Разработка и исследование методов и средств повышения безопасности и эффективности функционирования распределенных информационно-управляющих систем сложных технических объектов.
Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.514.11.4085
Организация
Южный федеральный университет
Руководитель работ
Каляев Игорь Анатольевич
Продолжительность работ
2008 - 2009, 15 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Внебюджетные средства
5 млн
Конкурс
Разработка и исследование методов и средств повышения безопасности и эффективности функционирования распределенных информационно-управляющих систем сложных технических объектов.
Повышение безопасности и эффективности функционирования сложных технических объектов за счет разработки методов и средств децентрализованной организации процедур сбора и обработки информации, принятия решения и управления, моделирования и прогнозирования в распределенных информационно-управляющих системах (РИУС), а также их автоматического перераспределения в случае выхода из строя ряда процессорных узлов.
Участники проекта
Зам. руководителя работ
Мельник Эдуард Всеволодович
Этапы проекта
1
08.08.2008 - 15.11.2008
Результаты работы на отчетном этапе, в том числе: разработанные виды продукции (веществ / устройств / программных продуктов / технологий / методов и результатов исследований) с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям технического задания.
Разработаны эффективные методы организации распределенных вычислений в РИУС при решении задач сбора и обработки информации, принятия решений и управления. По оценкам эти методы позволят обеспечить отказоустойчивое функционирование РИУС, содержащих до 100 вычислительных узлов при выходе из строя до 40% узлов, а в некоторых случаях и более.
Разработаны методы обеспечения децентрализованного доступа к распределенным данным в РИУС. Предложенный подход позволяет существенно сократить время доступа по сравнению с используемыми в настоящее время методами и способами (при реализации предложенных методов соответствующими программными средствами, разработка которых предполагается на этапе 3 настоящей НИР, будет достигаться сокращение времени доступа к данным до 2-х раз).
Разработаны методы распределенного сбора данных, комплексной диагностики и прогнозирования состояния объекта, обеспечивающие предоставление достаточной информации для своевременного выявления критических и аварийных ситуаций. Предложенные методы, основывающиеся на применении нейросетевых технологий и когнитивного анализа, позволят снизить время сбора и обработки информации о параметрах функционирования объекта до 5 раз.
Задачи этапа 1 НИР выполнены в полном объеме. При этом разработаны теоретические основы построения высокоэффективных и безопасных РИУС сложных технических объектов.
Исследования в рамках настоящей НИР должны быть продолжены в направлении разработки алгоритмов и программно-технических средств, реализующих предложенные при выполнении данного этапа методы
Разработаны эффективные методы организации распределенных вычислений в РИУС при решении задач сбора и обработки информации, принятия решений и управления. По оценкам эти методы позволят обеспечить отказоустойчивое функционирование РИУС, содержащих до 100 вычислительных узлов при выходе из строя до 40% узлов, а в некоторых случаях и более.
Разработаны методы обеспечения децентрализованного доступа к распределенным данным в РИУС. Предложенный подход позволяет существенно сократить время доступа по сравнению с используемыми в настоящее время методами и способами (при реализации предложенных методов соответствующими программными средствами, разработка которых предполагается на этапе 3 настоящей НИР, будет достигаться сокращение времени доступа к данным до 2-х раз).
Разработаны методы распределенного сбора данных, комплексной диагностики и прогнозирования состояния объекта, обеспечивающие предоставление достаточной информации для своевременного выявления критических и аварийных ситуаций. Предложенные методы, основывающиеся на применении нейросетевых технологий и когнитивного анализа, позволят снизить время сбора и обработки информации о параметрах функционирования объекта до 5 раз.
Задачи этапа 1 НИР выполнены в полном объеме. При этом разработаны теоретические основы построения высокоэффективных и безопасных РИУС сложных технических объектов.
Исследования в рамках настоящей НИР должны быть продолжены в направлении разработки алгоритмов и программно-технических средств, реализующих предложенные при выполнении данного этапа методы
2
16.11.2008 - 31.12.2008
2.1 Результаты работы на отчетном этапе, в том числе: разработанные виды продукции (веществ / устройств / программных продуктов / технологий / методов и результатов исследований) с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям технического задания.
Разработаны алгоритмы взаимодействия программных агентов при организации распределенных вычислений в РИУС, содержащей до 100 вычислительных узлов.
2.2 Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Впервые предложен комплексный подход к решению проблемы обеспечения безопасности и эффективности функционирования сложных технических объектов, на основе принципов распределенных вычислений и децентрализованного управления, современных технологий мультиагентного взаимодействия, нейросетевых технологий, когнитивного анализа.
2.3 Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
2.4 Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе №2
2.4.1 Коробкин В.В., Оценка безопасности программного обеспечения управляющих систем мехатронных комплексов. «Известия ЮФУ. Технические науки» 2008г. № 10.
2.4.2 Korovin Y.S., Melnik E.V. A Method of Organizing the Resources Distribution in GRID – Structures. IFAC Journals «Engineering Applications of Artificial Intelligence» (принята к печати).
2.4.3 Свидетельство ФИПС о государственной регистрации программы для ЭВМ: «Программная система когнитивного моделирования» № 2008614266 от 05.09.2008, авторы: Горелова Г.В., Радченко С.А.
2.4.4 Теоретическое исследование поставленных перед НИР задач. [Текст]: отчет о НИР (промежуточный) / Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет»; руководитель Каляев И.А.; исп. Капустян С.Г., Мельник Э.В., Кухаренко А.П. [и др.] – Таганрог, 2008 – 242 с. № ГР 01200852701
Разработаны алгоритмы взаимодействия программных агентов при организации распределенных вычислений в РИУС, содержащей до 100 вычислительных узлов.
2.2 Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Впервые предложен комплексный подход к решению проблемы обеспечения безопасности и эффективности функционирования сложных технических объектов, на основе принципов распределенных вычислений и децентрализованного управления, современных технологий мультиагентного взаимодействия, нейросетевых технологий, когнитивного анализа.
2.3 Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе.
2.4 Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе №2
2.4.1 Коробкин В.В., Оценка безопасности программного обеспечения управляющих систем мехатронных комплексов. «Известия ЮФУ. Технические науки» 2008г. № 10.
2.4.2 Korovin Y.S., Melnik E.V. A Method of Organizing the Resources Distribution in GRID – Structures. IFAC Journals «Engineering Applications of Artificial Intelligence» (принята к печати).
2.4.3 Свидетельство ФИПС о государственной регистрации программы для ЭВМ: «Программная система когнитивного моделирования» № 2008614266 от 05.09.2008, авторы: Горелова Г.В., Радченко С.А.
2.4.4 Теоретическое исследование поставленных перед НИР задач. [Текст]: отчет о НИР (промежуточный) / Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет»; руководитель Каляев И.А.; исп. Капустян С.Г., Мельник Э.В., Кухаренко А.П. [и др.] – Таганрог, 2008 – 242 с. № ГР 01200852701
3
01.01.2009 - 30.06.2009
Разработан программный Прототип РИУС, имитирующий функционирование до 100 вычислительных узлов. Разработана Программа и методики экспериментальных исследований Прототипа РИУС.
4
01.07.2009 - 30.11.2009
Проведены экспериментальные исследования работоспособности и эффективности разработанных методов и средств организации распределенных вычислений и обеспечения отказоустойчивости с использованием программного прототипа распределенной информационно-управляющей системы (РИУС); работоспособности и эффективности разработанных методов и средств распределенного сбора данных, комплексной диагностики и прогнозирования состояния объектов с использованием имитационных программных моделей и программного прототипа РИУС. Разработано ТЗ на ОКР.
Программа
Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"
Программное мероприятие
1.4 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по перспективным технологиям в области информационно-телекоммуникационных систем
Разработка основ теории, принципов построения и методов технической реализации многофункциональных систем для управления, технической диагностики и экологического мониторинга распределенных промышленных объектов ТЭК
профинансировано
профинансировано
Разработка программного комплекса для оценки факторов и управления показателями безопасности дорожного движения с использованием современных технологий обработки информации и методов математического моделирования
Продолжительность работ
2011 - 2012, 11 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Организация
АО "ПРОГНОЗ"
профинансировано
Интеллектуальные технологии распределенных вычислений для моделирования сложных систем
профинансировано
Разработка новых интеллектуальных информационно-коммуникационных систем и технологий для высококачественного управления очувствленными промышленными роботами, предназначенными для автоматического выполнения сложных технологических операций в условиях неопределенности
профинансировано