Дрожь земли: ученые ВШЭ научились отслеживать опасные подземные вибрации в реальном времени
Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали новую математическую модель мониторинга, которая позволяет фиксировать источник опасных подземных вибраций в реальном времени. Технология поможет снизить риск повреждения зданий, дорог и другой инфраструктуры рядом с карьерами и шахтами. Работа ученых опубликована в журнале «Горная промышленность».
Подземные колебания возникают в разных ситуациях, в том числе при буровых взрывах и движении тяжелой горной техники. Такие вибрации распространяются в грунте на сотни метров и со временем могут повреждать здания, дороги и инженерные сооружения. Особенно опасны низкочастотные колебания, которые распространяются значительно дальше обычных колебаний, могут входить в резонанс со зданиями и вызывать появление трещин даже при относительно слабом воздействии.
При этом рядом с объектом может быть сразу несколько источников вибрации. Это не только карьер или шахта, но и локальные помехи: транспорт, стройка, работа техники в самом населенном пункте и т.д. Исследователи отмечают, что фоновый шум и множественные источники вибраций существенно затрудняют интерпретацию данных. Поэтому ключевая задача таких систем — определить, пришла ли конкретная вибрация от горного предприятия или от другого источника.
Чтобы выявлять такие угрозы до появления трещин и деформаций, инженеры Московского института электроники и математики имени А.Н. Тихонова ВШЭ и Института проблем комплексного освоения недр имени академика Н.В. Мельникова РАН разработали теоретическую модель новой системы мониторинга на основе малоапертурной сейсмической антенны. Сегодня для мониторинга вибрации на горных предприятиях используют либо сеть датчиков, либо одиночные измерительные станции. Однако первые требуют больших затрат на развертывание, а вторые не позволяют точно определить источник вибрации. Поэтому оба подхода имеют ограничения при решении задач, требующих высокой точности.
Разработанная учеными система мониторинга не требует большого количества оборудования и сложной настройки. Она представляет собой компактную группу датчиков, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга. Датчики одновременно улавливают колебания грунта, а специальные алгоритмы анализируют сигналы и определяют направление источника вибрации. Благодаря этому система может отличить взрыв в карьере от работы тяжелой техники или локального источника шума рядом с жилыми домами.
Для проверки технологии исследователи смоделировали распространение сейсмических волн и протестировали антенну из десяти датчиков. Расчеты показали, что уже на расстоянии более 10 метров погрешность определения параметров сигнала не превышает 7%, а на дистанциях свыше 50 метров снижается до 4%. При этом система сохраняет высокую точность даже в условиях сильных фоновых помех.
По словам ученых, главная цель разработки — не просто фиксировать вибрации, а предупреждать последствия. Получая информацию о потенциально опасных колебаниях заранее, специалисты смогут оперативно менять режим работы техники, корректировать взрывные работы или устанавливать защитные барьеры до того, как возникнут повреждения.
Сергей Нефедов
«Сегодня во многих случаях меры принимаются уже после того, как на зданиях появляются трещины или деформации. Мы предлагаем другой подход: сначала определить источник опасного воздействия, оценить риск и только потом принимать меры. Наша система позволяет получать такую информацию быстро и с высокой точностью даже в условиях, когда присутствует несколько источников вибрации», — рассказал один из авторов исследования, профессор МИЭМ ВШЭ, заведующий лабораторией контроля и мониторинга ИПКОН РАН Сергей Нефедов.
Благодаря небольшим размерам антенну можно устанавливать непосредственно рядом с жилыми домами, дорогами или промышленными объектами. Это существенно снижает расходы на монтаж оборудования, прокладку коммуникаций и техническое обслуживание. Кроме того, технология не требует сложных методов обработки данных, которые обычно используются в классической сейсмологии.
Разработчики считают, что в будущем такие системы смогут стать частью интеллектуальных комплексов экологической безопасности. Информация от датчиков будет автоматически поступать в цифровые системы управления, которые смогут рекомендовать изменение режима работы техники, корректировку графика взрывных работ или установку специальных защитных сооружений, уменьшающих распространение вибраций.
Максим Икренников
«Следующий шаг — интеграция мониторинга в системы управления промышленными объектами. Тогда данные о вибрациях будут использоваться не только для наблюдения, но и для принятия решений в режиме реального времени. Такой подход позволит сделать добычу полезных ископаемых безопаснее для людей, окружающей среды и городской инфраструктуры», — рассказал один из авторов исследования, аспирант департамента электронной инженерии МИЭМ ВШЭ Максим Икренников.
По мнению ученых, новая технология найдет применение не только в горнодобывающей отрасли. Ее можно использовать на крупных строительных площадках, рядом с транспортными магистралями, тоннелями и другими объектами, где важно контролировать подземные колебания и своевременно предотвращать возможные повреждения.
Вам также может быть интересно:
Развивая сотрудничество: совместный семинар ФКН ВШЭ и Харбинского технологического университета
13–16 июля на факультете компьютерных наук прошел Российско-китайский научно-исследовательский семинар по приложениям машинного обучения, организованный Научно-учебной лабораторией облачных и мобильных технологий совместно с Харбинским политехническим университетом (Китай). Делегация из семи студентов и трех представителей университета прибыла в Москву, чтобы принять участие в интенсивной четырехдневной программе.
«Работа с ИИ — решение целого спектра инженерных задач»
Искусственный интеллект — рабочий инструмент, построенный на сбалансированном сочетании алгоритмов с инженерной проработкой. Как технологии ИИ способны улучшить приложение, устройство, систему и какие инженерные задачи решаются при этом, рассказывают специалисты и аспиранты Московского института электроники и математики ВШЭ.
Новая секция по ИИ и призовое место: молодые ученые Вышки на Международной конференции IEEE EDM
В Республике Алтай прошла 27-я Международная конференция молодых специалистов в области электронных приборов и материалов (IEEE EDM). В этом году ученые НИУ ВШЭ представили на ней результаты своих исследований, а также приняли участие в организации новой секции по искусственному интеллекту. Доклад магистранта Вышки Родиона Сидоренко занял третье место в конкурсе научных работ конференции.
НИУ ВШЭ инициировал разработку этического стандарта для антропоморфных роботов
Развитие антропоморфной робототехники требует не только технологических, но и этических решений. В июле на площадке Института робототехнических систем НИУ ВШЭ прошла форсайт-сессия, посвященная разработке Этического стандарта для антропоморфных робототехнических комплексов. Представители бизнеса, органов государственной власти, научных организаций и университетов обсудили ключевые этические и правовые вопросы, связанные с развитием антропоморфных робототехнических комплексов. Главным итогом встречи стала подготовка проекта Этического стандарта.
НИУ ВШЭ первым среди университетов начал фиксировать интеллектуальные права на научные результаты в блокчейне
Высшая школа экономики подключила свой Репозиторий научно-технической информации к доверенной блокчейн-сети РЦИС.РФ как самостоятельный узел. Теперь каждый исследовательский результат, размещенный в цифровом хранилище НИУ ВШЭ, может получить признаваемую госорганами запись в распределенном реестре, подтверждающую авторство и принадлежность исключительных прав.
ФКН ВШЭ и ЧГУ реализовали три отраслевых образовательных модуля по искусственному интеллекту
В 2025/26 учебном году факультет компьютерных наук (ФКН) ВШЭ совместно с Череповецким государственным университетом реализовал три отраслевых образовательных модуля по искусственному интеллекту. Инициатива была представлена в рамках проекта «Топ-ИИ» Минцифры России при участии АНО «Аналитический центр при Правительстве Российской Федерации». Эксперты НИУ ВШЭ совместно с индустриальными партнерами разработали линейку отраслевых образовательных модулей в области искусственного интеллекта.
В НИУ ВШЭ появится суперкомпьютер для работы с ИИ
Высшая школа экономики готовит к запуску второй суперкомпьютер. Новый кластер будет ориентирован прежде всего на задачи ИИ и дополнит уже действующий суперкомпьютер cHARISMa. Его запуск планируется на конец 2026 года.
В НИУ ВШЭ создан Фонд науки и технологий
Фонд науки и технологий НИУ ВШЭ (ФНТ) будет финансировать перспективные научные инициативы, имеющие прикладную направленность и содействующие достижению технологического лидерства России. На поддержку могут рассчитывать проектные команды из всех кампусов университета. Заявку в ФНТ можно подать в любой момент. Рассматривать заявки будет созданный Совет по науке и технологиям НИУ ВШЭ.
Нейросеть НИУ ВШЭ iFORA.LLM включена в Реестр российского программного обеспечения
Адаптированная большая языковая модель для сферы науки, технологий и инноваций (далее — iFORA.LLM, модель), разработанная экспертами Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, включена в Реестр российского ПО. Модель создана для эффективного анализа массивов научно-технической информации — от поиска релевантных публикаций до оценки технологических трендов и формирования аналитических отчетов.
Новый метод НИУ ВШЭ и Т-Технологий повышает качество работы ИИ
Ученые из лаборатории научных исследований «Т-Технологий» и Института искусственного интеллекта и цифровых наук факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ разработали новый метод семплирования для моделей маскированной диффузии — G-Star+. Он помогает быстрее и качественнее исправлять ошибки во время генерации текста и кода за небольшое число шагов. Метод показал эффективность в задачах генерации текста и кода и может применяться там, где генеративным моделям нужно быстро и качественно создавать текст или код при ограниченных вычислительных ресурсах.