У апошні тыдзень лістапада ў Пераслаўлі-Залескім прайшоў Нацыянальны Суперкамп'ютарны Форум. Тры дні людзі распавядалі і паказвалі, як ідуць справы з распрацоўкай суперкампутараў у Расіі і як тэхналогіі, абкатаныя на суперкампутарах, ператвараюцца ў тавары.
Член-карэспандэнт РАН Сяргей Абрамаў распавёў аб праекце "Жахлівы дом" (27 лістапада). Развіваючы паняцце "разумнай хаты", ён прапануе назіраць за хатнім абсталяваннем, будаваць і запамінаць шаблоны яго паводзін, вучыцца на яго памылках, загадзя прадказваць яго стан і праблемы.
Стварэннем "чулых дамоў" Інстытут праграмных сістэм РАН пад кіраўніцтвам Сяргея Абрамава заняўся ў 2014 годзе, калі рэформа Акадэміі навук запатрабавала вывесці акадэмічныя праекты на камерцыйны рынак. Да гэтага часу ІПС РАН размяшчаў добрымі распрацоўкамі па сэнсарным сетках і кантролі за абсталяваннем, развіваў хмарныя тэхналогіі і машыннае навучанне.
Па словах Сяргея Абрамава, жылыя і прамысловыя будынкі напоўнены абсталяваннем, ад якога залежыць дабрабыт жылля і спакойная праца людзей. Хоць гэтае «разумнае» абсталяванне складаецца ў «разумную хату», аднак за ім няма аўтаматычнага кантролю. Уладальнікі не ведаюць аб стане прылад, не могуць зручна сачыць за імі. Застаецца ўручную даглядаць за ўсёй інфраструктурай, нібы за велізарным тамагочы, рэгулярна правяраючы і наладжваючы машыны.
Ці правільна працуе "разумны дом"? Ці пара ўмяшацца? Ці хутка будзе аварыя? Само па сабе ніякі "разумны дом" гэтую праблему не вырашае, для адказу на такія пытанні патрэбен аўтаматычны нагляд і аналіз. Таму камп'ютарная сістэма, створаная ў Інстытуце, збірае статыстыку з датчыкаў, будуе шаблоны паводзін бытавых машын і вучыцца распазнаваць гэтыя шаблоны. Адрозніваючы нармальныя паводзіны ад праблемнага і выявіўшы ненармальную працу, штучны інтэлект своечасова папярэдзіць домаўладальніка аб патэнцыйнай пагрозе.
«Жахлівы дом» - гэта «разумная хата», да якога дададзена чуласць, здольнасць да саманавучання, здольнасць назапашваць шаблон спраўных паводзін, здольнасць да прагнозу і рэакцыі.
(Сяргей Абрамаў, член-карэспандэнт РАН)
Мы абвыклі да таго, як «разумная хата» падтрымлівае свае параметры: зададзеную тэмпературу і асветленасць, сталую вільготнасць паветра, стабільная напруга электрасеткі. "Разумны дом" можа працаваць па сцэнары ў залежнасці ад часу сутак або ад падзеі (напрыклад, закрые газавы кран па камандзе газааналізатара). "Жахлівы дом" робіць наступны крок - аналізуе сэнсарныя дадзеныя і будуе новыя сцэнары для класіфікацыі: усё ідзе па-ранейшаму ці ёсць нечаканасці. Ён рэагуе на змену навакольнага асяроддзя і прагназуе магчымыя збоі, угадваючы анамаліі ў адначасовых дзеяннях розных прылад. «Жудасны дом» сочыць за вынікам сваёй працы, папярэджвае аб праблемах і мяняе сцэнар, даючы падказкі ўладальніку і дазваляючы адключыць няспраўныя прыборы.
Мы вырашаем праблему атыповых паводзін абсталявання.
(Сяргей Абрамаў, член-карэспандэнт РАН)
Прапанаваная сістэма абапіраецца на сэнсарную сетку, якая выдае замеры з прывязкай да часу. Напрыклад, дызельны кацёл эпізадычна ўключаецца і падагравае ваду, цыркуляцыйная помпа ганяе гарачую ваду па трубах апалу, а першасныя датчыкі паведамляюць аб тым, як гэтыя прылады спажываюць электрычнасць. Абапіраючыся на серыю паказанняў, другасны сэнсар (праграма) параўноўвае іх з нармальным профілем і дыягнастуе збоі. Трацічны сэнсар (праграма) атрымлівае тэмпературу вулічнага паветра і прадказвае будучую працу сістэмы, ацэньвае яе загружанасць і эфектыўнасць - як суадносяцца нагрэў катла і надвор'е. Можа быць, расчыненыя вокны і кацёл грэе вуліцу, а можа быць, зваліўся ККД і падыходзіць час прафілактычнага рамонту. Па дрэйфе вытворных параметраў можна прадказаць, калі яны выйдуць з нормы.
Ацаніўшы адначасовыя паказанні датчыкаў, «чулы дом» здольны заўважыць, што вадзяны помпа не адключаецца, таму што пералівае ваду назад у студню (праз няспраўны клапан) або прама на падлогу (праз якая лопнула трубу). Яшчэ дакладней будзе дыягназ, калі датчыкі руху маўчаць і помпа пампуе ваду ў пустую хату.
Сэнсарныя сеткі ёсць і ў "разумных дамах". Воблачная інфраструктура ёсць і ў "разумных дамах". Але чаго няма ў "разумных дамах" - гэта штучнага інтэлекту, машыннага навучання, назапашвання шаблонаў спраўных паводзін, класіфікацыі і прагнозу.
(Сяргей Абрамаў, член-карэспандэнт РАН)
У аснове хмарнай часткі "чуйнай хаты" ляжыць NoSQL база дадзеных Riak або база дадзеных Akumuli, дзе захоўваюцца часовыя шэрагі паказанняў. Прыём і выдача дадзеных зроблены на платформе Erlang/OTP, яна дазваляе разгарнуць базу на шматлікіх вузлах. Над ёю разгорнутая праграма для мабільных дадаткаў і web-інтэрфейсу, каб інфармаваць заказчыка па інтэрнеце і тэлефоне, а побач — праграма для аналізу даных і паводніцкага кантролю. Сюды можна падлучыць любы аналіз часавых шэрагаў, у тым ліку на базе нейронавых сетак. Такім чынам, увесь кантроль за сістэмамі "чуйнага дома" вынесены ў асобны пласт кіравання. Доступ да яго забяспечаны праз асабісты кабінет у хмарным сэрвісе.
Мова Erlang дае ўсе перавагі функцыянальнага падыходу. У ім ёсць механізмы размеркаванай працы, і самы просты спосаб зрабіць паралельную размеркаваную праграму - гэта выкарыстоўваць Erlang. У нашай архітэктуры закладзены праграмныя «другасныя сэнсары», іх можа быць некалькі на адзін фізічны сэнсар, і калі мы разлічваем на дзясяткі тысяч кліентаў з дзясяткамі прылад – нам давядзецца апрацаваць велізарны струмень дадзеных. Тамака патрэбныя легкаважныя працэсы, якія можна запусціць у велізарнай колькасці. На адным ядры Erlang дазваляе запусціць дзясяткі тысяч працэсаў, гэтая сістэма добра маштабуецца.
(Сяргей Абрамаў, член-карэспандэнт РАН)
Па словах распрацоўніка, на Erlang лёгка арганізаваць разнастайную каманду праграмістаў, у якой студэнты і карыфеі ствараюць адну сістэму. Асобныя фрагменты праграмнай сістэмы падаюць з памылкай, але ўся яна працягвае працу, што дазваляе выправіць памылковыя месцы на лета.
Сістэма «чулы дом» выкарыстоўвае ўсе тэхналогіі, якія ІПС РАН ужываў для кіравання суперкампутарамі. Сюды ўваходзяць электронныя сэнсары, сістэмы маніторынгу і аддаленага кіравання. Цяпер чулая праграма працуе на ўласных датчыках і ўмее падлучацца да шлейфаў пажарнай аховы, аднак ёсць план збіраць дадзеныя ад сэнсараў любых "разумных дамоў".
"Жудасны дом" цікавы тым, што на пярэдні край выходзяць комплексныя інтэлектуальныя рашэнні для горада, квартала і дома. Тут цікава не будаваць суперкампутар, а канструяваць сацыяльна-кампутарны комплекс, уводзячы суперкампутар у штодзённы побыт, каб машына змяняла жыццё людзей.
(Вольга Калеснічэнка, к. м. н., старшы выкладчык Сечанаўскага універсітэта)
Да вясны 2020 года распрацоўшчыкі падрыхтуюць базавы камплект праграм і абсталявання, каб збіраць сістэмы рознага маштабу ў будынках і кватэрах. Абяцаюць, што вынік атрымаецца лёгкім у наладзе, не складаней робата-пыласоса. Базавы камплект будзе падтрымліваць любое паднагляднае абсталяванне: ацяпляльныя катлы, награвальны вады, халадзільнікі, вадзяныя помпы і сэптыкі. Затым наступіць чарга маласерыйнай продажу, затым fabless вытворчасць, дадатак новымі сэнсарамі і модулямі. А ў даляглядзе магчымая самая розная дыверсіфікацыя і адаптацыя — чулая ферма, чулая лякарня, чулы карабель і нават вельмі чулы танк.
тэкст:
Партрэт:
Крыніца: habr.com