Институт СПИНТех рассказал о промежуточных итогах реализации гранта РНФ

Команда молодых ученых под руководством профессора Института СПИНТех, д.т.н. Евгения Портнова выполняет проект на тему «Разработка методов повышения достоверности управления энергообеспечением промышленных энергообъектов на основе принципов биимпульсного корреляционного кодирования и спорадической передачи информации» в рамках реализации гранта РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Цель проекта — научно обосновать возможности повышения эффективности информационных обменов и достоверности процессов управления и контроля распределенных энергоемких объектов. Создание такой системы связано с рядом нерешенных проблем. В частности, большое разнообразие и количество взаимодействующих элементов системы, различные протоколы передачи информации, огромные массивы данных различных типов, трудности при обеспечении необходимого уровня достоверности информации, необходимость оптимизации параметров технологических процессов распределенных энергообъектов и т.д.

Евгений Портнов: «Наш проект связан с совершенствованием систем управления энергообеспечением крупных промышленных объектов. Расскажу на примере. Допустим, есть какое-то крупное производство с несколькими цехами. В каждом цехе необходимо контролировать определенные параметры. Как правило, это электрические параметры: токи, напряжения, активная и реактивная мощность. С учетом того, что в цехе работает много производственного оборудования, общее количество таких параметров достаточно велико. Принцип работы системы управления энергообеспечением состоит в периодическом опросе контролируемых объектов, анализе их параметров и, в случае необходимости, принятии определенных действий (формировании команд управления). Соответственно, с определенной периодичностью эти данные посылаются с объектов контроля в центральный пункт управления, где в режиме реального времени осуществляется мониторинг ситуации и анализ хода технологических процессов. И здесь возможны две крупные проблемы, которые мы стараемся решить. Во-первых, обеспечение высокого уровня достоверности команд управления. Представим себе, что объект управления — это электрифицированная железная дорога, и одна из задач системы управления — контроль состояния железнодорожной автоматики. Нам нужно, во-первых, получить информацию с этих объектов быстро, во-вторых, если что-то идет не так, то мы должны этим состоянием управлять. Представьте себе ситуацию, когда идет поезд, его нужно направить на определенный путь, но стрелки переводятся некорректно. Что случится? Поезд сойдет с рельсов. В данном случае очень важно, чтобы мы могли практически со стопроцентной уверенностью говорить о том, что посылаем правильный сигнал. Иначе может произойти катастрофа. Таким образом, необходимо решить задачу обеспечения высокого уровня достоверности команд управления. Вторая проблема связана с необходимостью обеспечения быстрого информационного обмена между центральным пунктом управления и контролируемыми объектами. Для решения этой проблемы разрабатываются способы опроса объектов и передачи от них данных, а также совершенствуются структуры протоколов передачи информации для огромных массивов данных различного типа. Используются спорадические принципы, в соответствии с которыми передаются данные только от объектов, изменивших свое состояние за определенное время. Такой подход позволяет существенно повысить быстродействие информационных обменов».

В первый год реализации проекта получен ряд важных научных результатов:

• Предложен способ опроса состояния энергетических объектов, обеспечивающий повышение скорости информационных опросов в 20-100 раз. Предполагается, что запрашивается информация только у того устройства, которое изменило свое состояние и, как следствие, передаст актуальные данные, на которые необходимо отреагировать.

• Разработан спорадический способ обработки аварийной информации для систем управления распределенными энергообъектами, обеспечивающий снижение загрузки обрабатывающего центра в 3 раза.

• Разработан метод повышения достоверности управления, который обеспечивает снижение вероятности необнаруживаемых искажений команд управления на 3-4 порядка по сравнению со стандартными решениями.

По результатам выполнения проекта в 2024 году были опубликованы 9 статей в рецензируемых изданиях, в том числе 4 в журналах RSCI.

Результаты выполнения проекта доложены на международной конференции International Russian Automation Conference (Rusautocon-2024), труды которой индексируются в Scopus.

По результатам выполнения проекта предполагаются защиты диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук молодыми учеными Института СПИНТех: Виталием Кокиным, Марией Слюсарь и Александром Волковым.

Проект рассчитан на 2024-2025 годы. Размер гранта составляет 3 млн рублей.