической станции и предназначен для управления работой модулей полевых и накопления сейсмических данных от них, и обеспечивает передачу сейсмической информации скоростью 100 Мб/с на сервер для накопления массива данных.

В качестве технических средств подсистемы обработки со специализированным программным обеспечением предполагается использовать Специальный вычислительный комплекс (СВК-128) ЖШСИ. – разработки «Антел-нефть» - КТИ ВТ СО РАН.

Подсистема обработки со специализированным программным обеспечением предназначена для углубленной математической обработки микросейсмической информации с использованием параллельной обработки данных, которая должна обеспечивать:

параллельную обработку данных сейсморазведки трехмерным методом общеглубинной точки и микросейсмических данных с целью выявления зон естественной и вторичной трещинноватости коллекторов месторождений углеводородов с минимальным размером 10 метров на глубинах до 5000 метров с вероятностью не менее 90%;

специализированную обработку данных трехмерной сейсморазведки по выявлению зон естественной трещиноватости для обеспечения выделения из полного волнового поля рассеянных волн с амплитудой от 1% и выше от величины полного волнового поля.

Эскизный проект принят Государственным заказчиком. КТИ ВТ СО РАН приступил к выполнению следующего этапа – технического проекта.

II. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ПРОГРАММАМ ПРЕЗИДИУМА РАН II.1. Разработка методов и средств создания комплексно-испытательного моделирующего стенда для автоматизированных систем управления технологическими процессами предприятий горнодобывающей промышленности (проект 14.9) Научный руководитель – д-р техн. наук Окольнишников В. В.

Ответственный исполнитель – Рудометов С. В.

Работа выполнена в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Интеллектуальные информационные технологии, математическое моделирование системный анализ и автоматизация» в 2009 2011 гг.

В 2011 г. проведено сопровождение и развитие визуально-интерактивной системы имитационного моделирования MTSS (Manufacturing and Transportation Simulation System), предназначенной для моделирования широкого класса производственных и транспортных систем. Закончена разработка визуально-интерактивного редактора и системы 3D визуализации процесса моделирования.

В 2011 г. система MTSS сдана в Фонд алгоритмов и программ СО РАН (URL: http://fap.sbras.ru/node/2325). Репозиторий системы MTSS доступен по адресу: https://subversion.assembla.com/svn/org-tss-access.

С использованием системы MTSS в 2011 г. разработаны следующие специализированные библиотеки:

библиотека элементарных моделей технологических объектов подсистемы подземного конвейерного транспорта угольной шахты;

библиотека элементарных моделей технологических объектов подсистемы водоотлива угольной шахты.

Библиотека для моделирования подсистемы конвейерного транспорта угольной шахты содержит следующие элементарные модели:

забой (источник потока угля);

конвейер (транспортировка угля);

бункер (перегрузка угля между конвейерами) и др.

Библиотека для моделирования водоотливной системы угольной шахты содержит следующие элементарные модели:

водоприток;

приемный колодец;

насос;

лоток;

электрическая линия;

источник электроэнергии и др.

В 2011 году с помощью созданных библиотек выполнено моделирование системы водоотлива и конвейерной системы в шахте. Полученные результаты использовались при разработке систем автоматизированного управления данных объектов в качестве испытательного стенда.

На рис. 2.1 представлен фрагмент модели конвейерной системы, построенной с использованием библиотеки подземного конвейерного транспорта, а на рис. 2.2 представлен фрагмент модели подсистемы водоотлива, построенной с использованием библиотеки водоотливной системы угольной шахты.

Рис. 2.1. Фрагмент модели конвейерной системы Рис. 2.2. Фрагмент модели системы водоотлива II.2. Разработка методов направленных синтетических трансформаций дитерпеновых алкалоидов и фенольных соединений с целью создания оригинальных кардиотропных препаратов (проект 21.9) Научный руководитель — д-р биол. наук Ратушняк А.С.

Работа выполнена в рамках программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки – медицине» в 2009-2011 гг.

В задачу текущего года входил анализ антиконвульсивного воздействия фармакологически перспективных вновь синтезированных производных лаппаконитина. Исследовано влияние тестируемых производных лаппаконитина и L-I) на экспериментально вызванную (L-Cl эпилептиформную активность нейронов срезов гиппокампа.

Данная работа позволила обнаружить, что производные лаппаконитина L-Cl и L-I селективно блокируют поздние спайки в эпилептиформной серии и оказывают меньшее воздействие на нормальную нейрональную активность.

Обнаружено, что эффективность L-Cl зависит от интенсивности (частоты) аберрантной активности нейронов срезов.

Полученные результаты о влиянии лаппаконитинов L-Cl и L-I на активность нейронов срезов гиппокампа мыши согласуются с известными результатами о селективном влиянии препарата лаппаконитина гидробромида на аберрантную активность нейронов срезов гиппокампа крысы. Это позволяет согласовать интерпретацию данных полученных с производными лаппаконитина (L-Cl, L I) с интерпретацией эффектов препарата лаппаконитина гидробромида на нервную ткань.

В рамках работы было сделано предположение, что мишенями лаппаконитинов являются натриевые каналы. Уникальной особенностью лаппаконитина как блокатора ионных каналов является его селективная аффинность к функциональному — открытому состоянию канала, при сохранении особенностей воздействия на натриевые каналы, обнаруженные раннее. Экспериментальные данные продемонстрировали снижение поздних эпилептиформных спайков в серии импульсов, и меньшее воздействие на нормальную нейрональную активность. Исследуемые производные лаппаконитина в 100% случаев вызывали подавление эпилептиформной активности нейронов срезов гиппокампа мышей.

Разработан комплекс подходов и методов, позволяющий проводить тестирование антиконвульсивных свойств производных лаппаконитинов на срезах гиппокампа. Подобраны растворители для производных лаппаконитинов не нарушающие условий проведения электрофизиологических исследований с применением микроэлектродов.

Выявляемое в экспериментах по изменениям нейрональной активности взаимодействие лаппаконитина с натриевыми каналами позволило определить степень эффективности исследованных производных в сравнении с известными препаратами. Обнаруженное различие в действии тестируемых соединений может быть обусловлено разной способностью взаимодействия гидрофильного и гидрофобного производного при увеличении частоты срабатывания канала и времени его нахождения в доступном состоянии.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО БАЗОВЫМ БЮДЖЕТНЫМ ПРОЕКТАМ III.1. Программа I.4.1. «Математическое моделирование в задачах геофизики, физики океана и атмосферы и охраны окружающей среды».

Проект I.4.1.5. «Математическое моделирование и вычислительные технологии в задачах принятия решений по управлению технологическими процессами предприятий нефтегазового и горнодобывающего комплексов, и других сложных объектов»

III.1.1. Разработка типовой модели базы знаний нормативно-справочной информации по энергохозяйству крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением и энергосбережением Научный руководитель – канд. физ.-мат. наук Ковалев С.П.

Ответственный исполнитель – канд. техн. наук Андрюшкевич С.К.

В настоящее время на многих энергетических предприятиях накопился большой объем информации относительно технического, технологического, энергетического и другого оборудования: начиная от перечня оборудования, его характеристик, и заканчивая техническим состоянием и местоположением.

Небольшая часть информации располагается в специализированных базах данных в составе действующих информационных систем, однако основной ее объем рассеян по неактуальным электронным хранилищам, электронным таблицам или бумажным архивам. Такая ситуация мешает даже правильно начать автоматизацию каких-либо процессов: после консолидации и анализа данных исходные постановки задач автоматизации могут поменяться.

Цель проводимых исследований – создание типовой модели базы знаний нормативно-справочной информации (НСИ) по энергохозяйству крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением, которая бы выступила приемником информации, образующейся в результате обработки неструктурированных данных, и обеспечила бы достаточную полноту ведения информации различных групп процессов и пользователей.

Для этого выполнялись следующие задачи: проведение теоретического исследования существующих подходов к построению корпоративных информационных моделей и хранилищ данных, формулировка основных проектных решений модели данных системы ведения НСИ, разработка программной системы для ведения базы знаний НСИ по энергохозяйству крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением и энергосбережением. В качестве концептуальной базы для решения задач выбран аспектно-ориентированный подход, так как он позволяет выявлять пересекающиеся информационные элементы и определять правила и условия их связывания в рамках единого хранилища данных.

Основой построения информационной модели является онтология предметной области, с помощью которой были выделены сущности предметной области, определены их характеристики и взаимосвязи с другими сущностями. В ходе построения онтологии управления энергохозяйством крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением и энергосбережением было выявлено, что семантическое пространство состоит из следующих понятий:

Элементы организационной структуры. К элементам организационной структуры отнесены все информационные элементы финансово административной области. Эти элементы, практически не задействованные в моделях объектов управления, являются справочной информацией, которая полностью поступает из внешних систем корпоративного управления или системы ведения НСИ.

Производственные объекты. Здания, сооружения, конструкции, входящие в состав технологического процесса как единая функциональная единица, объединяющая экземпляры технологического оборудования. Производственные объекты могут вступать в различные отношения между собой: подчинение, обслуживание и т.д.

Технологические ресурсы и взаимодействие между ними. Понятие объединяет экземпляры технологического оборудования (ресурсов), комплексов оборудования и их параметры. Экземпляры ресурсов так же могут вступать в отношения: схема подключения, вхождение одних ресурсов в другие, технологическая зависимость и т.д.

Точки локализации управляющих воздействий. Всякая автоматизированная система подключается к объекту в точках, в которых измеряется состояние объекта и оказывается на него воздействия.

Документы. Документы, участвующие в технологическом документообороте, формируются по информационной модели на основе метаданных, мастер-данных и операционных данных. Для документов могут быть установлены правила документооборота.

Словари, справочники и классификаторы. Понятие объединяет метаданные и НСИ.

Оперативные данные. К оперативным данным относятся результаты измерений, события, шаги технологического документооборота, результаты расчета показателей и т.д.

Фрагмент разработанной онтологии представлен на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Фрагмент онтологии предметной области управления энергохозяйством крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением и энергосбережением Для построения модели данных автоматизированных систем достаточно реализовать меньшее количество структур в БД. Это возможно благодаря использованию аспектно-ориентированного подхода к задаче проектирования модели данных. В системах управления энергохозяйством крупномасштабных объектов для целей управления энергообеспечением и энергосбережением аспектами выступают классы решаемых задач – балансовая принадлежность, обеспечение энергоснабжения, техническое обслуживание и ремонт и т.д.

Аспектам соответствуют системные функции, выступающие параметрами в таблицах отношений вида «многие ко многим».

Таким способом была спроектирована модель данных автоматизированной системы ведения НСИ в области энергетики «Энергиус-НСИ». На рис. 3. представлен фрагмент логической схемы данных этой системы.

Рис. 3.2. Фрагмент логической схемы данных «Энергиус-НСИ».

Наполнение и актуализация такой многокомпонентной информационной модели представляет собой сложную задачу, решением которой занимаются специалисты различных направлений. Для этого выделяют несколько специализированных задач, образующих производственные процессы, в рамках которых происходит ведение какой-либо определенной части модели.

Наличие нескольких производственных процессов требует определения способа распределения функций по ведению частей информационной модели между ответственными за эти процессы, в рамках которых эти части изменяются. Это необходимо для как соблюдения целостности самой информационной модели, так и для активации/запуска процессов и задач, зависящих от изменения соответствующих частей модели. Здесь аспектно ориентированный подход позволяет модуляризировать производственные задачи, участвующие в различных процессах в виде аспектов, явно выделять условия их связывания, а также идентифицировать элементы системной архитектуры, участвующие в их автоматизации.

Результаты исследований применены на практике при разработке концепции Единой интегрированной автоматизированной информационной системы мониторинга и управления эффективностью энергосбережения на объектах города Москвы (ЕИАИС ЭЭ), а так же при создании автоматизированной системы ведения НСИ в области энергетики «Энергиус-НСИ». По результатам исследований подана заявка на получение патента РФ на изобретение.

III.1.2. Разработка типовой модели технологических процессов добычи и транспортировки угля в шахте Научный руководитель – д-р техн. наук Окольнишников В.В.

Ответственный исполнитель – Рудометов С. В.

Для решения задач исследования, оптимизации и прогнозирования эффективного и безопасного функционирования угольной шахты в КТИ ВТ СО РАН в 2011 году в системе MTSS разработаны специализированные библиотеки для моделирования технологических процессов добычи и транспортировки угля.

К таким специализированным библиотекам относятся:

библиотека для моделирования системы электроснабжения шахты;

библиотека элементарных моделей технологических объектов забоя угольной шахты.

Библиотеки в системе MTSS состоят из так называемых элементарных моделей (ЭМ). Каждая элементарная модель представляет собой модель некоторого типа оборудования рассматриваемой подсистемы и модель программы управления этим типом оборудования.

Элементарная модель включает в себя: графический образ (2D или 3D) типа оборудования, набор настраиваемых параметров, набор возможных состояний, способы визуализации состояний, набор команд перехода из одного состояния в другое, логическую часть для определения процесса исполнения ЭМ.

Логическая часть ЭМ определяется на нескольких уровнях:

Уровень имитации технологического объекта (ТО). Функционирование ТО имитируется с помощью списка возможных состояний ЭМ и работы ЭМ в каждом состоянии.

Уровень имитации логики работы ТО (команды управления). На этом уровне определяются команды ЭМ, выполнение которых приводит к смене состояния экземпляров ЭМ в соответствии с технологическими правилами работы имитируемого ТО.

Модели программ управления. Программы управления требуются, когда логике ТО требуется принять решение, основанное на анализе состояния нескольких ТО, связанных или не связанных с данным.

Система MTSS предоставляет возможность графической разработки модели в двумерном формате и визуализации исполнения модели как в формате 2D, так и в трехмерном формате. Данные разработки использованы при построении моделей систем электроснабжения и забоя угольной шахты.

На рис. 3.3 представлен фрагмент модели системы электроснабжения угольной шахты.

Рис. 3.3. Фрагмент модели системы электроснабжения На рис. 3.4 представлен фрагмент модели забоя угольной шахты с 2D и 3D визуализацией.

Рис. 3.4. Фрагмент модели роботизированного забоя III.1.3. Исследование циклических процессов с некратными периодами сезонности методом сингулярного спектрального анализа Научный руководитель – канд. техн. наук Чейдо Г.П.

Исполнители – канд. техн. наук Луценко Б.Н., Копылова Н.П.

В 2011 году в КТИ ВТ СО РАН проведены исследования циклических процессов с некратными периодами сезонности. Такие процессы представляют собой обобщение временных рядов, встречающихся в задачах ресурсосбережения. Цель работы – создание инструментов для анализа процессов, построение модели и прогноз методом сингулярного спектрального анализа (ССА).

В основе ССА лежит развртка исходного одномерного ряда в многомерную выборку – так называемую траекторную матрицу, представляющую собой совокупность фрагментов исходного ряда, вырезаемых скользящим окном фиксированной длины, смещаемым последовательно на один шаг вдоль всего исходного массива. Для траекторной матрицы находятся факторные векторы, после чего подбором некоторого подмножества факторных векторов выделяются главные компоненты траекторной матрицы, представляющие циклические компоненты исследуемого процесса. Выбранные главные компоненты позволяют произвести аппроксимацию временного ряда.

Прогнозирование производится «Гусеница»1 с постепенным вытеснением и заменой исходных данных последовательности ее прогнозными значениями.

Для проверки разработанных процедур аппроксимации и прогноза был использован массив относительных чисел Вольфа на временном интервале с 1712 года по 1996 год. Траекторная матрица имеет размерность =120 строк и =166 столбцов. Результаты представлены на рис. 3.5. Здесь изображены исходная последовательность фрагмент аппроксимирующей Z, последовательности на интервале (1923-1985) и результат прогноза на период (1986-2020). Изображена также разность между исходным и сглаженным массивом. Интервал (1986-2010) можно рассматривать в качестве контрольного;

по нему можно судить о точности прогноза.

Z Zs Числа Вольфа 175 Z - Zs Zp - Годы Рис. 3.5. Проверка разработанных процедур аппроксимации с применением относительных чисел Вольфа Как параметрическое представление, использующее стохастическую модель авторегрессии скользящего среднего (АРСС), так и непараметрический метод ССА, предполагают наличие динамической модели, описываемой системой дифференциальных уравнений. В первом случае предполагается, что процесс, порождаемый моделью АРСС стационарен и линеен, в ССА требования линейности и стационарности к исследуемому процессу могут нарушаться.

Принципы формирования сигнала в АРСС и ССА различны. В первом случае при адекватном описании сигнал совпадает с исходным процессом, его инерционные компоненты выступают в виде АР и СС, а безинерционная в виде белого шума поступает на вход фильтра, генерируя сам процесс. В ССА шум, уже не белый, коррелированный с сигналом выступает в качестве помехи, а не компоненты сигнала. И если в первом случае достижение высокой точности аппроксимации достаточно проблематично, то при использовании ССА оно не составляет труда.

Голяндина Н.Э. Метод Гусеница SSA: анализ временных рядов. СПб.: СПб.унт, 2004. 74 с.

III.1.4. Разработка методов упрощения моделей сложных биологических систем Научный руководитель – канд. биол. наук Колпаков Ф.А.

В 2011 году проведена работа по реализации методов редукции моделей в BioUML и применению их к модели CD95-индуцируемого апоптоза.

Апоптоз – генетически запрограммированная гибель клеток – один из объектов интенсивного исследования в области системной биологии. Этот процесс регулирует качественный и количественный состав тканей многоклеточного организма и его нарушение тесно связано с рядом патологий, включающих развитие рака2.

Апоптоз запускается внутренними или внешними сигналами, источниками которых являются в первом случае клеточные структуры, и, во втором, так называемые «рецепторы смерти», расположенные на поверхности клеток.

Одним из таких рецепторов является CD95.

M. Bentele и соавт.3 построили математическую модель регуляции CD95 индуцируемого апоптоза, которая описывает белковые взаимодействия в терминах нелинейных дифференциальных уравнений, полученных на основе закона действующих масс и кинетики Михаэлиса-Ментен (рис. 3.6 А). Для валидации параметров модели авторы использовали данные Вестерн-блот анализа, устанавливающего изменение уровня концентрации ряда белков.

Однако количество параметров и переменных модели значительно превышает объем экспериментальных данных, принимаемых во внимание. Для решения этой проблемы на базе платформы BioUML (http://www.biouml.org) разработан плагин (независимо компилируемый программный модуль, динамически подключаемый к основной программе), предназначенный для исследования и редукции моделей4. Этот плагин включает в себя:

анализ биохимических реакций, в том числе классификацию линейных, мономолекулярных и псевдо-мономолекулярных реакций;

нахождение стехиометрической матрицы и законов сохранения системы, посредством вычисления нуль-пространства этой матрицы;

анализ стационарных и квазистационарных состояний системы;

анализ чувствительности параметров модели;

анализ метаболических потоков.

Все реализованные методы имеют удобный интерфейс (рис. 3.7), встроенное описание и наглядное представление результатов анализа, что позволяет производить качественное и быстрое исследование моделей.

MacFarlane M., Williams A.C. Apoptosis and disease: a life or death decision. EMBO Rep. 2004. V. 5. P. 674–678.

Bentele M., Lavrik I., Ulrich M., Ster S., Heermann D.W., Kalthoff H., Krammer P.H., Eils R. Mathematical modeling reveals threshold mechanism in CD95-induced apoptosis. J Cell Biol. 2004. V. 166, issue 6. P. 839–851.

Gorban A.N., Radulescu O., Zinovyev A.Y. Asymptotology of Chemical Reaction Networks. Chem Eng Sci. 2009.

V. 65. P. 2310–2324.

Рис. 3.6. Модель регуляции апоптоза рецептором CD95 и результаты ее редукции.

А. Исходная модель, разделенная на модули в соответствии с тремя этапами апоптоза – активацией каспаз-8, -9 и инактивацией PARP. Б. Модульное представление модели.

В. Минимальная модель, полученная в результате редукции. Г. Графическая нотация, используемая для представления моделей А-В.

На рис. 3.7 левая верхняя панель включает список доступных методов.

Нижняя панель содержит описание выбранного метода, в данном случае – анализа квазиустойчивых состояний системы. В правой панели перечислены параметры метода. Результаты анализа представлены в виде таблицы, колонки которой содержат список исследуемых элементов модели (белков, генов и т.

д.), абсолютные значения наибольшей скорости в интервале времени симуляции, а также текстовое и визуальное представление интервалов короткоживущих элементов.

Рис. 3.7. Пользовательский интерфейс методов для анализа и редукции моделей в программном комплексе BioUML Применение данных методов к модели Bentele и соавт. позволило уменьшить ее размер (рис 3.6 Б, В) и выявить ключевые параметры, определяющие ее динамику на основе экспериментальных данных.

III.2. Программа IV.32.2. Математические, системные и прикладные аспекты перспективных информационных технологий, автоматизации программирования и управления.

Проект IV.32.2.6. Математические, системные и прикладные аспекты автоматизации безопасного управления сложными техническими системами III.2.1. Исследование переходных процессов в кабельных линиях для вычисления диагностических параметров Научный руководитель – канд. техн. наук Чейдо Г.П.

Исполнители – Делегодина Л.А., Суродин С.П., Меркулов И.В., Мягкова И.В., Яковлев В.В.

Известно, что Российские горнодобывающие предприятия имеют удельную энергоемкость продукции в три раза выше среднего мирового показателя.

Одной из основных причин высокой энергоемкости является большое время простоев оборудования во время обнаружения неисправностей и ремонта, что определяет актуальность исследований в данном направлении.

В 2011 году в КТИ ВТ СО РАН разработана система управления электроснабжением горнодобывающего предприятия, одна из функций которой - определение причины и параметров аварийного события в кабельной линии 6-10 кВ по анализу переходного процесса непосредственно перед аварией. В частности, из такого анализа определяются:

вид замыкания;

место повреждения.

Особенно важным при этом является предупредительный контроль развития пробоя изоляции.

Сценарий пробоя включает обычно несколько фаз:

предпробойная фаза, когда происходят единичные самоустраняющиеся микропробои без повреждения кабельных оболочек;

непрерывные импульсные пробои с перемежающейся дугой;

устойчивое горение дуги.

Задачей диагностики является предупреждение на возможно более ранней стадии процесса, в предпробойной фазе. В предлагаемой разработке предлагается следующий способ ее определения.

На рис. 3.8 приведено трехфазное замыкание в кабельной линии, измерительные цепи контроллера расположены в левой части схемы.

RК LК RH LH iA i iB RH AH RК LК LH i RH BH iC RК LК LH i CH Рис. 3.8. Трехфазное замыкание в кабельной линии Дифференциальное уравнение, связывающее ток и падение напряжения в любой фазе (мы рассмотрим фазу А), является неоднородным:

di A di di U A U m sin(t ) Rk i A Lk Mk B Mk С (1) dt dt dt где,, – фазные токи;

– активное сопротивление левого участка кабеля;

– индуктивность кабеля;

– взаимная междуфазная индуктивность;

– начальная фаза напряжения фазы в момент замыкания.

Так как, уравнение (1) можно представить в виде:

di A U m sin(t ) Rk i A L/k (2) dt где. Уравнению (2) соответствует однофазная схема замещения, представленная на рис. 3.9.

RК LК RH LH iA i AH Рис. 3.9. Эквивалентная схема Поскольку уравнение (2) неоднородное, ток переходного процесса является суммой принужденной компоненты (частное решение) и свободной составляющей (общее решение):

t i A I m sin(t k ) ia 0 e TA (3) Um Im Здесь амплитуда периодической компоненты, Rk (L/k ) представляющей вынужденные колебания;

L/k k arctg сдвиг по фазе периодической составляющей тока Rk относительно напряжения;

- постоянная времени участка цепи.

Начальное значение тока короткого замыкания равно сумме начальных значений периодической и апериодической составляющих:

( ) ( ( )) (4) () В выражении (4) амплитуда синусоидальной компоненты тока к моменту замыкания Um I m (0). (5) ( Rk Rн) ( L/k L/н ) Угол ( ) представляет сдвиг по фазе этого тока относительно напряжения к моменту замыкания. Таким образом, полный ток короткого замыкания ( ) ( ). (6) Анализ процесса (6) показывает, что фазовый сдвиг может использоваться в качестве диагностического признака в начальных стадиях процесса повреждения кабеля, когда замыкание не металлическое (на эквивалентной схеме рис. 3.9 в цепи ключа появляется сопротивление дуги). Для выделения сдвига фазы в процедуры обработки должен быть включен цифровой фильтр первой гармоники (эталонная синусоида).

Для практического применения предложенного подхода необходимо иметь контроллер, обладающий достаточным быстродействием для регистрации описанных процессов в реальном масштабе времени. В КТИ ВТ СО РАН разрабатывается контроллер ячейки, позволяющий регистрировать переходные процессы в кабельных линиях.

На рис. 3.10 представлена одна из реализованных в КТИ ВТ СО РАН схем автоматизации управления наземным и подземным электроснабжением шахты. Высоковольтные ячейки присоединений питаются через длинные кабельные линии. Оборудование каждой ячейки оснащено контроллером, который кроме основных функций управления производит измерения электрических параметров присоединения и управление защитами, обеспечивает существенное сокращение времени простоя технологической цепочки шахтного оборудования.

АБК АРМ Диспет чера Сервер Коммут ат ор 20 Ether net L=1880м H- por t- сервер ИП 28 м сб. L= ИП енк г ез ый вол онн яци т т ил L=370м ный с Вен L=750м т ель мог а сб. Вспо L=1000м ЦРПП г ор.+ L=25 L=200м 0м 1 2 3 4 5 6 7 8 0м L= Конвеерный шт рек Конв.шт р. 25 26 33 РУ 35 кВ L=320м Вент.шт р. ИП 6 5 4 3 2 L= 00м ЦРПП г ор.+ 7 8 9 10 11 Верт икальный ст вол м L= 1 2 3 4 5 L=550м 7 8 9 10 О кат очный шт рек Г.+9 м т камесную насод в ру 13 Заез Рис. 3.10. Пример структуры системы управления электроснабжением шахты III.2.2. Исследование и разработка методики мониторинга и диагностики различных типов оборудования энергетических объектов и сооружений с использованием системы на основе многофункциональных микропроцессорных устройств Научный руководитель – канд. техн. наук Золотухин Е.П.

Ответственный исполнитель – Нескородев В. Д.

Деятельность промышленных предприятий, особенно, добывающих (нефть, газ, уголь, руда) и энергетических (ГЭС, ГРЭС, ТЭЦ) отраслей, сопряжена с риском возникновения техногенных и экологических аварий и катастроф.

Несмотря на постоянное применение и совершенствование безопасных методов работы, на шахтах, нефтепроводах, предприятиях нефтегазодобычи, ГЭС время от времени случаются аварии и даже катастрофы, которые приносят большие человеческие жертвы и значительный экономический ущерб. Непродуманные действия по управлению предприятием, экономия на средствах повышения безопасности, в конечном счете, ведет к росту затрат на производство продукта и его себестоимости. Поэтому совершенствование методов безопасной эксплуатации предприятий, включая разработку методов и средств предупреждения и снижения последствий техногенных аварий и катастроф, являются чрезвычайно актуальными.

В 2011 году продолжены работы по совершенствованию систем мониторинга технического состояния плотин ГЭС. В результате в КТИ ВТ СО РАН получены новые разработки технических и программных средств комплекса сейсмомониторинга и новые результаты по разработке конечно-элементной модели плотины (на примере Красноярской ГЭС).

Для технических средств мониторинга разработан новый более производительный процессорный модуль управления (рис 3.11) программно аппаратного комплекса для мониторинга технического состояния и регистрации землетрясений на плотинных ГЭС – ПАК-МЗ.

Рис. 3.11. Процессорный модуль управления программно-аппаратного комплекса Это позволило добиться стабильной работы комплекса при предельных скоростях потока информации от сейсмоприемников при регистрации и обработки сигналов как от шумов работающего оборудования, так и при землетрясениях.

Это обеспечило проведение регулярных и достоверных измерений сейсмических микроколебаний плотины, обработка которых позволила получить впервые:

оценки реакции плотины КГЭС при воздействии на не землетрясений;

оценки собственных частот плотины КГЭС в зависимости от времени при круглогодичном наблюдении.

На рис. 3.12 приведена запись зарегистрированного многоканального сейсмического сигнала от землетрясения 27 декабря 2011 года, а на рис. 3. результаты оценки текущего спектра сигнала в одной точке наблюдения при землетрясении 10 февраля 2011 года на плотине Красноярской ГЭС. На рис.

3.13 в момент времени наибольшей интенсивности сигнала от землетрясения в текущем спектре видны локальные экстремумы, значения которых совпадают со значениями собственных частот плотины, полученные ранее при обработке сейсмических сигналов от работающего оборудования путем длительного накопления в частотной области.

Рис. 3.12. Многоканальная запись землетрясения на плотине Красноярской ГЭС 27.12.2011 г.

Рис. 3.13. Изменение спектров колебаний плотины Красноярской ГЭС в определенной точке наблюдения Результаты обработки хранятся в базе данных для последующего анализа – поиска зависимости собственных частот от уровня наполнения водохранилища и температуры воды, связанных с сезонными изменениями.

Другим важным элементом прогнозирования технического состояния плотины ГЭС является моделирование его поведения под действием различных нагрузок и других факторов, в том числе землетрясений.

В 2011 году в КТИ ВТ СО РАН на основе метода конечных элементов по строительным чертежам разработана трехмерная расчетная модель плотины Красноярской ГЭС (рис. 3.14) длиной 1072,5 м и максимальной строительной высотой 128 м. Для модели использовались следующие свойства бетона:

модуль упругости (E) = 1,8E+10 Па, коэффициент Пуассона 0,2, прочность сжатия 3,8E+7 Па. С помощью пакета программ ANSYS осуществлен статический, модальный и спектральный анализ модели плотины: рассчитаны возникающие статические и динамические деформации и напряжения, в том числе, под воздействием землетрясения (рис. 3.15).

Рис. 3.14. Конечно-элементная расчетная модель плотины Красноярской ГЭС Рис. 3.15. Спектральный анализ. Деформации плотины в поперечном направлении под воздействием модели сейсмического воздействия СА- III.3. Программа VI.53.1. Создание моделей патологических состояний человека: исследование генетико-физиологических, молекулярно генетических и биофизических механизмов.

Проект VI.53.1.3. Экспериментальный, биофизический анализ клеточных механизмов нейропатологий на модельных нейронных системах in vitro, поиск методов и средств коррекции.

III.3.1. Выявление вовлеченности Na+- или K+-каналов в формирование эпилептиформной активности Научный руководитель — д-р биол. наук Ратушняк А.С.

Ответственный исполнитель — д-р биол. наук Запара Т.А.

В 2011 году в КТИ ВТ СО РАН были проведены исследования щипковой каталепсии, рассматриваемой как депрессивноподобное поведение. Поиск электрофизиологических коррелятов генетически детерминированной повышенной предрасположенности к такому поведению позволил обнаружить спонтанные эпилептиформные разряды в срезах гиппокампа мышей каталептиков. Активность отдельного нейрона зависит от баланса активности каналов клеточной мембраны. В частности, открытие Na+ каналов генерирует возбуждающий трансмембранный ток, а открытие K+ каналов сопровождается торможением. Состояние и количество ионных каналов регулируется как вне-, так и внутриклеточными регуляторными каскадами, активность которых регулируется, в частности, нейротрофическими факторами.

Полученные в 2011 году данные свидетельствуют о том, что вероятной причиной возникновения спонтанных эпилептиформных разрядов в гиппокампе является недостаточная сбалансированность тормозных и возбуждающих процессов. С целью оценки вовлеченности ионных каналов в формирование эпилептиформной активности проведены экспериментальные исследования с применением канальных блокаторов и нейротрофических факторов.

Обнаружено, что обработка срезов нейротрофическим кортикотропин рилизинг фактором (CRF) снижает эндогенную эпилептиформную активность.

Блокада Na+ каналов снижает вероятность появления эпилептиформных разрядов, а блокада некоторых типов K+ каналов, напротив, усиливает эпилептиформную активность в срезах гиппокампа.

Полученные данные демонстрируют вовлечение Na+ и K+ каналов в формирование в срезах гиппокампа мышей эпилептиформной активности и возможность коррекции этого типа нейропатологии нейротрофическими факторами.

III.3.2. Экспериментальный анализ влияния блокады секретируемого белка S100B антителами на экспрессию генов при долговременной посттетанической потенциации Научный руководитель — д-р биол. наук Ратушняк А.С.

Ответственный исполнитель — канд. биол. наук Лисачев П.Д.

Реципрокные нейроглиальные взаимодействия представляют собой часть межклеточных сигнальных процессов, обеспечивающих функционирование мозга. Астроциты, основной подтип глиальных клеток, отвечают на выделение нейромедиаторов высвобождением в межклеточное пространство глиомедиаторов, которые регулируют синаптическую передачу и пластичность. Одним из факторов, секретируемых астроцитами, является белок S100B. Несмотря на обилие данных, свидетельствующих о влиянии S100B на нейрональную пластичность, конкретные механизмы его вовлечения в этот процесс во многом неясны.

Долговременная посттетаническая потенциация (ДПТП) – классическая экспериментальная модель синаптической пластичности. Она вызывается кратковременной высокочастотной электростимуляцией (тетанизацией) пресинаптических волокон и выражается в длительном увеличении эффективности связей между этими волокнами и постсинаптическими клетками. В КТИ ВТ СО РАН в 2011 году исследована функциональная роль внеклеточного пула белка S100B в формировании ДПТП в срезах гиппокампа крыс.

Известно, что интенсивная синаптическая активность приводит к увеличению внеклеточного уровня белка S100B (по косвенным оценкам, до 10 нМ).

Внеклеточный S100B может связываться с рецепторами RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) и влиять на активность транскрипционных факторов. Проверено влияние внеклеточного S100B на индукцию экспрессии своего гена при ДПТП. В проведенных экспериментах моноклональные антитела к S100B (AS100B) не блокировали индукцию ДПТП. При этом тетанизация в присутствии AS100B (0,1 мг/мл, т.е. около 700 нМ) приводила к увеличению содержания мРНК S100B в CA1 до 264±12% (относительно нететанизированных срезов), что практически не отличалось от уровня контроля (286±22%, n1=n2=2). Перфузия срезов гиппокампа рекомбинантным белком S100B (10 нМ в расчете на димерную форму) также не оказывала существенного влияния на базальный уровень синаптической передачи в синапсах CA3-CA1 в наших экспериментальных условиях.

На основании полученных результатов можно исключить внеклеточный белок S100B из числа вероятных факторов, влияющих на экспрессию гена S100B при ДПТП в наших условиях.

III.3.3. Разработка системы классификации паттернов дыхания в норме и патологии с целью создания методов диагностики и немедикаментозного лечения психосоматических заболеваний и других нейропатологий Научный руководитель — д-р биол. наук Ратушняк А.С.

Ответственный исполнитель — канд. биол. наук Гришин В.Г.

Одним из актуальных направлений в интегративной физиологии, занимающейся, в частности, проблемами саморегуляции сложных систем, является проблема регуляции дыхания, изучение которой у человека имеет существенные ограничения в плане проведения экспериментальных исследований. Решение этих проблем в значительной мере ограничено из-за сложной и не до конца понятной организации регуляции дыхания, в основе которой лежит фактически двойной тип управления – произвольный и непроизвольный, осуществляющийся через независимые нервные пути.

Одним из подходов для изучения функциональных и патологических нарушений этих процессов может быть, так же как и в кардиологии, исследование ритмов дыхания.

В рамках исследования в 2011 году паттерны дыхания изучались методами капнографии и пневмографии. Показатели легочного газообмена исследовались методом оксиспирометрии на метаболографе Ultima PFX (США). Спектральный анализ результатов исследований выполнен методом быстрого преобразования Фурье.

В ходе работ:

Разработан метод высокоточной регистрации внешнего дыхания для спектрального анализа дыхательных ритмов.

Исследованы механизмы формирования медленных периодических изменений показателей вентиляционной функции и легочного газообмена.

Изучены временные характеристики паттерна дыхания в норме, и у лиц с психогенной одышкой.

Исследованы спектральные характеристики дыхания при психогенной одышке и дыхательной недостаточности, в сравнении с нормой.

На основе анализа спектральных характеристик дыхания была разработана система классификации респираторных паттернов в норме и при функциональных нарушениях регуляции внешнего дыхания.

Показано, что разработанный метод, основанный на спектральном анализе вариабельности дыхательного паттерна, может быть использован в качестве объективного метода для дифференциальной диагностики психогенной одышки и является перспективным методом для диагностики дыхательной недостаточности.

На рис. 3.16 приведены групповые спектральные характеристики капнограмм для здоровых и больных с психогенной одышкой.

Рис. 3.16. Гистограммы распределения амплитуд субгармоник и высокочастотных гармоник капнограммы для здоровых (верхняя), пациентов с психогенной одышкой (нижняя). Вертикальная ось – амплитуда гармоники в %, горизонтальная ось – частота дыхания, выраженная в Гц. №1 – №15 - номера пациентов.

IV. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫМ ИНТЕГРАЦИОННЫМ ПРОЕКТАМ IV.1 Комплексные междисциплинарные исследования факторов генезиса и прогноза внезапных выбросов и взрывов метана в угольных шахтах России и Украины (интеграционный проект № 60) Научный руководитель – канд. техн. наук Чейдо Г.П.

Исполнители – Благодарный А.И., Гурьев В.А., Йосифов П.В., Каратышева Л.С., Комаров А.В., Нескородев В.Д.

В 2011 году завершена работа КТИ ВТ СО РАН совместно с институтами СО РАН: ИНГГ, ИГМ, ИТПМ, ИГД, ИУУ, ИЗК, ИХКГ, ИПХЭТ, КемНЦ СО РАН, ГПНТБ СО РАН, Институтом геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАНУ и Институтом физики горных процессов НАНУ по интеграционному проекту, посвященному повышению безопасности угольных шахт России и Украины. Проблематика работ связана как с определением потенциальной угрозы выбросов и взрывов метана и угольной пыли, так и с сокращением людских и материальных потерь во время и после инцидента, если его не удалось избежать.

Объект исследования - система наблюдения и оповещения персонала шахты (СНиОП). Система предназначена для автоматической регистрации входа и выхода персонала из шахты;

оперативного контроля местоположения лиц, находящихся в подземных выработках шахты;

персонального оповещения работников, находящихся в конкретной зоне шахты или, по команде диспетчера, всех работников, находящихся в подземных выработках шахты, поиска людей под завалами горной породы и угля.

Область применения – предприятия горной промышленности, включая подземные выработки рудников и шахт, в том числе опасных по газу (метану) и (или) угольной пыли.

Результатом научно-исследовательской работы стала разработка действующего макета системы, обеспечивающей выполнение требований правил промышленной безопасности на подземных рудниках и шахтах, в том числе опасных по газу и пыли в соответствии п. 41, 49 ПБ 05-618-03 и п. ПБ 03-553-03.

Ранее в период 2009-2010 год были разработаны:

архитектура построения СНиОП, контроллер доступа, радиоконтроллер, радиометка;

программное обеспечение нижнего и верхнего уровня СНиОП.

В 2011 году создан действующий макет устройства поиска шахтеров под завалами угля и горной породы. В результате исследования условий распространения электромагнитных колебаний в горной породе и угле найдена оптимальная частота канала связи блока поиска с шахтером, расположенным «за» и «под» завалами горных пород. Макет прошел успешные испытания в реальных производственных условиях.

СНиОП, как главнейшая компонента, обеспечивающая безопасность персонала перед угрозой инцидентов, связанных с внезапными выбросами и взрывами метана, встроена в интегрированную систему шахтной автоматики.

Программное обеспечение интегрированной системы шахтной автоматики состоит из двух самостоятельных программных компонент: программного обеспечения Интерфейса оператора и программного обеспечение Базы данных.

Интерфейсная часть обеспечивает:

контролируемый вход персонала в систему;

ввод команд персоналом с помощью манипулятора и клавиатуры;

быструю оценку состояния технологического оборудования по видеокадрам и панелям мнемосхем;

управление технологическими объектами с помощью динамических меню;

технологическую сигнализацию;

квитирование технологических сообщений;

определение текущего местоположения персонала в выработках шахты;

отслеживание перемещений персонала в заданный период времени;

передачу управления следующей смене и выход персонала из системы.

На видеокадре (рис. 4.1) приведена общая схема расположения горных выработок шахты, управляющая строка видеокадра в верхней части экрана, окно сообщений в нижней части экрана и кнопки перехода на видеокадры состояния конкретных участков технологического оборудования шахты. На схему выработок наложена сетка пикетов СНиОП (радиосчитывателей кодов радиометок), которые устанавливаются в выработках. Уникальный код радиометки «зашит» в радиомодуль, который находится в переносной аккумуляторной батарее светильника шахтера. На рисунке представлен также список персонала, присутствующего на одном из пикетов.

Все перемещения персонала фиксируются в базе данных и в любой момент могут быть задокументированы. Предусмотрен ряд документов, требуемых правилами безопасности:

список персонала на конкретном пикете;

список персонала, находящегося в заданной зоне;

сводка перемещений персонала;

список шахтеров, получивших светильники, но не находящихся в выработках;

список нештатных посетителей и т.д.

Рис. 4.1. Интерфейс диспетчера Разработанные в КТИ ВТ СО РАН устройства и программное обеспечение СНиОП находятся в опытной эксплуатации на шахте «Кыргайская»

(Прокопьевский район Кемеровской области).

IV.2. Построение модели функционирования почки в регуляции артериального давления (интеграционный проект № 91) Научный руководитель – канд. биол. наук Колпаков Ф. А.

В 2011 году в рамках междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 91 «Построение модели функционирования почки в регуляции артериального давления», выполняемого совместно с институтами СО РАН:

ИЦиГ, ИМ, ИТПМ и ИФП, завершено создание комплексной интеграционной модели сердечно-сосудистой системы (ССС) человека.

Данная модель создана на основе модели кратковременных эффектов в ССС, связанных с сокращением сердца5, долговременной почечной регуляции6 и системы артериальных сосудов7. В основе математической части данных моделей лежат различные виды дифференциальных уравнений:

Солодянников Ю. В. Элементы математического моделирования и идентификация системы кровообращения. Самара: Изд-во Самар. ун-та, 1994. 315 с.

Karaaslan F. et al. Long-term mathematical model involving renal sympathetic nerve activity, arterial pressure, and sodium excretion. Ann Biomed Eng. 2005. 33(11): 1607- Lamponi D. One dimensional and multiscale model for blood flow circulation. Pour l'obtention du grade de docteur es sciences. Ecole Polytechnique Federale De Lausanne. 2004.

обыкновенные, алгебро-дифференциальные и уравнения в частных производных.

Для реализации моделей и их интеграции использовалась открытая платформа BioUML, позволяющая создавать формальное описание и моделировать биологические системы и процессы. Специально для этого разработан модуль графического представления математических моделей в виде блочных диаграмм, а также модуль для автоматической генерации и численной симуляции агентных моделей с использованием библиотеки Ascape8. Такое сочетание подходов позволило комбинировать упомянутые модели, несмотря на используемый ими различный формализм, временную шкалу (минуты, секунды) и математический аппарат. На рис. 4.2 представлена графическая нотация, используемая для построения модульной диаграммы, а на рис. 4.3 – общая схема разработанной комплексной модели ССС.

Рис. 4.2. Графическая нотация элементов модульной диаграммы Базовые модели валидированы после реализации в BioUML. Созданная на их основе комплексная интеграционная модель способна предсказывать динамику как локальных процессов, таких как посекундный поток крови, давление крови в каждой из 55 главных артерий человека, сокращения сердца, так и усредненных глобальных параметров ССС, таких как содержание ионов натрия или различных гормонов, регулирующих артериальное давление.

Конечно, в процессе объединения часть регулирующих параметров была потеряна, так как в некоторых блоках (например, артериальном дереве) не предусмотрено их использование. Однако, используемые принципы, а именно модульное графическое построение моделей и гибкость агентного моделирования делают созданную модель легко расширяемой. Блоки могут быть доработаны по отдельности или даже заменены на более совершенные математические модели соответствующих органов. Все реализованные Inchiosa, M.E. and M.T. Parker Overcoming Design and Development Challenges in Agent-based Modeling Using Ascape. PNAS, 2002. 99, Suppl. 3: 7304-7308.

базовые модели, как и платформа для построения блочных моделей доступны по адресу www.biouml.org.

Рис. 4.3. Комплексная модель сердечно-сосудистой системы человека, собранная с использованием системы BioUML из блоков моделей сердечных сокращений, модели почечной регуляции и модели артериального дерева. P – давление, Q – поток, R сопротивляемость, V – объем, H– нейрогуморальный фактор, DO2– кислородный долг. См.

обозначения таб. 4.1.

Таб. 4.1 Условные обозначения параметров, используемых на рис. 4. Обозначение Описание Эффект автономной нервной системы eaum Концентрация антидиуретического гормона Cadh Концентрация натриуретического пептида Canp Концентрация альдостерона Cal Концентрация ангиотензина Cat Концентрация ренина Cr Сsod Концентрация натрия Сердечный выброс (минутный объем) Fico Скорость тока мочи Fiu Среднее артериальное давление Pma Среднее наполняющее давление Pmf Давление в правом предсердии Pra Артериальное сопротивление R Почечная симпатическая нервная активность rsna Васкуляризация vas Объем внеклеточной жидкости Vecf IV.3. Геномные основы подверженности к частым заболеваниям человека и проблема генетического тестирования (интеграционный проект № 17) Научный руководитель – канд. биол. наук Колпаков Ф. А.

В 2011 году в рамках интеграционного проекта СО РАН № 17 «Геномные основы подверженности к частым заболеваниям человека и проблема генетического тестирования» совместно с ИХБФМ СО РАН и институтами СО РАМН: ИКИ, ИМГ – проведена реконструкция путей сигнальной трансдукции, участвующих в развитии рассеянного склероза у человека. Для этого были собраны данные генной экспрессии (8 микрочиповых экспериментов из базы данных Gene Expression Omnibus) платформы Affymetrix, удовлетворяющих заданным условиям (Homo sapiens, рассеянный склероз, клетки крови, платформа Affymetrix): GSE14895, GSE15245, GSE16461, GSE17449, GSE19285, GSE23832, GSE24427, GSE26104.

Указанные данные получены с применением семейства чипов HG-U133 (A, A 2.0, A и B и Plus 2.0).

Для анализа отобранных данных применен комплекс методов, как стандартных, так и разработанных в КТИ ВТ СО РАН (например, Identification of Down- and Up-Regulated Objects (IDURO)), позволяющих проводить высокоэффективный анализ. Эти методы реализованы в составе платформы BioUML, интегрированной с базой данных, созданной для поддержки исследований в рамках данного проекта. С помощью BioUML были применены методы, реализованные для экспрессионного и корреляционного анализа в программном продукте R/Bioconductor (http://www.bioconductor.org), получившем широкое распространение в последние годы.

Поскольку все наборы данных были получены разными авторами в разных условиях, проведен их мета-анализ, позволяющий объединить результаты анализа каждого из них. В результате этого отобраны по 1000 генов, продемонстрировавших повышенную и пониженную по сравнению с контролем экспрессию. На рис. 4.4 представлен фрагмент таблицы с генами, экспрессия которых значимо понижена у больных рассеянным склерозом по сравнению с нормой. Промоторный анализ отобранных 2000 генов в BioUML выявил транскрипционные факторы, потенциально играющие ключевую роль в формировании рассеянного склероза (рис. 4.5). В промоторном анализе были задействованы весовые матрицы для более чем тысячи транскрипционных факторов человека. Поиск производился на интервале [-10000;

+1000] относительно старта транскрипции.

Рис. 4.4. Результаты мета-анализа микрочиповых данных. Пользовательский интерфейс программы BioUMLweb. Окно вверху слева отражает список собранных данных по генной экспрессии. Окно вверху справа – данные одной из таблиц списка.

Рис. 4.5. Результаты промоторного анализа генов, экспрессия которых значимо отличает больных рассеянным склерозом от здоровых людей Опираясь на информацию международных баз данных, на основе данных о транскрипционных факторах - регуляторах работы значимо дерегулированных генов – проведена автоматическая реконструкция возможных путей передачи сигнала внутри клетки. Важную роль в передаче сигнала играют MAP киназные каскады, включающие в себя ряд белков-ферментов, которые работают иерархически и фосфорилируют другие белки, контролируя активное и неактивное состояние.

В результате проведенной работы выявлено, что у больных рассеянным склерозом большинство дерегулированных генов относится к путям сигнальной трансдукции, контролирующим воспаление (транскрипционный фактор NF-B), апоптоз (каспазы) и иммунные процессы (интерлейкины и интерфероны). Указанные пути являются важными регуляторами жизни клеток и функционирования организма человека, и потому представляют собой объекты повышенного интереса, в том числе в связи и с другими патологиями.

Полученные результаты наряду с данными генотипирования пациентов являются важной основой для корреляционного анализа рассеянного склероза и оценки риска его развития.

IV.4. Комплексное исследование генетических, молекулярных и физиологических механизмов депрессии и разработка новых методов ее фармакологической коррекции. Роль наследственных изменений в цитокиновой и серотониновой системах мозга (интеграционный проект № 18) Научный руководитель – д-р биол. наук Ратушняк А.С.

В 2011 году завершены работы в КТИ ВТ СО РАН по междисциплинарному интеграционному проекта СО РАН № 18, выполняемому совместно с институтами СО РАН: ИЦиГ, НИОХ, ИХБФМ, ИАиЭ.

Для проверки гипотезы о связи предрасположенности к каталепсии с различной чувствительностью рецепторов к интерлейкину-6 (IL-6) в рамках проекта исследовали влияние экзогенного IL-6 на экспрессию генов в срезах гиппокампа у мышей линий HT1AC и AKR.

Ранее было обнаружено, что предрасположенность к каталепсии у мышей коррелирует с вероятностью развития спонтанных эпилептиформных разрядов в срезах гиппокампа в условиях in vitro.

В предварительных экспериментах было выяснено, что в данных условиях в срезах гиппокампа мышей наиболее предрасположенных к каталепсии, отсутствует спонтанная эпилептиформная активность как в контроле, так и при инкубации с IL-6 и после его отмывания. Инкубация срезов с IL-6 (5нг/мл) вызывала уменьшение амплитуды популяционных спайков, вызванных стимуляцией коллатералей Шаффера, что соответствует имеющимся литературным данным. Уменьшение амплитуды популяционных спайков отражает фасилитакцию IL-6 процессов торможения в нейронной сети гиппокампа.

Контрольные электрофизиологические эксперименты показали, что после 3-х часовой инкубации срезов стимуляция коллатералей Шаффера как и до инкубации вызывала популяционные спайки амплитудой более 1 мВ, что свидетельствует о сохранении жизнеспособности нейронов.

Дальнейшие биохимические исследования позволили выявить отсутствие достоверных изменений уровня экспрессии мРНК у исследуемых мышей.

IV.5. Роль физических механизмов в транскапиллярном обмене и его регуляции (интеграционный проект № 87) Научный руководитель – д-р биол. наук Ратушняк А.С.

В 2011 году в КТИ ВТ СО РАН завершены работы по междисциплинарному интеграционному проекту № 87, выполняемому совместно с институтами СО РАН: ИЛФ, ИТПМ, ИЦиГ. В задачу текущего года входило исследование влияния вазоконстрикторов (гистамина и серотонина) на рН и электрическую активность стенок микрососудов.

Влияние вазоконстрикторов на электрическую активность стенок микрососудов.

Электрическая активность стенок микрососудов зависит от механического воздействия, оказываемого на стенки сосудов текущей кровью.

Периодичность электрической активности, отводимой от стенок микрососудов, ассоциирована с сердечным ритмом. Полученные данные регистрации электрической активности микрососуда на фоне аппликации сосудосуживающих агентов (гистамина, так и серотонина) показали, что они снижают амплитуду таких колебаний, не влияя на их периодичность (рис. 4.7).



Pages:   || 2 |
 














 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.