Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0135

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0135
Тематическое направление
Информационно-телекоммуникационные системы
Исполнитель проекта
Общество с ограниченной ответственностью "Инфоком-С"
Название доклада
Разработка средств высокоскоростной обработки данных информационных сенсоров в системах ситуационного управления
Докладчик
Тебуева Фариза Биляловна
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Проект направлен на создание новых технологических решений в области разработки систем ситуационного управления, обеспечивающих снижение затрат и улучшение качественных характеристик мониторинга технологических объектов и окружающей среды.
Целями проекта являются:
- разработка научно-технических решений, обеспечивающих повышение функциональной и технологической эффективности современных систем ситуационного управления;
- разработка методов и алгоритмов высокоскоростного сбора и обработки потоковых данных, обеспечивающих сокращение времени обработки больших объемов мониторинговых данных от территориально-распределенных информационных сенсоров;
- разработка методов и алгоритмов анализа, прогнозирования и предсказательного моделирования, обеспечивающих повышение точности обнаружения аварийных ситуаций в системах ситуационного управления.
Постановка и достижение указанных целей обеспечат разработку новых средств сбора, обработки и прогнозирования данных и методов предсказательного моделирования развития кризисных ситуаций для создания систем ситуационного управления.
Актуальность и новизна исследования
Значительное расширение сферы использования систем ситуационного управления в последние годы привело к необходимости пересмотра их функциональных возможностей за счет интеллектуализации и возможностей по прогнозированию развития ситуаций путем повсеместного внедрения пространственно-распределенных информационных сенсоров для контроля параметров технологических объектов и окружающей среды. Современные промышленные разработки в области сбора данных оперируют преимущественно с интеграционными шинами, реализующими событийное наполнение массивов однотипных данных с последующим анализом по запросу, а не в режиме реального времени. Данные решения непригодны для распределенных систем, имеющих большое количество высокоскоростных информационных сенсоров в условиях конечной пропускной способности используемых сетей передачи данных. Таким образом, существует противоречие между необходимостью совместной обработки данных от большого количества сенсоров для локализации критического события и невозможностью сбора этих данных в едином центре в режиме реального времени. На практике это приводит к необходимости создания и ввода в эксплуатацию большого количества дорогостоящих систем с повышенными требованиями к каналам связи и хранилищам данных и не удовлетворяющих системы ситуационного управления по временным характеристикам реакции на события. Научная и технологическая новизна результатов проекта будет связана с созданием нового прикладного инструментария для развития систем ситуационного управления: средства высокоскоростной обработки разнородных данных, методы и алгоритмы прогнозирования и построения предсказательных моделей.
Описание исследования

Проведение исследований осуществляется в 3 этапа.

На первом этапе ПНИЭР поставлена цель исследования, заключающаяся в определении текущего состояния исследований по разрабатываемой тематике и выборе направления исследований на основании технологической востребованности тех или иных решений. Для достижения цели первого этапа ПНИЭР в настоящее время решаются следующие основные научные задачи:

- аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИЭР;

- проведение патентных исследований по ГОСТ Р 15.011-96;

- исследование существующих методов сбора и высокоскоростной обработки данных от информационных сенсоров в области «Интернета вещей», «промышленного интернета» и исследования физических процессов и объектов;

- исследование характеристик временных рядов данных от информационных сенсоров на наличие свойств нестационарности и долговременной памяти;

- исследование методов прогнозирования временных рядов данных от информационных сенсоров, используемых в системах мониторинга;

- анализ современных технологий разработки и функционирования системы ситуационного управления потенциально-опасных объектов;

- организация рабочих мест исследователей и создание исследовательской установки для проведения исследований технологий обработки, методов интеграции и параллельной записи данных от разнородных территориально-распределенных информационных сенсоров.

 

В рамках выполнения второго этапа ПНИЭР перед исследователями поставлена задача создания нового прикладного инструментария для развития систем ситуационного управления, а именно: средств высокоскоростной обработки разнородных данных, методов и алгоритмов прогнозирования и построения предсказательных моделей.

 

На третьем этапе ПНИЭР будут проведены исследования, направленные на разработку экспериментального образца программного комплекса ситуационного управления (ЭО ПКСУ), реализующего разработанные методы, а также будет выполнено обобщение и проведена оценка результатов исследований. 

 

Результаты исследования

Основными результатами исследования будут выступать:

1. Технология высокоскоростного сбора и обработки потовых данных от разнородных информационных сенсоров. Создаваемая технология должна обеспечивать высокоскоростную (не менее 1 Гбит/сек) обработку неструктурированных или слабоструктурированных потоковых данных (stream data), поступающих от различных информационных сенсоров (не менее 10 тыс. информационных сенсоров) для обеспечения их анализа, сопоставления, выявления с возможностью выявления и сохранения ключевых метаданных. Технология должна обеспечивать формирование временных или временно-пространственных рядов структурированных ключевых параметров наблюдаемых систем, автоматически изменять параметры разряжения/уплотнения данных для их хранения, обработки и формирования прогнозных значений параметров контролируемой системы.

2. Методы и алгоритмы анализа данных и предсказательного моделирования развития аварийных ситуаций. Разрабатываемые методы и алгоритмы должны обеспечивать анализ получаемых временных рядов с учетом их взаимозависимостей для формирования прогнозных данных и предсказательного моделирования с учетом природы получаемых от информационных сенсоров данных. Создаваемые методы и алгоритмы должны обеспечить создание предсказательных моделей исходя из получаемых и прогнозируемых данных от всего массива подключенных информационных сенсоров, при этом время подготовки (обновления) предсказательной модели не должно превышать 20% от времени развития события.

3. Прототип (экспериментальный образец) интеграционной программно-аппаратной платформы, реализующий предложенные алгоритмы и модели сбора, обработки, анализа и прогнозирования потоковых данных, в том числе в условиях больших объемов поступающих данных (Big Data) для системы ситуационного управления.

4. Экспериментальный образец программно-аппаратного комплекса, реализующий функционал системы ситуационного управления.

5. Технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации программно-аппаратного комплексов, реализующий функционал системы ситуационного управления.

Практическая значимость исследования
Создаваемая технология и интеграционная платформа по функциональному назначению будет соответствовать современным решениям в области специализированной обработки гетерогенных данных основных производителей: компании IBM (США), Intel (США), Hewlett Packard (США), SAP (Германия), NICE Systems (Израиль), Прогноз (Россия), а по точности и глубине прогнозирования данных превосходить мировые аналоги за счет новых алгоритмов прогнозирования. Результаты исследования могут быть использованы при совершенствовании существующего и создании нового образцов прикладного программного обеспечения для построения различных систем мониторинга и ситуационного управления для широкого круга областей применения: системы интеллектуального управления объектами топливно-энергетического комплекса, системы управления дорожным движением, системы контроля сейсмической активности, системы класса «Умный город» и другие. К числу положительных эффектов от внедрения результатов можно будет отнести:
- снижение стоимости создания и эксплуатации систем мониторинга и ситуационного управления;
- снижение рисков развития опасных ситуаций за счет применения методов прогнозирования;
- повышения оперативности реагирования в случае возникновения ЧС;
- снижение уровня возможного ущерба в случае возникновения ЧС;
- повышение качества принимаемых управленческих решений в процессе предупреждения ЧС и ликвидации их последствий.
Основным народно-хозяйственным эффектом от практического внедрения результатов проекта будет повышение уровня техногенной безопасности и снижение ущерба от техногенных аварий катастроф.
Потребителями результатов проекта будут выступать российские и зарубежные ИТ-интеграторы, реализующие проекты создания и внедрения программно-аппаратных комплексов для ситуационного управления: ситуационные центры отраслей, ситуационные центры территорий, центры мониторинга природных и техногенных процессов, крупные производственные предприятия в сфере машиностроения, энергетики, транспорта и связи.
Постер

Постер 2016.ppt