Разработка математического и программного обеспечения для обработки данных радиационных измерений

Останков, Максим Геннадьевич Отделение информационных технологий (ОИТ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

С помощью разработанного программного комплекса будет осуществляться обработка и калибровка исходных данных, контроль и анализ радиационных данных для подвижного пункта наблюдений. Работа представляет интерес для организаций, ведущих мониторинг климатических и экологических систем.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 14
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ……………………………………………………. 16
1.1 Анализ существующих решений …………………………………………………… 16
1.1.1 IMeteolabs…………………………………………………………………………………… 16
1.1.2 Автоматизированная система первичной обработки текущей
метеорологической информации станций на персональных ЭВМ ……….. 18
1.1.3 UVBrewer …………………………………………………………………………………… 19
1.1.4 Сравнительный анализ существующих разработок ……………………… 20
1.2 Анализ существующих решений контроля качества данных …………….. 21
1.2.1 RegexFilter ………………………………………………………………………………….. 21
1.2.2 Text Cleanser ………………………………………………………………………………. 22
1.2.3 Сравнительный анализ существующих разработок ……………………… 23
1.3 Проведенные исследования ……………………………………………………………… 24
2 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………………………………………. 26
2.1 Радиометр NILU-UV-6T …………………………………………………………………… 26
2.2 Формат данных ………………………………………………………………………………… 28
3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К РАБОТЕ ……………………………………………………….. 29
3.1 Приложение uvpro ……………………………………………………………………………. 29
3.2 Данные GPS …………………………………………………………………………………….. 30
3.3 Данные солнечной радиации ……………………………………………………………. 30
3.4 Калибровочные данные ……………………………………………………………………. 31
4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ……………………………………………………………………………. 32
4.1 Алгоритм контроля качества данных ……………………………………………….. 32
4.1.1 Загрузка данных и поиск дефектного символа …………………………….. 33
4.1.2 Режимы исправления ………………………………………………………………….. 33
4.1.3 Завершение работы и сохранение результатов …………………………….. 34
4.2 Алгоритм обработки данных радиационных измерений для подвижного
пункта наблюдений ……………………………………………………………………………….. 36
4.2.1 Получение и фильтрация данных………………………………………………… 37
4.2.2 Поиск соответствия ……………………………………………………………………. 37
4.2.3 Передача параметров в uvpro………………………………………………………. 38
4.2.4 Поиск и запись результата в файл ……………………………………………….. 38
4.2.5 Режимы работы ………………………………………………………………………….. 39
5 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ДАННЫХ
КАЛИБРОВОЧНЫХ РАДИАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ………………………….. 41
6 РЕЗУЛЬТАТЫ РАЗРАБОТКИ……………………………………………………………….. 45
6.1 Контроль качества данных ……………………………………………………………….. 45
6.2 Приложение обработки данных подвижного пункта наблюдений …….. 46
7 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 51
7.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности разработки с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………… 51
7.1.1 Потенциальные потребители результатов проекта ………………………. 51
7.1.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 52
7.1.3 QuaD-анализ ………………………………………………………………………………. 54
7.1.4 SWOT-анализ …………………………………………………………………………….. 55
7.2 Определение возможных альтернатив разработки…………………………….. 57
7.3 Организация и планирование работ ………………………………………………….. 57
7.3.1 Продолжительность этапов работ ……………………………………………….. 59
7.3.2 Расчет накопления технической готовности………………………………… 63
7.4 Расчет сметы затрат на выполнение проекта …………………………………….. 64
7.4.1 Расчет материальных затрат ……………………………………………………….. 64
7.4.2 Расчет основной заработной платы исполнителей систем ……………. 65
7.4.3 Расчет затрат по дополнительной заработной плате ……………………. 66
7.4.4 Расчет отчислений во внебюджетные фонды ………………………………. 66
7.4.5 Расчет накладных расходов ………………………………………………………… 67
7.4.6 Формирование бюджета затрат проекта………………………………………. 68
7.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования .. 68
7.6 Вывод по разделу менеджмент …………………………………………………………. 71
8 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………. 72
8.1 Производственная безопасность ………………………………………………………. 72
8.1.1 Повышенный уровень электромагнитных излучений ………………….. 73
8.1.2 Отклонение показателей микроклимата в помещении …………………. 74
8.1.3 Повышенный уровень шума на рабочем месте ……………………………. 75
8.1.4 Недостаточная освещенность рабочей зоны ………………………………… 75
8.1.5 Электрический ток ……………………………………………………………………… 76
8.2 Экологическая безопасность…………………………………………………………….. 76
8.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………. 77
8.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 78
8.4.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства ……….. 78
8.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …… 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………….. 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ …………………………………………. 83
ПРИЛОЖЕНИЕ А ……………………………………………………………………………………. 87

С давних времен человечество проявляло интерес к изучению
атмосферы. Этот интерес породил такую науку как метеорология. Для
наблюдения за состоянием атмосферы создана сеть наземных
метеорологических станций, оборудованных различными приборами, которые
снимают показания с высокой интенсивностью, раз в минуту.
На данный момент, не представляется возможным проводить обработку
данных без использования автоматизированных метеорологических
информационно-измерительных систем (АМИИС).
Получаемые с прибора данные не всегда имеют вид пригодный для
дальнейших расчетов. Причиной этому являются ошибки, возникающие в
результате помех и шумов при регистрации данных прибором или при их
передаче на ПК. В следствии этого необходимо привести данные к
определенному формату пригодному для дальнейшего расчета в АМИИС.
Приборы, используемые на метеорологических станциях, нуждаются в
относительных ежемесячных и абсолютных ежегодных калибровках, в
результате которых прибор отправляется на завод производителя. По причине
больших финансовых затрат данные калибровки не всегда становятся
возможными.
Целью данной работы является разработка математического и
программного обеспечения, контроля и анализа данных радиационных
измерений для института мониторинга климатических и экологических
систем.
Для достижения поставленной цели требуется решить ряд задач, а
именно: разработать Desktop-приложение для контроля качества данных
радиационных измерений, разработать Desktop-приложение обработки
данных радиационных измерений для подвижного пункта наблюдений,
обработать и проанализировать данные калибровочных радиационных
измерений.
В работе представлена реализация обработки данных радиационного
излучения полученных с радиометра NILU-UV-6T, разработаны и
реализованы алгоритмы поиска ошибок и их корректировки.
Вследствие дороговизны проведения калибровок, отдельное внимания
было уделено обработке и анализу данных необходимых для проведения
ручной калибровки радиометра.
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

В данной работе рассмотрен процесс разработки Desktop-приложений
для контроля качества и обработки данных радиационных измерений,
полученных с подвижного пункта наблюдений. Для создания приложений был
проведен анализ предметной области, были рассмотрены существующие
решения, проанализированы их преимущества и недостатки. Было проведено
проектирование, реализация функционала и интерфейса программ. Также
была произведена математическая обработка и анализ данных калибровочных
радиационных измерений.
Результатом выполнения работы являются Desktop-приложение,
позволяющее производить обработку радиационных данных полученных с
подвижного пункта наблюдений и приложение осуществляющее проверку
радиационных данных на наличие ошибок, их исправление в
полуавтоматическом режиме. Также были рассчитаны коэффициенты
уравнения регрессии полученного на основе анализа калибровочных данных,
которые необходимы для корректировки получаемых с прибора данных.
По завершению работы были решены все задачи, поставленные в
начале выполнения работы. Разработанные приложения удовлетворяют всем
требованиям поставленным заказчиком – институтом мониторинга
климатических и экологических систем. Результаты работы актуальны на и
имеет практическую значимость.
Разработанные приложения и уравнение регрессии используются
институтом мониторинга климатических и экологических систем в рамках
научно-исследовательских работ, связанных с мониторингом проходящего
солнечного УФ-излучения и изучением его воздействия на различные
физические характеристики.

1. Система метеорологического мониторинга IMETEOLABS // www.
icbcom.ru.URL:https://icbcom.ru/ru/imeteolabs-sistema-ekologicheskogo-i-
meteorologicheskogo-monitoringa/ (Дата обращения: 25.05.2018);
2. Автоматизированная система первичной обработки текущей
метеорологическойинформациистанцийнаперсональныхЭВМ//
www.meteo.ruURL:http://meteo.ru/it/129-persona-mis(Датаобращения:
25.05.2018);
3. Software for Ozone Spectrophotometers // www.o3soft.eu URL:
http://www.o3soft.eu/uvbrewer.html (Дата обращения: 25.05.2018);
4. RegexFilter — программа для очистки текста от мусора //
www.ddiary.ru URL: http://ddiary.ru/programma-dlya-ochistki-teksta-ot-musora/
(Дата обращения: 08.05.2018);
5. Text Cleanser 2.4 — форматирование текста // www.softovka.ru URL:
http://softovka.ru/system-utilities/text-document-editors/text-cleanser-2.4.htm
(Дата обращения: 08.05.2018);
6. «Академик Лаврентьев» вернулся во Владивосток из арктической
экспедиции по изучению глобального потепления // www.newsvl.ru URL:
https://www.newsvl.ru/vlad/2016/11/02/153161/ (Дата обращения: 08.05.2018);
7. NILU-UV multi-filter radiometer // www.europepmc.org URL:
https://europepmc.org/abstract/med/28259430 (Дата обращения: 14.05.2018);
8. The NILU-UV Irradiance Meter // www.products.nilu.no URL:
http://products.nilu.no/LinkClick.aspx?fileticket=NUnd5BGWQec%3D&tabid=19
32&mid=4107 (Дата обращения: 14.05.2018);
9. Институт мониторинга климатических и экологических систем
Сибирского отделения Российской академии наук // http://www.imces.ru URL:
http://www.imces.ru/index.php?rm=news&action=viewArt&cat_id=360(Дата
обращения: 02.05.2018);
10. Томский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды // www.meteo-tsk.ru URL: http://www.meteo-tsk.ru/site (Дата обращения:
02.05.2018);
11. Федеральное государственное бюджетное учреждение «Западно-
Сибирское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды» // www.meteorf.ru URL: http://www.meteorf.ru/about/structure/local/875/
(Дата обращения: 02.05.2018);
12.МетодSWOTанализавстратегическомуправлении//
www.powerbranding.ru URL: http://powerbranding.ru/biznes-analiz/swot/ (Дата
обращения: 02.05.2018);
13.Консультант//www.consultant.ruURL:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_89925/0b4c377c2b70bf8970
4f7527d6844a2594ea9e9f/ (Дата обращения: 02.05.2018);
14. Охрана труда. Основы безопасности жизнедеятельности //
www.Grandars.ru.URL:http://www.grandars.ru/shkola/bezopasnost-
zhiznedeyatelnosti/ohrana-truda.html (дата обращения: 20.05.2018);
15.Воздействиешуманачеловека//GardenWeb.URL:
http://gardenweb.ru/vozdeistvie-shuma-na-cheloveka(датаобращения:
20.05.2018);
16. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки //
Библиотекагостовинормативов.2016.URL:
http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/5/5212/ (дата обращения:
20.05.2018);
17. СНиП 23-05-95 Строительные нормы и правила Российской
Федерации.Естественноеиискусственноеосвещение//URL:
http://www.vashdom.ru/snip/2305-95/ (дата обращения 20.05.2018);
18. ГОСТ ИСО 8995-2002. Освещение рабочих систем внутри
помещений // URL: http://www.internet-law.ru/gosts/gost/5955/ (дата обращения
20.05.2018);
19. ГОСТ 12.1.038 – 82 система стандартов безопасности труда.
Электробезопасность,предельнодопустимыезначениянапряжений
прикосновения и токов // URL: http://vsegost.com/Catalog/21/21681.shtml (дата
обращения 20.05.2018);
20. ГОСТ Р 12.1.019-2009. Электробезопасность. Общие требования и
номенклатура видов защиты // URL: http://vsegost.com/Catalog/49/49923.shtml
(дата обращения 20.05.2018);
21. ГОСТ 12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление.
Зануление//URL:
https://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/4/4663/index.php(дата
обращения 20.05.2018);
22. ГОСТ 12.2.037-78. Техника пожарная. Требования безопасности //
URL: http://vsegost.com/Catalog/15/15110.shtml (дата обращения 25.05.2018);
23.ПоповВ.М.Психологиябезопасностипрофессиональной
деятельности:учебноепособие/В.М.Попов;Новосибирский
государственныйтехническийуниверситет.–Новосибирск:Изд-во
Новосибирского государственного технического университета, 1996 г. – 155 с;
24. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ
(ред. от 3.07.2016) // Электронный фонд правовой и нормативно-технической
документации. URL: http://docs.cntd.ru/document/901807664 (дата обращения:
25.05.2018);
25.ГОСТ Р 50923-96 Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие
эргономические требования и требования к производственной среде. Методы
измерения // Электронный фонд правовой и нормативно-технической
документации.URL:http://docs.cntd.ru/document/1200025975(дата
обращения: 25.05.2018);
26. ГОСТ 22269-76 Система “Человек-машина”. Рабочее место
оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие
эргономические требования // Электронный фонд правовой и нормативно-
технической документации. URL:http://docs.cntd.ru/document/1200012834
(дата
обращения: 25.05.2018);
27. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя.
Общие эргономические требования // Электронный фонд правовой и
нормативно-техническойдокументации.URL:
http://docs.cntd.ru/document/1200003913 (дата обращения: 25.05.2018);

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Модернизация системы автоматизации АСУ ТП АО «Farg’onaazot»
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Интеграционный сервис передачи данных между АСУ ТП и MES
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Методы сегментации новообразований головного мозга
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)