Кафедра КИС ХТ

Научная работа

Государственные и международные проекты и гранты

С 2001 по 2011 гг. на кафедре выполнялись следующие проекты и гранты:

2001-2002 г.г. - Проект 4.7.2. (45.0) 171.6 «Разработка информационно-аналитической

системы подпрограммы сопровождения научно-технической подпрограммы «Научные

исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (ИАСС

НТП)» по программе «Научное, научно-техническое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» подпрограммы 4. Информационные технологии в образовании раздела 4.7. Информационно-аналитическое сопровождение научных и научно-исследовательских программ, заказчик – Минобразования РФ.

Аннотация: В результате выполнения проекта:

- реализована информационно-аналитическая система подпрограммы сопровождения НТП «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» с использованием интернет-технологий;

- разработаны методические рекомендации по процедурам обработки информации в ИАСС НТП для формирования сводных отчетов в исполнительной дирекции подпрограммы;

- проведена программная реализация, тестирование и информационное наполнение таблиц базы данных информационно-аналитической системы в системе электронного документооборота;

- создан прототип рабочей версии ИАСС НТП «Научные исследования высшей школы», реализующий ключевые функциональные возможности информационноаналитической системы подпрограммы сопровождения НТП как системы электронного документооборота с использованием интернет-технологий Проект выполнялся совместно с научно-исследовательской частью университета.

2001-2002 гг. Проект “Разработка интеллектуальных компьютерных систем поддержки принятия решений для анализа и оперативной оценки чрезвычайных ситуаций на предприятиях химической и смежных отраслей промышленности” подпрограммы “Экология и рациональное природопользование” раздела 207.06 “Проблемы прогнозирования и предотвращения чрезвычайных ситуаций и их последствий” научнотехнической программы “Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники”, заказчик – Минобразования РФ Аннотация: В результате выполнения работы:

- проведен анализ существующих подходов по оценке риска возникновения аварийных ситуаций на опасных производственных объектах и оценке риска поражения населения и других объектов;

- разработан методический подход к оценке производственных опасностей и риска, прогнозированию последствий чрезвычайных ситуаций на опасных производственных объектах;

- получены результаты оценки экономических, экологических и социальных видов рисков для типовых сценариев возникновения и развития аварий на опасных промышленных объектах, содержащих опасные химические вещества;

- разработаны функциональные структуры интегрированной автоматизированной системы управления безопасностью химических производств и подсистем в ее составе.

Проект выполнялся совместно с кафедрой проблем устойчивого развития (ПУР).

2001-2002 гг. - Грант по фундаментальным исследованиям в области естественных наук “Разработка теоретических основ и математических методов анализа и оценки экологического риска, вызванного техногенными источниками опасности”, заказчик – Минобразования РФ.

Аннотация: В результате выполнения работы:

- проведен обзор существующих подходов, методов и методик прогнозирования и системный анализ опасных промышленных производств как источников загрязнения атмосферного воздуха;

- разработаны методы и модели прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха источниками выбросов химических предприятий в режимах нормального функционирования и в результате аварий;

- разработаны методы и модели анализа экологического риска, вызванного техногенными источниками опасности различной природы;

- разработаны методы, модели и алгоритмы оценки экологических последствий для различных сценариев развития аварийных ситуаций на химически опасных объектах;

- разработана функциональная структура системы поддержки принятия решений по управлению качеством атмосферного воздуха.

Грант выполнялся совместно с кафедрой проблем устойчивого развития.

2002 г. Научно-исследовательская работа «Методология и программное обеспечение системы определения риска возникновения аварийных ситуаций на крупнотоннажных химических и нефтехимических производствах с целью повышения устойчивости их работы» федеральной целевой научно-технической программы “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки техники” на 2002-2006 годы, Блок 2 «Поисково-прикладные исследования и разработки», раздел «Новые материалы и химические продукты», подраздел «Химические процессы»

(заказчик – Минпром РФ).

Аннотация: В результате выполнения работы:

- разработан методический подход к созданию интегрированных автоматизированных систем оценки риска возникновения аварий и управления безопасностью крупнотоннажных химических и нефтехимических производств с использованием современных информационных технологий и программно-технических средств;

- разработаны методы, модели и алгоритмы оценки производственных опасностей, риска возникновения аварий и управления безопасностью на производствах химической и нефтехимической промышленности;

- разработаны методики и методический подход к созданию системы анализа производственных опасностей, оценки риска и управления безопасностью на промышленных объектах на основе информационных технологий;

- разработана функциональная структура подсистемы анализа производственных опасностей, оценки риска возникновения аварий и управления безопасностью крупнотоннажных химических и нефтехимических производств.

Проект выполнялся совместно с ФГУП ГОСНИИОХТ, руководитель работы от РХТУ им.Д.И. Менделеева (организация-соисполнитель) – зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2003 г. Научно-исследовательская работа по теме «Разработка научнометодических принципов и структуры интегрированного автоматизированного лабораторного комплекса по группам дисциплин технического профиля по направлениям подготовки 655400» по научно-технической программе «Создание системы открытого образования» разделу 2 «Пилотные проекты системы открытого образования» подразделу 2.2 «Научно-методическое и информационно-технологическое обеспечение организации и развития межвузовских мультипользовательских учебно-исследовательских лабораторий системы открытого образования по группам дисциплин на базе типовых свободно распространяемых программных средств, лабораторных практикумов и виртуальных тренажёров» проекту 2.2.3. “Разработка и ввод в опытную эксплуатацию интегрированного лабораторного комплекса межвузовской учебно-исследовательской лаборатории системы открытого образования по группе дисциплин технического профиля по направлению подготовки 655400”, х/д № 1/ОО-2.2.3-2003/12.4-1-03 от 5.05.2003, Минобразования РФ.

Аннотация: В результате выполнения работы:

- разработана структура автоматизированного лабораторного комплекса;

- определены требования к составу и функциональному назначению комплекса и отдельных его подсистем;

- разработаны требования к программным и техническим средствам реализации автоматизированного лабораторного комплекса;

- проведен предварительный анализ степени полноты разрабатываемых материалов с учетом учебных планов направления подготовки 655400;

- осуществлена разработка электронных версий обучающих курсов и лабораторных практикумов по специальности «Основные процессы химических производств и химическая кибернетика» направления подготовки - разработаны информационно-образовательные ресурсы: электронное учебное пособие по курсу «Автоматизированное проектирование систем многосвязного и прямого цифрового управления гибкими химико-технологическими системами» и электронные тексты лекций по курсам «Системы управления химико-технологическими процессами» и «Математическое моделирование и методы синтеза гибких химических производств»; подсистема самоконтроля знаний в системе дистанционного обучения с использованием интернеттехнологий; учебно-моделирующие программные средства для выполнения лабораторных практикумов, учебно-методические рекомендации по работе с информационно-образовательными ресурсами автоматизированного лабораторного комплекса.

Руководитель работы: зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2002-2005 гг. НИР по единому заказ-наряду и фундаментальным научным исследованиям, выполняемым научно-педагогическим коллективом кафедры КИС ХТ по теме «Развитие теоретических основ и методов системного анализа для управления безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий», заказчик – Минобразования РФ..

Аннотация: В результате выполнения работы:

- проведен обзор современного состояния проблемы моделирования и оценки риска и последствий аварий на химических производствах;

- предложен методический подход к управлению промышленной и экологической безопасностью химических производств на основе новых информационных технологий;

- разработан методический подход к анализу и оценке риска для химических объектов различной природы на стадиях проектирования и функционирования, в режимах нормального функционирования и при возникновении аварий;

- разработаны логические и логико-графические модели и алгоритмы анализа -сформулированы математические постановки задач управления безопасностью химико-технологических процессов и химических производств;

- предложена функциональная структура информационно-моделирующей системы для анализа и оценки экологических последствий аварий с выбросами опасных химических веществ;

- разработаны модели оценки эколого-экономических ущербов в результате аварий на технологическом оборудовании химических производств;

- разработаны модели и алгоритмы оценки техногенного воздействия опасных химических производств в режимах нормального функционирования и в результате аварий;

- разработаны логико-графические модели управления безопасностью периодических и непрерывных химико-технологических процессов;

- разработан методический подход к созданию систем поддержки принятия решений по управлению безопасностью химико-технологических процессов на стадиях функционирования, реконструкции и модернизации;

- разработаны модели оптимального управления безопасностью химикотехнологических процессов и систем в условиях неопределенности;

- разработана функциональная структура управляющей подсистемы для поддержки принятия решений по управлению безопасностью химикотехнологических процессов, и предложены методы и модели представления знаний в экспертных системах.

Руководитель работы: зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2006 г. - Межвузовская комплексная работа «Инновационные технологии образования» по теме «Разработка электронных учебных пособий на основе сетевых технологий обучения для подготовки химиков - технологов», Федеральное агентство по развитию и внедрению инновационных технологий в образовании, Минобразования и науки РФ Аннотация: В результате выполнения работы:

- сформулированы требования, предъявляемые к созданию информационнообразовательных ресурсов и программно-технических средств для реализации электронных учебных пособий на основе сетевых технологий;

- разработаны электронные учебные пособия по курсам «Системы управления химико-технологическими процессами» и «Программно-технические аудиовизуальные средства обучения» на основе сетевых технологий обучения, включающие информационно-образовательные ресурсы для обучения и автоматизированного контроля знаний для подготовки химиков-технологов;

- разработана универсальная программная среда для создания электронных учебных пособий для подготовки химиков-технологов.

Руководитель работы: зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2007-2008 г. - Межвузовская комплексная работа «Инновацион-ные технологии в образовании» (МКР ИТО) по теме «Разработка междисциплинарной автоматизированной системы обучения для подготовки химиков-технологов на основе компьютерных и сетевых технологий обучения»

Аннотация: В результате выполнения работы:

- разработана функциональная структура междисциплинарной автоматизированной системы обучения (АСО) для подготовки химиковтехнологов на основе компьютерных и сетевых технологий обучения;

- разработаны и реализованы информационно-образовательные ресурсы по курсу «Математическое моделирование и методы синтеза гибких химических производств» для подготовки химиков-технологов на основе Wiki-технологии, включающие: программы курсов, рабочие планы, компьютерные конспекты лекций и лабораторные практикумы (описания лабораторных работ, примеров типовых решений, варианты заданий);

- разработаны учебно-исследовательские ресурсы для проведения лабораторного практикума по курсу «Математическое моделирование и методы синтеза гибких химических производств», реализованные в виде моделирующего программного обеспечения, включающего комплекс программных средств и руководства пользователей для решения задач автоматизированного синтеза индивидуальных, совмещенных и гибких химикотехнологических систем;

- разработаны методические руководства по использованию учебноисследовательских ресурсов, функционирующих в составе междисциплинарной автоматизированной системы обучения на основе сетевых технологий;

- разработана подсистема тестирования знаний по курсу «Математическое моделирование и методы синтеза гибких химических производств», включающая: банки заданий для самоконтроля, тестирования и контроля знаний по курсу; методические рекомендации по организации тестирования знаний с использованием интернет-технологий; базовую версию подсистемы тестирования знаний на основе интернет-технологий, установленную и функционирующую на выделенном сервере;

- подготовлен комплекс лабораторных работ по курсу «Компьютерные системы проектирования и управления химическими производствами» с использованием среды графического программирования для разработки интерактивных систем управления технологическим оборудованием и установками химических производств: описания лабораторных работ (примеры типовых решений, задания на лабораторные работы, размещенные в составе учебноисследовательских ресурсов междисциплинарной АСО для подготовки химиков-технологов);

- разработаны методические рекомендации по использованию моделирующего программного обеспечения, реализованного в междисциплинарной автоматизированной системе обучения по различным дисциплинам специальностей подготовки химиков-технологов при выполнении курсовых, выпускных квалификационных и дипломных работ в режиме удаленного доступа с использованием сетевых технологий.

Руководитель работы: зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2006-2008 гг. НИР “Развитие теоретических основ химической безопасности, разработка методов и моделей оценки риска и управления безопасностью высокорисковых объектов химической технологии”, выполненная в рамках утвержденных тематических планов по единому заказ-наряду, заказчик – Минобрнауки РФ.

Аннотация: В результате выполнения работы:

- развиты теоретические основы управления безопасностью высокорисковых объектов химической технологии с использованием информационноуправляющего подхода, сформулированы постановки задач управления безопасностью химико-технологических процессов и систем и предложены подходы к их решению на основе теории искусственного интеллекта;

- разработана функциональная структура блока нейросетевого моделирования в интегрированной автоматизированной системе управления безопасностью высокорисковыми объектами химической технологии;

- разработаны нейросетевые модели оперативного управления безопасностью химико-технологических систем на основе нейронных сетей прямого распространения и рекуррентных нейронных сетей;

- развиты теоретические основы мониторинга, прогнозирования и управления экологической безопасностью высокорисковых объектов химической технологии на основе методов искусственного интеллекта;

- разработана функциональная структура интеллектуальной информационномоделирующей системы для прогнозирования последствий загрязнения атмосферного воздуха;

– разработаны модели представлений знаний в интеллектуальных системах поддержки принятия решений по оперативному и долгосрочному управлению безопасностью химико-технологических систем и производств;

– разработаны нечеткие логические модели управления безопасностью для технологического оборудования с опасными химическими веществами.

Руководитель работы: зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2006-2008 гг. Проект 4774. «Развитие учебно-научно-инновационного комплекса «Экологическая безопасность в химических производствах». Аналитическая ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2006годы).

Аннотация: В результате выполнения работы:

- разработано программно-алгоритмическое обеспечение для анализа экологического риска и прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха источниками выбросов промышленных предприятий;

- развиты теоретические основы анализа, оценки риска и управления безопасностью различных классов высокорисковых объектов химической технологии с учетом их специфических особенностей как источников техногенной и экологической опасности;

– получены результаты практического использования логико-графических, логических и вероятностных моделей для анализа и оценки риска возникновения и развития аварий на технологическом оборудовании с опасными химическими веществами.

Проект выполнялся коллективами нескольких кафедр РХТУ им.Д.И.Менделеева.

Руководитель проекта – ректор, д.т.н., профессор Колесников В.А.

2006-2008 гг. Проект 1892. «Разработка математических моделей интегрированной системы управления рисками и предупреждения чрезвычайных ситуаций для вузов химико-технологического профиля». Аналитическая ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)». Мероприятие № «Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки». Раздел: 2.2 «Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки». Подраздел: № 2.2.3. «Научно-методическое обеспечение уникальных объектов высших учебных заведений и профилактики чрезвычайных и кризисных ситуаций. Научные основы охраны здоровья обучающихся».

Направление: № 2.2.3.2. «Научно-методическое обеспечение профилактики чрезвычайных и кризисных ситуаций. (Прикладные исследования)”. Заказчик – Министерство образования и науки РФ.

Аннотация: В результате выполнения работы:

- Разработана функциональная структура интегрированной системы комплексной безопасности (ИСКБ )вуза химико-технологического профиля;

- Разработана «Методика оценки риска и обеспечения безопасности вузов химико-технологического профиля и защиты работников и обучающихся в случае возникновения риска природного и техногенного характера»;

- Разработана «Методика оценки эффективности интегрированной системы управления рисками и предупреждения чрезвычайных ситуаций техногенного, природного и террористического характера в вузах химико-технологического - разработана и реализована структура интегрированной базы данных, алгоритмы поиска, анализа и обобщения информации в информационноаналитической системе по состоянию комплексной безопасности вузов химикотехнологического профиля;

- разработаны рекомендации и предложения по использованию базы данных информационно-аналитической системы в вузах химико-технологического Руководитель работы: зав. кафедрой КИС ХТ, д.т.н., профессор Егоров А.Ф.

2009 – 2011 гг. - Работа «Разработка и издание учебно-методического комплекса по проблемам химической и биологической безопасности» в рамках Федеральной целевой программы «Национальная система химической и биологической безопасности Российской Федерации (2009–2013 годы)» (заказчик – Минпромторг РФ).

Аннотация: В результате выполнения работы:

учебных изданий «Химическая и биологическая безопасность.

Специализированное методическое издание», «Методические рекомендации к подготовке информационно-образовательных, информационно-справочных, информационно-аналитических ресурсов, входящих в состав учебнометодического комплекса по проблемам химической и биологической безопасности», «Химическая и биологическая безопасность: модели, методы и интеллектуальные системы управления безопасностью», «Задачи и примеры анализа риска, оценки последствий аварий и негативных воздействий химически опасных объектов»;

научных изданий «Информационно-аналитический обзор по вопросам химической и биологической безопасности», «Методы оценки рисков и негативных воздействий химически опасных объектов»; информационносправочного издания «Классификация химических опасностей: методы, критерии, показатели»;