Разработка математического и программного обеспечения для обработки данных радиационных измерений

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

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);