Тестирование сети сейсмических станций для бесперебойного мониторинга и анализа вибрационной обстановки началось на площадке ЦКП «СКИФ». Сейсмометры будут непрерывно передавать данные в систему, которая при помощи разработанных программных алгоритмов сможет анализировать вибрационный фон, фиксировать микросейсмические колебания и оповещать пользователей о возникающих возмущениях. Специально обученная нейронная сеть будет распознавать источник шума и заносить в каталог точное время его возникновения и координаты.

От всех мировых источников синхротронного излучения «СКИФ» отличает рекордно низкий эмиттанс (фазовый объём источника), от которого непосредственно зависит основной параметр установки — её яркость. Частицы в пучке электронов сконцентрированы настолько, что даже мельчайшие возмущения почвы будут заметно влиять на его размер и стабильность, а следовательно, и на яркость излучения. От вибрационной стабильности установки напрямую зависит качество экспериментов, которые будут проводиться на исследовательских станциях.

Сейсмические изыскания, проведённые геофизиками, показали, что основными источниками вибрационных шумов на территории СКИФа являются проходящие в радиусе нескольких километров большегрузные автомобили, железнодорожные составы и работающие промышленные предприятия. Кроме того, вызывать возмущения могут и внутренние источники, в частности функционирование оборудования комплекса — систем питания, вентиляции и кондиционирования, насосов, трансформаторов и так далее. При превышении допустимого уровня вибрационного шума система мониторинга будет оповещать пользователей, а система обратной связи оперативно скорректирует положение пучка электронов, купируя негативное влияние сейсмической обстановки на эффективность работы источника СИ.

«Все данные об уровне шумов и их источниках будут занесены в каталог сейсмических событий с указанием точного времени. Это принципиально важно для пользователей — исследователей, которые проводят эксперименты на станциях. Ведь даже если система обратной связи оперативно не купирует негативный эффект от сейсмических шумов, учёные смогут сопоставить данные своих экспериментов с каталогом и, при необходимости, отбраковать данные, полученные в негативный период», — рассказывает заведующий отделом ускорительных систем ЦКП «СКИФ», старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г.Я. Будкера СО РАН кандидат физико-математических наук Григорий Баранов.

Сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН разработали и совместно с индустриальным партнёром изготовили первые сейсмические датчики, которые будут адаптироваться непосредственно под задачи ускорительного комплекса и под разработанное программное обеспечение. Сотрудники Передовой инженерной школы Новосибирского государственного университета (ПИШ НГУ) разработали алгоритмы мониторинга и нейронную сеть для анализа данных, сейчас идёт работа по созданию графического интерфейса программы.

«Принцип работы программного комплекса таков — раз в заданный интервал времени выдаётся кадр со специальной картой распределения уровня шумов. Каждый следующий кадр автоматически сравнивается с предыдущим. Если картина распределения шумов меняется, будет устанавливаться источник этого сигнала. На начальном этапе оператор в ручном режиме „покажет“ нейросети возможные источники шумов, после чего искусственный интеллект будет самостоятельно вносить данные в каталог событий в абсолютных временах», — рассказал старший научный сотрудник ПИШ НГУ «Когнитивная инженерия», научный сотрудник ИНГГ СО РАН Петр Дергач.

Сеть сейсмических регистраторов и сейсмометров будет установлена в зданиях ускорительного комплекса. Сейчас основная задача учёных — обеспечить точную синхронизацию по времени всех датчиков. Традиционно синхронизацию сейсмодатчиков обеспечивает сигнал GPS, однако осуществить связь со спутником в здании инжектора и накопителя не будет возможности из-за отсутствия сигнала. Исследователи планируют подключить датчики к генератору тактовой частоты, который обеспечивает работу всего оборудования ускорительного комплекса. Преимуществом такого подхода является предельная точность синхронизации, во много раз превышающая точность сигнала GPS.

Источник: СКИФ.