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

  • 05/06/2020

    В Кузбассе создают уникальную модель управления водными ресурсами

    ​​В Кузбассе работают над созданием первого в России экспериментального цифрового полигона для сбора, передачи, хранения и анализа данных о состоянии водных ресурсов и их оздоровления. Федеральный проект, который предусматривает создание современной системы комплексного мониторинга рек Обь-Иртышского бассейна, был представлен год назад Научному совету РАН по глобальным экологическим проблемам.
    670
  • 11/05/2021

    Стратегия зеленого роста: о заседание секции «Зеленый Кузбасс: стратегии будущего»

     Заседание секции «Зеленый Кузбасс: стратегии будущего» прошло в рамках IV международной научно-практической конференции «Теория и практика стратегирования». Профессиональные экологи, ученые, представители промышленных предприятий, члены Общественного экологического совета при губернаторе Кемеровской области — Кузбасса Сергее Цивилеве обсудили, как следует наиболее эффективно реализовывать региональную экологическую политику с учетом необходимой адаптации к происходящим климатическим изменениям.
    309
  • 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).
    1355
  • 23/11/2019

    В Аналитическом центре при Правительстве РФ состоялось экспертное обсуждение проекта «Цифровой Обь-Иртышский бассейн»

    ​15 ноября 2019 года в Аналитическом центре при Правительстве РФ состоялось экспертное обсуждение федерального проекта комплексного управления водными ресурсами «Цифровой Обь-Иртышский бассейн», инициированного учеными Кемеровской области в рамках программы деятельности научно-образовательного центра «Кузбасс» (НОЦ «Кузбасс»).
    1496
  • 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.
    1714
  • 07/08/2020

    Цифровые станции для контроля за загрязнениями установят на реке Ускат в Кузбассе

    Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций РФ одобрило предложение правительства Кузбасса по реализации в регионе пилотного проекта "Цифровой Ускат". Самый индустриально нагруженный приток Томи оснастят первыми в России автоматическими станциями контроля за загрязнениями водного объекта, сообщили в пресс-службе Минкомсвязи РФ.
    835
  • 17/02/2021

    Ученики кузбасских базовых школ РАН познакомились с проектами ведущих учёных региона

    ​В честь Дней российской науки в Федеральном исследовательском центре угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук прошли ученые советы институтов центра. Ученые рассказали о своих исследованиях, которые они реализуют в рамках конкурса Российского фонда фундаментальных исследований.
    394
  • 15/03/2021

    16 марта 2021 года онлайн состоится обсуждение возможностей информационных и вычислительных технологий в решении задачи мониторинга и сокращения карбонового следа

    ​16 марта 2021 года в 14:35 по новосибирскому времени онлайн состоится заседание семинара ФИЦ ИВТ «Информационные технологии».  Тема семинара: «Карбоновый след и карбоновые полигоны: потенциал информационных и вычислительных технологий в решении задачи мониторинга и сокращения карбонового следа».
    768
  • 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.
    1421
  • 30/07/2020

    Более 40 проектов НОЦ «Кузбасс» успешно прошли регистрацию в Роспатенте

    Разработки участников и индустриальных партнеров научно-образовательного центра «Кузбасс» за первое полугодие 2020 года получили 46 патентов, подтверждающих уникальность изобретений, полезных моделей и программ для ЭВМ.
    1708