Способ удаленной идентификации и распознавания объектов сложного состава
METHOD FOR REMOTE IDENTIFICATION AND RECOGNITION OF COMPLEX OBJECTS

Изобретение относится к системам управления и может быть использована для проведения производственно-технических операций и управления ими, например, при анализе и идентификации химических соединений.
Известна система управления система управления кредитно-финансовыми операциями химико-технологического предприятия [RU 2279134, С2, G06Q 50/00, 27.06.2006], содержащая технологический объект, вычислительный комплекс с устройствами ввода-вывода информации и памяти, соединенные между собой линиями связи для проведения финансовых операций, датчики расхода сырья и продукции, информационную подсистему и устройство финансовых операций, включающее блок входных платежных требований, блок платежных поручений и работы в системе банк-клиент, блок кредитных и заемных средств, блок финансовых расчетов, блок выставления платежных требований, блок валютного контроля, блок валютно-финансовой работы, блок работы с дебиторами и кредиторами, блок кассовых операций, блок управления финансами предприятия, блок банковских операций, блок вексильного обращения, блок бюджетирования, блок бухгалтерского учета, блок сбыта продукции и блок материально-технического снабжения, при этом блок входных платежных поручений соединен с блоком кредитных и заемных средств, блоком финансовых расчетов, блоком выставления платежных требований, блоком валютного контроля, блоком валютно-финансовой работы, блоком работы с дебиторами и кредиторами, блоком кассовых операций, блоком управления финансами предприятия, блоком банковских операций, блоком вексильного обращения, блоком бюджетирования, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции, блоком материально-технического снабжения и блоком платежных поручений и работы в системе банк-клиент, который соединен с блоком финансовых расчетов, блоком валютно-финансовой работы, блоком управления финансами предприятия, блоком банковских операций, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции, блоком материально-технического снабжения и блоком кредитных и заемных средств, который соединен с блоком валютно-финансовой работы, блоком кассовых операций, блоком управления финансами предприятия, блоком банковских операций, блоком вексильного обращения, блоком бюджетирования, блоком бухгалтерского учета, блоком материально-технического снабжения и блоком финансовых расчетов, который соединен с блоком работы с дебиторами и кредиторами, блоком управления финансами предприятия, блоком вексильного обращения, блоком бюджетировния, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции и блоком материально-технического снабжения; блок выставления платежных требований соединен с блоком банковских операций, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции и блоком материально-технического снабжения; блок валютного контроля соединен с блоком управления финансами предприятия, блоком банковских операций, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции и блоком валютно-финансовой работы, который соединен с блоком управления финансами предприятия, блоком банковских операций, блоком вексильного обращения, блоком бюджетирования, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции и блоком материально-технического снабжения; блок работы с дебиторами и кредиторами соединен с блоком управления финансами предприятия, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции и блоком материально-технического снабжения; блок кассовых операций соединен с блоком банковских операций, блоком вексильного обращения, блоком бюджетирования, блоком бухгалтерского учета и блоком управления финансами предприятия, который соединен с блоком банковских операций, блоком вексильного обращения, блоком бюджетирования, блоком бухгалтерского учета, блоком сбыта продукции и блоком материально-технического снабжения, при этом выходы технологического объекта связаны со входами датчиков расхода сырья и продукции, соединенных с информационной подсистемой, которая связана с устройством финансовых операций.
Недостатком указанной системы является ограниченная область применения.
Кроме того, известна система для идентификации зарегистрированных изделий [RU 2106689, C1, G06K 17/00, 10.03.1998], включающая эталонную базу данных, по меньшей мере, одну рабочую базу данных, по меньшей мере, одно устройство обращения к базам данных, линии связи, соединяющие эталонную базу данных и, по меньшей мере, одну рабочую базу данных с, по меньшей мере, одним устройством обращения к базам данных, по меньшей мере, одно устройство сравнения, соединенное с соответствующим устройством обращения к базам данных и предназначенное для сравнения сведений из эталонной базы данных и, по меньшей мере, одной рабочей базы данных, по меньшей мере, одно маркировочное устройство, предназначенное для маркировки каждого изделия в процессе или по окончании его изготовления, по меньшей мере, одним индивидуальным номером, присвоенным данному изделию, по меньшей мере, одно устройство ввода данных, предназначенное для ввода сведений об изготовленном изделии в эталонную базу данных, по меньшей мере, один пункт ввода данных, предназначенный для ввода сведений об изделии, вводимом в хозяйственный оборот, в, по меньшей мере, одну рабочую базу данных через соответствующее устройство обращения к базам данных, и, по меньшей мере, одно устройство принятия решения, предназначенного для определения юридического состояния изделия по результатам сравнения.
Недостатком указанной системы является ограниченная область применения, поскольку она не дает возможности ее использования для идентификации и распознавания объектов сложного состава - химических веществ, вовлеченных, например, в незаконный хозяйственный оборот.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является система удаленной идентификации и распознавания объектов сложного состава [RU 77474, U1, G06K 17/00, 20.10.2008], включающая эталонную и рабочую библиотеки данных, устройство обращения к библиотекам, идентифицирующее устройство, устройство сравнения и линии связи, причем, система выполнена в виде сети из, по меньшей мере, двух блоков, включающих идентифицирующее устройство, устройство обращения к библиотекам и устройство сравнения, соединенных линиями связи с общим терминалом, при этом, каждый блок в качестве идентифицирующего устройства содержит жидкостной или газовый хроматограф в сочетании с масс-спектрометром, в качестве устройств обращения и сравнения - персональный компьютер, а эталонная и рабочая библиотека данных соединены через интерфейс с одним из компьютеров сети.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая надежность и точность идентификации объектов сложного состава.
Задачей изобретения является создание системы идентификации объектов сложного состава, которая обеспечивает их более надежную и точную идентификацию.
Требуемый технический результат заключается в повышении надежности и точности идентификации объектов сложного состава.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в систему, включающую эталонную и рабочую библиотеки данных, устройство обращения к библиотекам, идентифицирующее устройство, устройство сравнения и линии связи, причем система выполнена в виде сети из, по меньшей мере, двух блоков идентификации, включающих идентифицирующее устройство, устройство обращения к библиотекам и устройство сравнения, соединенных линиями связи с общим терминалом, при этом в качестве устройств обращения и сравнения используют персональный компьютер, а эталонная и рабочая библиотека данных соединены через интерфейс с одним из компьютеров сети, согласно изобретения, в качестве идентифицирующего используют устройство высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным трехквадрупольным детектированием с возможностью одновременной регистрации выбранных целевых ионов, масс-спектрометрии переходов, и полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрометрии переходов, а эталонные и рабочие библиотеки данных выполнены с возможностью непрерывного онлайн-пополнения и содержат данные о выбранных целевых ионах, масс-спектрометрии переходов, полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрам переходов, а также о временах хроматографического удержания.
На чертеже представлена функциональная схема предложенной системы удаленной идентификации и распознавания объектов сложного состава.
Система удаленной идентификации и распознавания объектов сложного состава содержит блоки 1, 2, 3, …N каждый из которых включает идентифицирующее устройство 4.1 и персональный компьютер 5.1 (4.2 и 5.2; 4.3 и 5.3; …4.n и 5.n) через коммутирующее устройство 6 соединенные соответствующими средствами 7 (кабели, провода и т.п.) в сеть.
В качестве идентифицирующего устройства используют высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным трехквадрупольным детектированием с возможностью одновременной регистрации выбранных целевых ионов, масс-спектрометрии переходов, и полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрометрии переходов,
Эталонная библиотека 8 и рабочая библиотека 9 через терминал 10 соединены средствами 7 с компьютером 5.1.
Эталонная и рабочая библиотеки данных выполнены с возможностью непрерывного онлайн-пополнения и содержат данные о выбранных целевых ионах, масс-спектрометрии переходов, полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрам переходов, а также о временах хроматографического удержания.
Работает система удаленной идентификации и распознавания объектов сложного состава следующим образом.
В системе используется более чувствительная и более точная высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) с тандемным трехквадрупольным детектированием и возможностью одновременной регистрации выбранных целевых ионов, масс-спектрам (MRM) переходов и полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих MRM переходам, т.е метод ВЭЖХ как с газовым хроматографом (ВЭЖХ - ГХ-МС), так и с жидкостным хроматографом (ВЭЖХ - МС/МС), при котором оперируют двумя идентификационными параметрами: временами хроматографического удерживания и масс-спектром. Для получения одинаковых абсолютных времен удерживания нужны методы со стандартными хроматографическими условиями, использующими одинаковые хроматографические колонки, элюенты и способы трансляции времен и проверки воспроизводимости этих времен. Для создания этих библиотек с фиксированными временами удерживания нужна система однотипных ВЭЖХ-МС/МС приборов, работающих по единому методическому алгоритму с постоянным онлайн-пополнением данных.
Два параметра в непрерывно пополняемых онлайн-библиотеках - масс-спектры и времена хроматографического удерживания, полученные в стандартных условиях и воспроизводимые в удаленных локальных лабораториях, дают повышение надежности идентификации по сравнению только с масс-спектрами.
В качестве персонального компьютера могут быть использованы персональные компьютеры с соответствующим программным обеспечением, позволяющим сформировать запрос и анализ ответа полученного на запрос.
В качестве интерфейса могут быть использованы стандартные интерфейсы.
В качестве рабочей библиотеки используют библиотеку данных эталонных признаков часто встречающихся веществ.
В качестве эталонной библиотеки используют библиотеку данных эталонных признаков редко встречающихся веществ.
Порядок, приемы и оборудование соединения блоков и других устройств между собой и в сеть являются существенными только в том смысле, чтобы обеспечивать работоспособность заявляемой системы.
В системе, например, в блоке 3, формируют и направляют в блок 1 запрос о проведении идентификации и распознавания неизвестного объекта сложного состава. В качестве идентифицирующего устройства 4.1 используют высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным трехквадрупольным детектированием с возможностью одновременной регистрации выбранных целевых ионов, масс-спектрометрии переходов, и полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрометрии переходов. С идентифицирующего устройства 4.1 через компьютер 5.1 и далее по соответствующим коммуникациям на идентифицирующее устройство 4.3 поступает команда и соответствующая программа о прецизионной настройке параметров (например, времени удержания) хроматографической колонки 12 устройства 4.3 на параметры такой же колонки идентифицирующего устройства 4.1. После настройки в блоке 3 проводят полный анализ неизвестного вещества (определяют характеристичные ионы, молекулярные массы, пределы обнаружения), формируют пакет признаков и направляют запрос через компьютер 5.1 в рабочую библиотеку, в которой по имеющимся эталонным признакам идентифицируют и распознают неизвестное вещество. Эталонная и рабочая библиотеки данных выполнены с возможностью непрерывного онлайн-пополнения и содержат данные о выбранных целевых ионах, масс-спектрометрии переходов, полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрам переходов, а также о временах хроматографического удержания. Результаты распознавания направляют на устройство сравнения (компьютер 5.3) блока 3. Как вариант работы системы, возможно отсутствие признаков неизвестного вещества в рабочей библиотеке. В этом случае пакет признаков, полученных при идентификации вещества в блоке 3, дополнительно обрабатывают в эталонной библиотеке при повторении запроса.
Как видно из описания и примера работы системы, предложенные ее усовершенствования позволяют достигнуть требуемого технического результата, который заключается в повышении надежности и точности идентификации объектов сложного состава, поскольку в качестве идентифицирующего устройства используют высокоэффективной жидкостной хроматографии с тандемным трехквадрупольным детектированием с возможностью одновременной регистрации выбранных целевых ионов, масс-спектрометрии переходов, и полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрометрии переходов, а эталонная и рабочая библиотеки данных выполнены с возможностью, помимо непрерывного онлайн-пополнения и содержания данные о выбранных целевых ионах, масс-спектрометрии переходов, полных масс-спектров продукт-ионов, соответствующих масс-спектрам переходов, пополнять и содержать данные также и о временах хроматографического удержания.