В Институте вычислительных технологий СО РАН совершенствуют систему быстрой классификации сейсмических событий, ориентированную на регионы с высокой техногенной нагрузкой.

Инструментами автоматической классификации, встроенными в системы сейсмического мониторинга, сегодня никого не удивишь. Они соревнуются представительностью и фундаментальностью признаков, мощностью и новизной алгоритмов и, в итоге — точностью. Однако за рамками научных публикаций остаются важные вопросы трудоемкости настройки и обучения ядра системы, требуемого качества данных, объема «ручного» труда пользователя и уровня его квалификации. «Фактически вне поля зрения оказывается принципиальное свойство любого инструмента — его технологичность и целесообразность реализации, — констатировал старший научный сотрудник Кемеровского филиала ИВТ СО РАН кандидат технических наук Роман Юрьевич Замараев. — Что спорить о нескольких процентах преимущества в точности классификатора, которые, к слову, можно опровергнуть на других данных, если затраты на развертывание различаются в десятки раз?»

Свои резоны привносят и региональные особенности. Например, в Кемеровской области работают десятки предприятий, регулярно проводящих массивные взрывные работы. В непосредственной близости от промышленных зон проживает около 2 миллионов человек и размещены муниципальные коммуникации. «В общей сложности за год здесь регистрируется более 2 000 сейсмических событий в диапазоне магнитуд, характерных как для региональных землетрясений, так и для типичных (по технологии и мощности) взрывов на угольных разрезах, — продолжил Роман Замараев. — Непрерывный сейсмический мониторинг этой территории создает внушительный поток данных, которые являются частью информационного обеспечения гражданской обороны и спасательных служб. Работа с этими данными требует высокой квалификации и ответственности сотрудников службы наблюдения».

«Если проставить приоритеты в решении задач сейсмического мониторинга, то станет понятно, что практикам нужен не столько инструмент исследователя, сколько рабочая технология классификации сейсмических событий, — резюмировал старший научный сотрудник Кемеровского филиала ИВТ СО РАН кандидат технических наук Семен Евгеньевич Попов. — Технология, способная справиться с поступающим объемом данных, достаточно дешевая для региональных и муниципальных служб, не требующая высокой квалификации оператора и способная заменить его по точности классификации на потоке типичных событий».

К реализации был принят созданный в Кемеровском филиале ИВТ СО РАН алгоритм классификации, в котором используются оригинальные признаки промышленных взрывов и природных сейсмических событий. При сопоставимой с «конкурентами» точности этот алгоритм однопроходный, лишен настроечных коэффициентов, ветвлений и сортировок. Он идеально подходит для «распараллеливания», то есть выполнения в несколько потоков на нескольких вычислительных ядрах.

Идея параллельных вычислений была реализована на платформе Apache Spark — так называемой «платформе экономичных супервычислений». Эта платформа позволяет собирать в локальной сети достаточно мощные вычислительные кластеры из почти офисных компьютеров, и расширять кластеры линейно до требуемой производительности. «В тестах вычислительной системы из трех рабочих станций за счет дополнительной оптимизации кода под параллельное исполнение и использования платформы Apache Spark получен 25-кратный прирост производительности по сравнению с конкурентами, — рассказал С. Попов. — В итоге посекундная обработка суточной сейсмической записи занимает менее 35-40 секунд, что приближает нас к скорости вычислений, близкой к реальному времени».

Система реализована в виде веб-сервиса и в настоящее время тестируется в Службе сейсмических наблюдений Агентства по защите населения и чрезвычайным ситуациям администрации Кемеровской области.

Пресс-служба ИВТ СО РАН

Похожие новости

  • 23/10/2019

    Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли

    16 октября в Кузбассе успешно завершились испытания прототипа системы экологического мониторинга, которую разработали студенты из Новосибирска. Проект выполнен совместно с Кемеровским филиалом Института вычислительной техники СО РАН (КФ ИВТ СО РАН).
    200
  • 10/10/2019

    Всероссийская научно-практическая конференция «Информационно-телекоммуникационные системы и технологии (ИТСиТ-2019)»

    В КузГТУ 10 октября начнет работу Всероссийская научно-практическая конференция «Информационно-телекоммуникационные системы и технологии (ИТСиТ-2019)». Организаторы мероприятия: Кузбасский политех, Институт вычислительных технологий СО РАН, Институт экономики и организации промышленного производства СО РАН, администрация Кемеровской области, Международный научно-образовательный центр технического университета – Arena Multimedia и Западно-Сибирский научный центр.
    277
  • 16/12/2016

    Ученые будут следить за состоянием окружающей среды в районах угледобычи

    ​В Кемерове прошла презентация информационной системы, позволяющей следить за состоянием окружающей среды в районах угледобычи. В том числе по спутниковым снимкам. По мнению разработчиков, это позволит получать объективную и актуальную информацию о влиянии промышленности на природу.
    1282
  • 09/02/2017

    Год экологии особенно актуален для индустриального Кузбасса

    На каждого жителя Кемеровской области в среднем приходится около 500 кг угольных отвалов, мы принимаем на себя более половины всех отходов страны, образующихся за год... Что поможет изменить ситуацию? Об этом - в беседе с доктором технических наук, профессором КузГТУ, президентом Сибирского отделения Академии горных наук, председателем экспертного совета Общественной палаты Кемеровской области Александром Копытовым.
    1945
  • 16/08/2018

    Как совместить добычу угля и заботу об экологии?

    Не так давно в Кузбасс приезжала делегация экологов и предпринимателей из Кореи. Корейцы предложили угольщикам свои наработки, с помощью которых можно бороться с угольной пылью. О том, поможет ли нам иностранный опыт и как влияют на человека годы жизни в окружении разрезов, корреспонденту «АиФ в Кузбассе» рассказал эколог, член регионального штаба народного фронта Андрей Егоров.
    706
  • 12/10/2018

    Надежность электроснабжения шахт Кузбасса будут оценивать ученые профильных научных институтов

    Об этом стало известно на совещании с угольщиками, представителями областного департамента угольной промышленности и ВостНИИ, на базе которого создана лаборатория электротехнических измерений и энергетической безопасности.
    711
  • 22/01/2019

    В Кемерове презентуют особо охраняемую природную территорию «Арчекасский кряж»

    ​Торжественная презентация особо охраняемой природной территории – государственный природный (ботанический) заказник «Арчекасский кряж» – состоится 22 января в актовом зале Федерального исследовательского центра Угля и углехимии СО РАН.
    1281
  • 09/01/2019

    До того, как в Кузбассе открыли уголь: кемеровские археологи провели в 2018 году несколько успешных экспедиций

    В 2018 году кузбасские археологи провели несколько успешных экспедиций внутри области и за ее пределами. Особенно результативными стали раскопки в старинной деревне Кемерово (на территории областного центра), в районе деревни Шестаково в Чебулинском районе, а также вблизи музея-заповедника «Томская писаница» (Яшкинский район).
    815
  • 23/08/2019

    Кто открыл уголь в Кузбассе

    ​Сенсационное открытие, которое полностью переворачивает наше представление об истории Кузбасса как угольного региона, сделал заведующий лабораторией Института экологии человека Сибирского отделения РАН, доктор исторических наук Игорь Ковтун.
    336
  • 25/10/2019

    Как остановить порчу земель в Кузбассе

    ​В Кемеровской области растут площади земель, нарушенных в процессе добычи полезных ископаемых. И эти земли сельхозназначения и лесного фонда могут остаться невосстановленными.  В прошлом году в Кузбассе добыли 255,3 миллиона тонн угля - на 13,8 миллиона больше, чем в 2017-м.
    128