Регистрация / Вход
Прислать материал

Информационно-вычислительное моделирование сложных систем

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2010 - 2012, 31 мес.
Бюджетные средства
7 млн
Внебюджетные средства
1,4 млн

Информация отсутствует

Соисполнители

Организация
АО "ИСС"

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Вейсов Евгений Алексеевич

Этапы проекта

1
29.03.2010 - 31.07.2010
1.1. Исследование проблемы применения методов концептуального аналитического моделирования для оперативной аналитической обработки данных на основе технологии OLAP-моделирования в сложных задачах организационного управления.
1.2. Исследование проблемы повышения эффективности информационно-аналитических вычислений за счет решения задачи адаптивного проектирования и развития хранилищ данных в условиях отсутствия статистических данных.
1.3. Исследование методов оценивания и выбора методов материализации представлений. Разработка инструментария ГИС для представления результатов OLAP-анализа, позволяющего отображать динамику протекания процессов в режиме анимации.
1.4. Исследование проблемы динамического трехмерного геомоделирования. Формализация постановок задач оптимизационного формирования и управления развитием надежных структур сложных систем обработки информации и управления глобальных навигационных спутниковых систем.
1.5. Проектирование программного комплекса поддержки принятия решений с использованием многокритериального анализа конфигураций сложных систем.
1.6. Разработка методов и моделей управляющих структур, обеспечивающих событийное управление функционально-потоковыми параллельными вычислениями. На основе современных методов анализа систем в условиях малых выборок разработка новых и усовершенствование имеющихся типовых методик прогнозирования показателей надежности космических аппаратов.
1.7. Постановка задачи и разработка математической модели движения твердого внутреннего ядра Земли.
1.8. Выбор метода для численного решения полученной дифференциальной задачи Коши.
1.9. Разработка нового специального авторского курса по выбору «Непараметрические и гибридные системы обработки неоднородной информации» для студентов Научно-образовательного центра «Институт космических исследований и высоких технологий» с использованием оригинальных результатов научных исследований по проекту.
1.10. Подготовка рабочей программы курса.
1.11. Проведение серии семинаров для молодых участников проекта – молодых исследователей, аспирантов и студентов – по тематике проекта, с привлечением ведущих ученых.
1.12. Организация рабочей площадки молодого исследователя – Интернет-ресурса проекта, на котором молодые участники будут представлять и обсуждать свои результаты.
Развернуть
2
01.08.2010 - 30.11.2010
2.1. Разработка формальной концептуальной модели процессов оперативной аналитической обработки данных на основе структурирования объектов анализа предметной области, и представления OLAP-кубов в виде концептов.
2.2. Разработка методов динамического формирования картографических слоев для геомоделирования сложных процессов, включая картографическое представление результатов логического вывода экспертной системы, OLAP-анализа или расчетной методики.
2.3. Разработка методики адаптивного управления процессом проектирования и развития специализированных хранилищ данных.
2.4. Формирование спецификации процесса проектирования и развития специализированных хранилищ данных, построение детализированных функциональных моделей процесса.
2.5. Разработка моделей и методов принятия решений, направленных на формирование оптимальной структуры АСУ глобальных навигационных спутниковых систем.
2.6. Разработка и испытание программного модуля, обеспечивающего многокритериальный анализ сложной системы.
2.7. Проверка работоспособности программного модуля на задаче выбора конфигурации космического аппарата.
2.8. Разработка и отладка событийного процессора, обеспечивающего отладку и выполнение функционально-потоковых параллельных программ в режиме интерпретации.
2.9. Разработка методов отладки и верификации функционально-потоковых параллельных программ и построение моделей, обеспечивающих их интеграцию с событийным процессором.
2.10. Разработка непараметрических моделей оценки расходования ресурсов радиоэлектронной аппаратуры и электромеханических устройств космических аппаратов на этапах их испытаний и эксплуатации, обеспечивающих эффективное использование информации малых выборок на основе принципов декомпозиции систем и использования многоуровневых процедур формирования решений.
2.11. Создание пакета программ для расчета движения внутреннего ядра Земли.
2.12. Проведение патентных исследований.
2.13. Разработка методических указаний по спецкурсу «Непараметрические и гибридные системы обработки неоднородной информации» с привлечением партнеров проекта – ИВМ СО РАН, ОАО «ИСС».
2.14. Модернизация программы научно-исследовательской работы студентов НОЦ ИКИВТ на базе регулярной научной стажировки на 3 – 6 курсах в ИВМ СО РАН с использованием технической базы суперкомпьютерного центра.
Развернуть
3
01.01.2011 - 30.06.2011
3.1. Разработка алгоритмов поиска концептов, формирования концептуальной решетки и ее адаптации на основе формального контекста предметной области, в том числе алгоритмов идентификации и дополнения аналитических бинарных кластеров (OLAP-кубов), исходя из контекста объектов оперативной аналитической обработки данных.
3.2. Разработка моделей и алгоритмов управления развитием структур АСУ глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС, GPS.
3.3. Разработка и испытание программных модулей, обеспечивающих настройку инструментального программного комплекса на различные задачи анализа конфигурации сложных систем.
3.4. Разработка инструментальных средств, обеспечивающих выполнение, отладку и верификацию функционально-потоковых параллельных программ.
3.5. Формализация постановки задачи локальной адаптации хранилища данных, включающей выбор представлений для материализации, определение методов ее решения.
3.6. Разработка метода формирования модели общей стоимости материализации представлений на основе информации о предметной области.
3.7. Проектирование базы пространственных данных регионального уровня для поддержки оперативного тематического геомоделирования в информационно-аналитических системах.
3.8. Создание семейства гибридных моделей уточнения показателей надежности и технического состояния космических аппаратов связи и навигации при орбитальном полете на основе комплексного учёта расчетных, расчетно-экспериментальных оценок надежности бортовой аппаратуры и ее структурных элементов, результатов их наземных испытаний, включая ресурсные, и эксплуатации.
3.9. Постановка задачи и разработка математической модели движения Земли, рассматриваемой как сложная система, состоящая из взаимодействующих частей.
3.10. Разработка учебного пособия по спецкурсу «Непараметрические и гибридные системы обработки неоднородной информации» с использованием оригинальных результатов научных исследований и привлечением партнеров проекта.
3.11. Подготовка рабочей программы специального курса по выбору для магистров и аспирантов.
Развернуть
4
01.07.2011 - 30.11.2011
4.1. Формирование модели представления, хранения и применения знаний об аналитических бинарных кластерах (концептах – OLAP-кубах), упорядоченных отношением Галуа в виде концептуальной решетки.
4.2. Разработка системотехнических решений для управления развитием кластерных структур АСУ глобальных навигационных спутниковых систем.
4.3. Разработка алгоритмов решения моделей надежностного формирования и управления развитием структур АСУ глобальных навигационных спутниковых систем.
4.4. Комплексное испытание разработанной программной системы и проверка ее возможностей на решении ряда различных прикладных задач, связанных с анализом конфигураций сложных систем.
4.5. Разработка модели коллектива событийных процессоров, выполняющих функционально-потоковые программы на параллельных ВС.
4.6. Апробация разработанных программных средств хранения географических данных на примере создания географической базы Сибирского федерального округа.
4.7. Разработка непараметрических алгоритмов оценки расходования ресурсов радиоэлектронной аппаратуры и электромеханических устройств космических аппаратов на этапах их испытаний и эксплуатации, обеспечивающих эффективное использование информации малых выборок на основе технологии бутстреп-метода.
4.8. Разработка учебно-методического комплекса дисциплины по спецкурсу «Непараметрические и гибридные системы обработки неоднородной информации» с использованием оригинальных результатов научных исследований.
4.9. Разработка научно-методических материалов для образовательных программ по подготовке бакалавров и магистров по направлению «Информатика» в НОЦ ИКИВТ.
4.10. Расширение программы дисциплины «Модели параллельных вычислений»: рассмотреть вопросы, связанные с изучением функционально-потоковой модели вычислений, использовать наработки проекта по модели функционально-потоковых параллельных вычислений и созданному на ее основе функционально-потоковому языку параллельного программирования, разработать и ввести в учебный процесс инструментальные средства, обеспечивающие написание, отладку и выполнение функционально-потоковых параллельных программ на специальном интерпретаторе.
Развернуть
5
01.01.2012 - 30.06.2012
5.1. Разработка алгоритма поиска оптимального концепта (OLAP-куба) для частной аналитической задачи, исходя из свойств концептуальной решетки, на множестве всех доступных объектов анализа предметной области.
5.2. Разработка системы поддержки принятия решений по выбору оптимальной структуры АСУ глобальных навигационных спутниковых систем на основе разработанных моделей и методов многоатрибутивной поддержки принятия решений.
5.3. Использование разработанной системы для подготовки данных и решения задачи анализа конфигураций космических аппаратов.
5.4. Реализация многопоточного событийного процессора на основе построенной модели. Для анализа методов планирования параллельных процессов.
5.5. Разработка средств визуального представления результатов динамического трехмерного геомоделирования и их интеграции с системами информационно-вычислительного моделирования.

5.6. Разработка программных средств, реализующих непараметрические и гибридные модели оценивания и прогнозирования показателей надёжности космических аппаратов связи и навигации.
5.7. Использование программного обеспечения «Прогнозирования показателей надёжности космических аппаратов связи и навигации» при проведении лабораторных занятий по спецкурсу «Непараметрические и гибридные системы обработки неоднородной информации». В рамках дисциплины «Технология программирования» предполагается расширение лекционного раздела, посвященного разработке проблемно-ориентированных инструментальных средств, включая архитектуры проблемно-ориентированных программных систем, ориентированных на инструментальную поддержку решения общей прикладной задачи для различных предметных областей и использование рассмотренной архитектуры при разработке инструментальной системы, поддерживающей многокритериальный анализ в задачах принятия решений.
Развернуть
6
01.07.2012 - 01.10.2012
6.1. Разработка алгоритма построения множества потенциальных концептов аналитической модели предметной области и поиска максимального по объему и содержанию концепта, включающего все возможные направления расширения частной аналитической задачи для текущего узла концептуальной решетки.
6.2. Применение разработанных алгоритмов динамического формирования картографических слоев для прикладных задач оперативного геомоделирования.
6.3. Программная реализация и апробация системы поддержки принятия решений в реальных задачах проектирования и управления развитием структуры АСУ современных глобальных навигационных спутниковых систем.
6.4. Разработка документации на предлагаемый программный комплекс для задач, связанных с анализом конфигураций сложных систем.
6.5. Проведение экспериментальных исследований с моделью многопоточного событийного процессора и формирование эффективных подходов к динамическому распределению ресурсов в ходе параллельных вычислений.
6.6. Проведение вычислительных экспериментов и усовершенствование разработанных алгоритмов и методов на основе их результатов. Развитие и обобщение методики адаптивного управления процессом проектирования и развития специализированного хранилища данных.
6.7. Опытно-промышленная проверка информационных средств прогнозирования показателей надёжности космических аппаратов связи и навигации в ОАО «ИСС».
6.8. Подготовка рукописи монографии «Многоуровневые непараметрические алгоритмы прогнозирования надёжности и технического состояния сложных систем» для обучения магистров по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника», подготовки аспирантов по специальности 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации» и переподготовки кадров высшей квалификации.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012 - 2013, 13 мес.
Бюджетные средства
0,68 млн
профинансировано
Тема
Разработка российских программных комплексов для эффективного проектирования сложных технических конструкций и моделирования реальных процессов с использованием терафлопных вычислительных систем.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
21 млн
Количество заявок
6
Тема
Создание комплекса пакетов прикладных программ для моделирования сложных научных и промышленных задач на суперкомпьютерных системах терафлопного уровня и в распределенных вычислительных средах.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка и реализация технологий решения вычислительно-сложных задач на базе распределенных неоднородных вычислительных ресурсов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6,3 млн
Количество заявок
12
Тема
Разработка, оптимизация и масштабирование высокоточных вычислительных методов и программ для моделирования на высокопроизводительных вычислительных системах различных архитектур.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 23 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
6
Тема
Создание программно-аппаратных комплексов на базе вычислительных систем с арифметическими ускорителями для проектирования и эксплуатации сложных технических объектов атомной энергетики.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 13 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
1