ИКРБС
№ 225092519025-6Разработка и тестирование прототипа модуля программного обеспечения для прогнозирования аварийных и нештатных ситуаций на опасных производственных объектах (заключительный).
01.09.2025
Цель работы – разработать элементы для прототипа модуля программного обеспечения для прогнозирования аварийных и нештатных ситуаций на опасных производственных объектах.
На первом этапе разработана архитектура базы данных, состоящая из шести таблиц (28 параметров), представлена реляционная схема, осуществлен анализ базы данных многофункциональной системы безопасности одного из опасных производственных объектов. Разработан дата сет который состоит из 16 столбцов (15 признаков и 1 метка - сигнал контроля нештатных ситуаций). Отражено 2289 размеченных наблюдений.
Проведен статистический анализ набора данных, согласно матрице корреляции наблюдается связь между значениями DRM и DM (коэффициент корреляции - 0.638040), DV и DT (коэффициент корреляции - 0.96813), DVOT и D1 (коэффициент корреляции - 0.318609).
В рамках работ по заключительному этапу эмпирическим путем осуществлен подбор алгоритмов машинного обучения для прототипа модуля программного обеспечения для прогнозирования аварийных и нештатных ситуаций на опасных производственных объектах. Оптимальными характеристиками обладает модель, обученная по алгоритму SVM (support vector machine). Из метрик качества использованы Accuracy и F1-Score. Метрики качества для обученной модели равны 0,99.
Разработан интерфейс прототипа модуля программного обеспечения. Интерфейсом являются генерируемые сообщения о прогнозе аварий различных типов (явная угроза, неявная угроза, скрытая угроза). При нажатии на сообщение диспетчер так же может посмотреть общую оценку и статистику.
В рамках тестирования выявлены основные характеристики работы прототипа модуля программного обеспечения:
-общее время тестирования – 0,82 секунды;
-среднее время вывода – 0,164 секунды;
-количество образцов в секунду (частота дискретизации) – 5190042;
-общее количество обработанных образцов – 4257360;
-количество тестовых запусков – 5;
-пиковая загрузка CPU – 100%;
-пиковое потребление памяти – 624 MB.
Продемонстрирована работа в составе системы верхнего уровня МФСБ. Бэк энд прототипа модуля прогнозирования аварийных и нештатных ситуаций оперативно обрабатывал данные и формировал сообщения диспетчеру. Время отклика составило 352,1835 мс (0,35 с). Результаты тестирования соответствуют концепции проекта и сопоставимы с современными системами анализа данных.
В процессе реализации проекта оформлены права на 4 результата интеллектуальной деятельности:
- № 2025666348 – «Оператор анализа рисков и аварий (модуль анализа)»;
- № 2025665906 – «Оператор анализа рисков и аварий (модуль визуализации)»;
- № 2025622608 – «Дата сет текущих данных системы МФСБ угольных разрезов»;
- № 2025622665 – «Дата сет текущих данных системы МФСБ обогатительной фабрики».
Область применения - многофункциональные системы безопасности на опасных производственных объектах. Разработанный в рамках проекта модуль является дополнением верхнего уровня системы МФСБ.
Проведенное исследование и разработанный в рамках проекта модуль программного обеспечения в процессе внедрения и доработки будет являться полноценным инструментом системы поддержки принятия решений. Логичным развитием станет внедрение модуля прогнозирования остаточного ресурса критического оборудования. Модели будут предсказывать не только внезапные аварии, но и постепенную деградацию, позволяя планировать ремонты по фактическому состоянию, а не по регламенту. Согласно предварительной оценке, внедрение модуля даст экономию до 15% ежегодных операционных затрат на обслуживание.
Работы по проекту выполнены успешно.
ГРНТИ
52.01.85 Автоматизация и автоматизированные системы в горном деле
Ключевые слова
модуль программного обеспечения
база данных
многофункциональная система безопасности
статистический анализ
машинное обучение
интерфейс прототипа модуля программного обеспечения
прогнозирование аварийных ситуаций
Детали
НИОКТР
Заказчик
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "ФОНД СОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ МАЛЫХ ФОРМ ПРЕДПРИЯТИЙ В НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СФЕРЕ"
Исполнитель
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР БЕЗОПАСНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Бюджет
Средства фондов поддержки научной и (или) научно-технической деятельности: 1 900 000 ₽
Похожие документы
Разработка и тестирование прототипа модуля программного обеспечения для прогнозирования аварийных и нештатных ситуаций на опасных производственных объектах.
0.930
НИОКТР
Разработка и тестирование прототипа интеллектуальной системы по мониторингу и прогнозу технического состояния оборудования с построением физико-химической модели для получения рекомендаций по проведению ТОиР (заключительный).
0.927
ИКРБС
Обучение моделей для ИСППР. Исследование эффективности построенной модели для модуля прогнозирование количества происшествий. Тестирование модели для данного модуля. Исследование эффективности построенной модели для модуля кластеризации происшествий. Тестирование модели для данного модуля. Исследование эффективности построенной модели для модуля поиска аномалий в процессе обработки происшествий оператором. Тестирование модели для данного модуля. Исследование эффективности построенной модели для модуля поиска аномалий в процессе обработки вызова. Тестирование модели для данного модуля. Исследование эффективности построенной модели для модуля прогнозирования требуемого количества операторов. Тестирование модели для данного модуля. Тонкая настройка параметров полученных моделей. (промежуточный)
0.925
ИКРБС
Разработка программных модулей интеллектуальной системы поддержки принятия решений для дежурно-диспетчерских служб на основе предиктивных моделей машинного обучения (заключительный)
0.925
ИКРБС
Разработка архитектуры программных модулей. Проектирование и разработка серверной части системы. Разработка архитектуры подсистем получения, хранения и обработки данных. Разработка модуля передачи результатов на клиентские приложения.
0.921
ИКРБС
Разработка системы поддержки принятия решений (СППР) на основе программно-аппаратного комплекса (ПАК) и цифровой платформы ServiceNeuro
0.920
ИКРБС
Подготовка данных и построение моделей для интеллектуальной системы поддержки принятия решений для дежурно-диспетчерских служб на основе предиктивных моделей машинного обучения (ИСППР). Подготовка данных для построения модели машинного обучения модуля прогнозирования количества происшествий. Подготовка данных для построения модели машинного обучения модуля кластеризации происшествий. Подготовка данных для построения модели машинного обучения модуля поиска аномалий в процессе обработки происшествий оператором. Подготовка данных для построения модели машинного обучения модуля поиска аномалий в процессе обработки вызова. Подготовка данных для построения модели машинного обучения модуля прогнозирования требуемого количества операторов. Построение модели машинного обучения для классификации прогнозирования количества происшествий. Построение модели машинного обучения для кластеризации происшествий. Построение модели машинного обучения для поиска аномалий в процессе обработки происшествий оператором. Построение модели машинного обучения для поиска аномалий в процессе обработки вызова. Построение модели машинного обучения для прогнозирования требуемого количества операторов.
0.918
ИКРБС
Разработка алгоритма предиктивной аналитики состояния оборудования. Подготовка тестовых данных для алгоритма предиктивной аналитики. Проведение тестирования алгоритма предиктивной аналитики на тестовых объемах данных.Разработка технического проекта программной платформы. Разработка пользовательского интерфейса программной платформы. Разработка программного обеспечения программной платформы.
0.916
ИКРБС
Разработка модуля машинного обучения для обнаружения вторжений в автоматизированные системы управления технологическими процессами. Договор №28ГРЦЭИИС12-D7/71693 от 24.12.2021 (заключительный).
0.916
ИКРБС
Построение математических моделей прогнозирования изменения технологических параметров. Разработка и испытания прототипа информационной системы мониторинга и прогнозирования надежности оборудования энергетики. Разработка мобильного приложения для идентификации дефектов.
0.916
ИКРБС