Точность определения опасных газов в среде повысили в 3,7 раза

ТОМСК, 15 января. /ТАСС/. Ученые разработали новый алгоритм обработки данных, который лучше удаляет шумы и в 3,7 раза точнее определяет концентрацию опасных газов в воздухе. Об этом ТАСС сообщили в Минобрнауки РФ.

Главная задача экомониторинга атмосферы - не только обнаружить опасный газ, но и точно определить, сколько его содержится в атмосфере. Данные содержат шум, слабые сигналы могут потеряться или оказаться трудноразличимыми. Чтобы выделить нужный сигнал из данных, используют цифровые фильтры. Но у них есть проблема: они используют одни и те же настройки для всего спектра. Поэтому шум, сильный в одних частях, подавляется хорошо, а в слабых частях может заглушить или испортить важную информацию.

"Новый алгоритм фильтрации данных снизил погрешность вычислений в 3,7 раза. Количественный анализ газовых смесей методами оптической спектроскопии актуален для решения прикладных задач экологии, климатологии, изучения атмосферы Земли, контроля технологических процессов, а также для разработки перспективных методов медицинской диагностики на основе спектрального анализа выдыхаемого воздуха", - сказано в сообщении.

Томские ученые создали алгоритм, который с помощью методов машинного обучения и фильтра Савицкого - Голея лучше разделяет полезный сигнал газа и шум. Это помогает точнее измерять концентрацию газов в атмосфере. Адаптивный фильтр использует метод ICA, который подбирает лучшие параметры для отделения сигнала от шума. Внедрение этого алгоритма в практику позволит создать новое поколение газоанализаторов для экологического контроля, систем безопасности на промышленных объектах и высокоточного медицинского диагностического оборудования.

"Результаты оказались впечатляющими: относительная погрешность определения концентрации диоксида серы после обработки новым адаптивным фильтром оказалась в 3,7 раза ниже, чем после использования стандартного метода", - объяснил заведующий лабораторией лазерного молекулярного имиджинга и машинного обучения научного управления ТГУ Юрий Кистенев.

Алгоритм разработали ученые ТГУ и Института оптики атмосферы СО РАН. Статью опубликовал научно- теоретический журнал РАН "Оптика атмосферы и океана". Разработка защищена патентом и выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках научного проекта по обеспечению безопасности страны, на который выделен грант в размере 300 млн рублей.