Prezentatsia_shablon

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(НИУ «БелГУ»)
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
[НАЗВАНИЕ ТЕМЫ]
выпускная квалификационная работа
обучающегося по направлению
09.03.02. Информационные системы и технологии
формы обучения,
группы 12001753
__________________________________________________________
(Фамилия, имя, отчество)
Научный руководитель
____________________
(ученая степень, звание,
фамилия, инициалы)
БЕЛГОРОД 2022

2.

Актуальность темы исследования
Государственная политика устойчивого развития базируется на
сбалансированном социально-экономическом и научно-техническом прогрессе.
Интенсивное развитие предполагает обеспечение благоприятных условий
жизнедеятельности населения при сохранении экологического баланса региона.
Промышленный сектор и транспортная инфраструктура выступают
ключевыми элементами экономики российских городов различного масштаба,
обеспечивая занятость населения, рост доходов и диверсификацию производства
товаров и услуг.
Устойчивое развитие территорий требует гармонизации экономических и
экологических приоритетов. Критически важным является внедрение
инновационных технологий, направленных на снижение антропогенной
нагрузки на экосистемы и оперативный контроль экологической обстановки.
Внедрение экологически безопасных производственных и транспортных
технологий должно стать приоритетом. Социально-экономическая стратегия
должна быть ориентирована на повышение качества жизни населения с учетом
фак-торов здоровья и экологической безопасности.
2

3.

Объект и предмет исследования
• Объект исследования. Процесс управления экологической
ситуацией в городских агломерациях с акцентом на качество
атмосферного воздуха.
• Предмет исследования. Методы, модели и алгоритмы
автоматизированного управления экологической ситуацией на
основе оценки и прогнозирования состояния атмосферного
воздуха.
3

4.

Цели и задачи исследования
Цель исследования. Совершенствование механизмов регулирования
экологической ситуации в городах за счет разработки адаптивной модели
автоматизированного мониторинга атмосферного воздуха.
Задачи исследования:
- анализ существующих методик математического моделирования для
поддержки принятия решений в сфере экологического контроля;
- разработка моделей взаимодействия техногенных источников загрязнения атмосферного воздуха;
-создание алгоритма поддержки принятия решений на основе данных о
качестве воздуха с применением нейросетевых технологий;
- разработка нейросетевой модели оценки техногенного воздействия на
атмосферу:
- программная реализация модели и выработка практических
рекомендаций.
4

5.

СХЕМА КЛАССИФИКАЦИИ АППАРАТОВ
МЕХАНОТЕРАПИИ
Рисунок 1 – Схема классификации аппаратов механотерапии
5

6.

СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ РОБОТИЗИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ РЕАБИЛИТАЦИИ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ
Рисунок 2 - Структурная модель роботизированной
системы реабилитации верхних конечностей
6

7.

ПРОХОЖДЕНИЕ РЕАБИЛИТАЦИОННОГО ТРЕНИНГА
С ПОМОЩЬЮ РОБОТИЗИРОВАННОГО СРЕДСТВА
Рисунок 3 - Контекстная диаграмма
процесса реабилитации верхней
конечности пациента
Рисунок 4 - Диаграмма декомпозиции «Реабилитация верхней
конечности пациента»
7

8.

ПРОХОЖДЕНИЕ РЕАБИЛИТАЦИОННОГО ТРЕНИНГА
С ПОМОЩЬЮ РОБОТИЗИРОВАННОГО СРЕДСТВА
Рисунок 5 - Диаграмма декомпозиции «Прохождение реабилитационного тренинга с
помощью роботизированного средства»
8

9.

УСТРОЙСТВО БИОНИЧЕСКОЙ ПЕРЧАТКИ
«HIWONDER LOBOT»
Рисунок 6 - Плата управления используемой
бионической перчатки
Рисунок 7 - Электрическая принципиальная схема
бионической перчатки «Hiwonder LOBOT»
9

10.

УСТРОЙСТВО БИОНИЧЕСКОЙ ПЕРЧАТКИ
«HIWONDER LOBOT»
Рисунок 8 – Правильный способ ношения бионической перчатки
10

11.

АЛГОРИТМЫ ПРОГРАММЫ
Рисунок 10 - Алгоритм отслеживания движений
бионической перчатки Hiwonder LOBOT
Рисунок 11 – Алгоритм главного
меню программы
11

12.

АЛГОРИТМЫ ПРОГРАММЫ
Начало
1
3
2
INFO.Visible = false;
OK.Visible = false;
teble1.Visible = true;
Textteble.Visible = true;
k1.Visible = true;
k11.Visible = true;
kol++;
InitializeComponent();
serialPort1.PortName
=
"COM3";
serialPort1.BaudRate
=
9600;
serialPort1.DtrEnable = true;
serialPort1.Open();
serialPort1.DataReceived
+=
serialPort1_DataReceived;
k1.Visible = false;
5
4
kolJ == 2
+
a ==55252525
+
-
+
+
+
a ==255555
teble6.Visible = false;
k6.Visible = false;
k66.Visible = false;
k7.Visible = true;
k77.Visible = true;
teble7.Visible = true;
kolJ++;
teble3.Visible = false;
k3.Visible = false;
k33.Visible = false;
k4.Visible = true;
k44.Visible = true;
teble4.Visible = true;
kolJ++;
kol == 1
-
kolJ == 5
-
+
k9.Visible = false;
k99.Visible = false;
END.Visible = false;
INFO.Visible = true;
OK.Visible = true;
teble1.Visible = false;
...
teble10.Visible = false;
Textteble.Visible = false;
Textteble2.Visible = false;
6
kolJ == 0
-
+
string
command
serialPort1.ReadLine();
this.BeginInvoke(new
LineReceivedEvent(LineReceived),
command);
int kolJ = 0;
int kol = 0;
=
kolJ == 6
kolJ == 3
teble1.Visible=false;
k1.Visible = false;
k11.Visible = false;
k2.Visible = true;
k22.Visible = true;
teble2.Visible = true;
kolJ++;
3
+
+
a == 55555
-
-
+
a ==55555
a ==2525252525
teble7.Visible = false;
k7.Visible = false;
k77.Visible = false;
k8.Visible = true;
k88.Visible = true;
teble8.Visible = true;
kolJ++;
teble4.Visible = false;
k4.Visible = false;
k44.Visible = false;
k5.Visible = true;
k55.Visible = true;
teble5.Visible = true;
kolJ++;
+
+
kolJ == 1
double a;
textBox1.Text = command;
a = Convert.ToDouble(textBox1.Text);
-
a ==2525252525
kol != 1
a ==
2525252525
1
kolJ == 4
teble2.Visible = false;
k2.Visible = false;
k22.Visible = false;
k3.Visible = true;
k33.Visible = true;
teble3.Visible = true;
kolJ++;
+
-
+
+
2
4
-
+
kolJ == 7
a ==2525555
+
-
+
a ==25255525
teble8.Visible = false;
k8.Visible = false;
k88.Visible = false;
k9.Visible = true;
k99.Visible = true;
teble9.Visible = true;
kolJ++;
teble5.Visible = false;
k5.Visible = false;
k55.Visible = false;
k6.Visible = true;
k66.Visible = true;
teble6.Visible = true;
kolJ++;
5
6
+
7
8
Рисунок 12 – Алгоритм программы реабилитационного тренинга
12

13.

ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ РАЗРАБОТАННОЙ ПРОГРАММЫ
ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ ВЕРХНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ
Рисунок 15 – Главное окно
Рисунок 14 - Роботизированная система
реабилитации верхних конечностей с использованием
бионической перчатки Hiwonder LOBOT
Рисунок 16 – Сведения об авторе
13

14.

ВЫВОДЫ
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были решены все
поставленные задачи:
Проведен анализ предметной области. Изучены повреждения верхних конечностей и
проведен анализ утраченных функций верхних конечностей вследствие травм или
заболеваний.
Разработана программная часть роботизированной системы реабилитации верхних
конечностей
Проведено тестирование программной части роботизированной системы реабилитации
верхних конечностей
Сформирован комплекс упражнений для проведения реабилитации верхних
конечностей
Получено свидетельство о регистрации программы ЭВМ для реабилитации верхних
конечностей
Таким образом, поставленная в начале работы цель, была достигнута за счет улучшения
доступности к системе. Развитие проекта позволит проводить качественную
реабилитацию верхней конечности, а также улучшить результаты лечения и полного
восстановления функций верхней конечности.
14

15. Заключение

В рамках разработки и обеспечения функционирования автоматизированной Системы Управления Экологической
ситуацией на территориях малых и крупных городов (на примере г. Орла) был выполнен комплексный экологический
мониторинг. В ходе мониторинга осуществлены натурные измерения параметров качества атмосферного воздуха и
акустического фона (как в придорожной зоне, так и на прилегающих территориях), а также уровня загрязнения
поверхностного стока с дорожного полотна.
Анализ данных экологического мониторинга выявил наличие на значительной части городской территории
локальных зон экологического неблагополучия, характеризующихся несоответствием показателей качества
атмосферного воздуха установленным целевым нормативам. Дополнительно установлено, что с дорожного покрытия
в поверхностные водные объекты без предварительной очистки поступают значительные объемы
высокозагрязненных сточных вод.
На основании результатов мониторинга разработаны специализированный программный комплекс. В состав
включены 9 программных функций для теоретической оценки эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу и
расчета фактических сбросов загрязнений со сточными водами, а также нейросетевые модели (обученные
искусственные нейронные сети - ИНС).
Данные модели позволяют: определять состояние атмосферы, акустической среды и уровень загрязнения
поверхностного стока в зависимости от параметров транспортных потоков и факторов внешней среды.
Рассчитывать требуемые значения параметров транспортных потоков.
Для всех нейросетевых моделей зафиксировано высокое качество обучения и удовлетворительные прогностические
характеристики: относительная ошибка обучения составила 0.005–1.87×10⁻⁴, а ошибка обобщения/прогноза – 0.31–
5.06%. По итогам экологического мониторинга и серии имитационных экспериментов, проведенных с
использованием разработанных моделей, создан электронный атлас карт «Загрязнение окружающей среды г. Орла
15

16.

• Всероссийская студенческая
научно-практическая конференция
с международным участием
«Информационные технологии и
инжиниринг», г. Белгород, 11
апреля 2023 г.:
1. Дунаева В.А., Худасова О.Г., Игрунова
С.В. «Функциональная модель системы
реабилитации верхних конечностей»
2. Дунаева В.А., Ключкин А.В., Худасова
О.Г. «Роботизированные средства
реабилитации верхних конечностей»
• IХ Международная научнотехническая конференция
«Информационные технологии в
науке, образовании и
производстве», 1 июня 2023 г.:
1. Дунаева В.А., Худасова О.Г.,
Половнева Л.В. «Программная часть
роботизированной системы
реабилитации верхних конечностей»
16

17.

17