История кафедры информационно-измерительных систем и технологий

Каждая вещь известна лишь в той степени, в какой ее можно измерить.

Т.Кельвин

Наука начинается с тех пор, как начинают измерять.

Д.И. Менделеев

Кафедра информационно-измерительных систем и технологий (ИИСТ) была организована в 1929 году под названием «Кафедра электрических измерений» с целью улучшения подготовки студентов электротехнического института в области метрологии и электрических измерений при активном участии преподавателя лаборатории телеграфных измерений Л.К. Кампе.

Первым заведующим кафедрой стал известный специалист по электросвязи профессор Е.А. Свирский (руководивший кафедрой до 1949 года).

Создание кафедры было связано с необходимостью как развития собственно приборостроительной промышленности в стране, так и создания адекватных средств измерения для развивающихся отраслей науки и техники. В это время парк средств измерений страны составляли, в основном, приборы иностранных фирм ("Сименс и Гальске", "Вестон" и др.), производства отечественных средств измерения практически не было.

Научная деятельность кафедры с самого начала была связана с созданием(1930 г.) при заводе "Электроприбор" (позже завод "Вибратор") отдельной лаборатории измерений (ОЛИЗ), в задачу которой входила разработка новых электроизмерительных приборов, а также основ их расчета и конструирования. В это же время на кафедре началась разработка амперметров, вольтметров, фазометров, ваттметров и других приборов. Именно тогда вышла первая в стране статья, посвященная расчету электромеханических приборов, написанная Н.Н. Разумовским, впоследствии профессором кафедры. В этом же направлении трудились А.В. Фремке, братья Н.С. и С.С. Добротворские, А.Н.Гамбург и др.

В 1939 году кафедра вошла в состав вновь созданного факультета электроприборостроения (ФЭП), позже переименованного в факультет автоматики и вычислительной техники (ФАВТ). Кафедра стала готовить инженеров по специализации "Электроизмерительная техника" в рамках специальности "Автоматические, телемеханические и электроизмерительные приборы и устройства".

Необходимость контроля технологических процессов, организации диспетчерских пунктов в энергосистемах и на магистральных продуктопроводах обусловило появление в учебном плане кафедры таких дисциплин, как "Измерение неэлектрических величин", "Телеизмерение", "Каналы связи". Соответственно в портфеле научно-исследовательской работы кафедры появляются темы по разработке телеизмерительных устройств для службы Ленгаза (А.В.Фремке, Е.И.Семенов, Е.М.Душин, В.С.Колегов, В.Б.Софронников и др.), для Управления магистрального газопровода " Кохтла-Ярве-Ленинград" (А.В.Фремке, Е.И.Семенов, Ж.А.Филиппов). Для нужд геофизики была выполнена технически сложная, оригинальная разработка многоканальной системы каротажа скважин (А.В.Фремке, Е.И.Семенов, И.В.Фратини). Одновременно практически весь научный коллектив кафедры был занят разработкой первичных измерительных преобразователей с унифицированным выходом для систем централизованного контроля. Указанные разработки были внедрены в народное хозяйство.

В 60-х - 70-х годах в стране наблюдается энергичное внедрение комплексной автоматизации технологических процессов, появляется необходимость многоплановых испытаний судов и летательных аппаратов, на первый план выходит исследование динамических характеристик сложных объектов с повышенной точностью. Решению указанных задач способствовало появление новой элементной базы - полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Кафедра, которую с 1949 г. по 1978 г. возглавлял доктор технических наук, профессор А.В.Фремке, отреагировала на новые требования времени. Для улучшения математической и специальной подготовки студентов были введены новые лекционные и лабораторные курсы, в том числе " Теоретические основы ИИТ", "Вероятностно-статистические методы в ИИТ", "Цифровые измерительные приборы", "Измерительные информационные системы", "Измерительные преобразователи".

Улучшению подготовки специалистов способствовала эффективная издательская деятельность сотрудников кафедры. Под редакцией А.В.Фремке вышли четыре издания учебника "Электрические измерения", написанного коллективом преподавателей кафедры (позже были выпущены еще два издания); напечатаны три издания учебного пособия А.В.Фремке "Телеизмерения". Восемь учебников и учебных пособий, напечатанных центральными издательствами, написанны А.А.Преображенским по теории магнетизма, магнитным материалам и элементам, магнитным измерениям (последняя книга, в соавторстве с Е.Г.Бишард, вышла уже после смерти Алексея Алексеевича). Коллективом авторов под редакцией А.А.Преображенского создано учебное пособие "Аналоговые измерительные приборы", позже переизданное. Кафедра регулярно разрабатывала и выпускала в свет конспекты лекций различных курсов, методические указания к лабораторным, курсовым и дипломным работам.

Интенсификация учебного процесса сопровождалась дальнейшим развитием научных исследований - на кафедре возникли новые крупные работы, такие как: исследование новых перспективных способов передачи измерительной информации и построения ИИС ; разработка и создание новых адаптивных ИИС общего и специального назначения; метрологическое обеспечение ИИС (Е.И.Семенов, Л.Г.Журавин, Б.Я.Авдеев, Е.М.Антонюк, И.А.Карабанов, А.В.Минаев, Е.М.Душин, В.В.Поливанов, Ш.Ю.Исмаилов, Н.Ф.Сысоев и др.); использование новых магнитных материалов и новых магнитных эффектов в ИИТ, магнитные измерения, машинное проектирование магнитных систем в ИИТ (А.А.Преображенский, Е.Г.Бишард и др.); методы системного проектирования приборов для электрических измерений (Е.Л.Шугаева, О.К.Каплин и др.); исследование методов улучшения метрологических характеристик и повышения метрологической надежности средств измерений (Д.М.Мокиенко, Е.А.Старосельцева, Р.В.Долидзе, И.В.Мостовой и др.).

В 1981 году вышла в свет монография "Адаптивные телеизмерительные системы" авторов Б.Я.Авдеева, Е.М.Антонюка, С.Н.Долинова, Л.Г.Журавина, Е.И.Семенова, А.В.Фремке, с интересом встреченная научной общественностью.

С 1979 по 1997 годы кафедру возглавлял доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ, Е.А.Чернявский, являющийся признанным специалистом в области измерительно-вычислительных систем. На кафедре в 1980 году создается измерительно-вычислительная лаборатория, на базе которой проводятся лабораторные работы, практические занятия и курсовое проектирование по дисциплинам "Микропроцессоры в ИИТ", "Измерительно-вычислительные устройства и комплексы", "Идентификация и моделирование процессов и систем" (В.В.Алексеев, Д.Д.Недосекин, А.И.Смажевский, Е.А.Чернявский).

В 1981 году разработана и успешно использовалась в учебном процессе в течение 15 лет одна из первых в ЛЭТИ автоматизированная обучающая система АОС ИИТ (В.В.Алексеев, Б.Г.Комаров, Д.Ф.Томашпольский).

В научно-исследовательских разработках кафедры появились новые направления:

  • разработка и создание программируемых измерительных устройств;
  • метрологический синтез измерительных структур;
  • автоматизация проектирования измерительных информационных систем (ИИС);
  • интеллектуальные измерительные средства.

Эти разработки нашли применение в НИР, проводимых с НПО "Сфера" при создании бортовых ИИС для испытания летательных аппаратов: ИИС "Гамма 1001", ИИС "АС-2000" (В.В.Алексеев, Б.Г.Комаров, П.Г.Королев, Н.И.Куракина).

В 1989 году вышло в свет учебное пособие "Измерительно-вычислительные средства автоматизации производственных процессов" (авторы: В.В.Алексеев, Д.Д.Недосекин, Е.А.Чернявский), которое широко используется в подготовке специалистов в области информационно-измерительной техники.

Значительный интерес научной общественности вызвала также монография "Адаптивные цифровые информационно-измерительные системы" (авторы : Б.Я.Авдеев, И.Ю.Брусаков, С.М.Пыко, В.В.Ященко и др.), вышедшая в свет в 1997 году.

В 90-е годы большое внимание в стране и в мире стало уделяться проблемам экологии. На кафедре создана лаборатория экологического мониторинга. Многие разработки, связанные с организацией гибких перепрограммируемых бортовых ИИС нашли свою реализацию при создании мобильных лабораторий для экспресс-контроля окружающей среды (ИВИС-ЭКОС), получивших метрологический и экологический сертификаты.

Особое внимание уделяется построению распределенных ИИС для экологического мониторинга. Построение таких систем определяет одно из перспективных направлений применения геоинформационных систем (ГИС) для моделирования, прогнозирования и проектирования экологических объектов.

Конец 90-х годов характеризуется активным применением информационных технологий в научных разработках и учебном процессе кафедры.

Развиваются такие направления как:

  • автоматизация синтеза измерительных структур на основе баз метрологических знаний и систем моделирования типа LABVIEW, причем лабораторные работы, курсовое проектирование на базе пакета LABVIEW проводятся с 1996 года (В.В.Алексеев, П.Г.Королев);
  • применение нейросетей для построения адаптивных ИИС и систем принятия решений в ИИС мониторинга (С.М.Пыко);
  • построение баз данных и знаний для интеллектуальных измерительных средств (Э.И.Цветков).
  • метрологическое обеспечение предприятий в соответствии с требованиями международных стандартов серии ISO 9000,10000 (В.В.Ященко).

С 1997 года кафедру возглавляет доктор технических наук, профессор В.В.Алексеев, являющийся специалистом в области информационных измерительных систем и экологических измерений.

В 1997 году на кафедре разработана концепция организации образования по специальности "Информационно-измерительная техника и технологии" как основы получения информации в едином кольце систем, работающих с информацией. В этом же году открыта новая специальность "Информационные системы (в экологии)". Создана лаборатория ИИС и информационных технологий, которая представляет собой локальную сеть, подключенную к сети университета и к INTERNET.

За время существования кафедрой подготовлено 100 кандидатов и 25 докторов наук по специальности 05.11.16 - "Информационно-измерительные системы ". За последние восемь лет докторами технических наук стали преподаватели кафедры Д.Д.Недосекин, В.В.Алексеев, С.В.Прокопчина, а также докторанты В.Н.Чернышев, Е.Г.Гридина, Л.С. Станкевич.

В настоящее время на кафедре существует несколько научных центров и лабораторий:

  • лаборатория экологического мониторинга Северо-Западного региона;
  • метрологическая лаборатория центра сертификации;
  • центр интеллектуальных и адаптивных информационно-измерительных систем;
  • центр математической метрологии.

Сотрудниками кафедры получено более 600 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

В научно-исследовательской работе кафедры в настоящее время учавствуют 4 доктора и 20 кандидатов наук.

На базе кафедры функционируют Санкт-Петербургское отделение Международной академии информационных процессов и технологий, Научный совет по математической метрологии Российской метрологической академии, а также общественное движение "Ученые за экологию".