Источник: depositphotos.com

Нужна адаптация: как предотвратить техногенную катастрофу

Один из небезызвестных законов Мерфи гласит, что все, что может сломаться, — сломается. И чтобы этого не происходило, сложные технические системы — например, для управления самолетами и атомной электростанцией — проектируются и работают с учетом многочисленных принципов безопасности. Однако в некоторых случаях дублирование контуров может не помочь.

Как рассказывает аспирант кафедры систем управления и информатики Университета ИТМО Александр Боргуль, в сложных системах может наблюдаться так называемый эффект насыщения, который становится причиной масштабных индустриальных проблем — таких, как трагедия на Чернобыльской АЭС или крушение американского истребителя F-22 Raptor.

«Это означает, что система начинает вести себя „неправильно“ при незначительном воздействии. Например, в тех же самолетах это особенно принципиально при взлете и посадке, пока система не вышла на рабочий режим. Мы сообщаем контроллеру, что закрылки должны отклониться на небольшой угол, а система воспринимает сигнал как сильный, и вместо того, чтобы набирать высоту, самолет резко идет вниз», — объясняет Александр Боргуль.

Источник: depositphotos.com
Источник: depositphotos.com

По словам аспиранта, большинство сложных технических систем настраивается эмпирическим путем: оператору необходимо вручную подбирать параметры для регуляторов — элементов управления системой, наблюдая при этом за ее реакцией. «Волшебной кнопки», которая подберет коэффициенты и в автоматическом режиме настроит параметры для безотказной работы системы, пока не существует.

«Задача моей кандидатской диссертации — создать такие алгоритмы управления, благодаря которым система будет устойчива к внешним возмущениям и раздражителям. Например, для самолета это турбулентности, для статичного объекта — землетрясение. Необходимо, чтобы при возникновении возмущений автоматически происходил подбор нужных коэффициентов, и система не выходила из строя. В данный момент я проверяю свои методы с помощью математического моделирования», — добавляет ученый.

Как рассказывает Александр Боргуль, для того, чтобы эффект насыщения не возникал, важно точно отрабатывать управляющие воздействия. В целях расширения зоны чувствительности системы необходимо задействовать алгоритмы адаптации, чтобы система не выходила из рабочей зоны при поступлении неполноценной или некорректной внешней информации. Благодаря этому система сможет подстраиваться под внешние условия так же, как живой организм.

Университет ИТМО. Александр Боргуль
Университет ИТМО. Александр Боргуль

«Животные умеют менять температуру тела в зависимости от того, находятся они в тепле или на холоде, включать защитные механизмы, бороться с болезнями. Так же и автоматические алгоритмы настройки могут адаптировать систему к любым внешним возмущениям, — говорит Александр Боргуль. — Однако за все в мире приходится платить: сложные алгоритмы требуют более высоких обрабатывающих мощностей, и при их использовании теряется быстродействие системы».

Отметим, что Александр Боргуль также работает над различными проектами в сфере IT. Среди них — стартап Conference Speaker, выбранный экспертами одним из победителей конкурса питч-сессий Russian Startup Tour в марте прошлого года.

Редакция новостного портала
Архив по годам: