В ЦКП «СКИФ» приступили к тестированию системы мониторинга вибраций

Тестирование сети сейсмических станций и специального программного обеспечения (ПО) для ее обслуживания начали на площадке Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ», 22 января сообщили на сайте Srf-skif.

Система для непрерывного мониторинга и анализа вибрационной обстановки, которая включает разработанные Институтом нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука (ИНГГ) СО РАН сейсмические датчики и специальное программное обеспечение (ПО), создаваемое сотрудниками Передовой инженерной школы Новосибирского государственного университета (ПИШ НГУ), предназначена для фиксации и анализа вибрационного фона на площадке ЦКП «СКИФ».

Поскольку пучок синхротронного излучения (СИ) СКИФа обладает рекордно низким эмиттансом (объемом фазового пространства), что очень важно для обеспечения яркости установки, сохранение стабильности и размера пучка требует от ускорительной системы максимальной вибрационной устойчивости. В противном случае будет страдать качество экспериментов, которые будут проводиться на исследовательских станциях.

Чтобы обеспечить это качество, сейсмометры будут непрерывно передавать данные в систему контроля вибрационного фона, которая будет фиксировать микросейсмические колебания, анализировать их и сообщать пользователям о возникающих возмущениях. При этом нейронная сеть системы распознает источник шума (для чего ее специально обучат) и зафиксирует точное время его возникновения и координаты.

Предварительно геофизиками были проведены сейсмические изыскания на территории ЦКП «СКИФ», с помощью которых были установлены основные источники вибрационных шумов. Ими оказались проезжающие в радиусе нескольких километров большегрузные автомашины, железнодорожные составы и работающие промышленные предприятия.

Вдобавок к внешним воздействиям, свой вклад в вибрационные шумы вносят такие внутренние источники комплекса, как системы питания, вентиляции и кондиционирования, насосы, трансформаторы и др.

В случае превышения допустимого уровня система мониторинга оповестит пользователей. Кроме того, система обратной связи немедленно скорректирует положение пучка электронов, компенсируя негативное влияние повышенного вибрационного шума на работу источника СИ.

Заведующий отделом ускорительных систем ЦКП «СКИФ», старший научный сотрудник Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН к. ф.-м. н. Григорий Баранов пояснил необходимость ведения каталога сейсмических событий:

«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, ученые смогут сопоставить данные своих экспериментов с каталогом и, при необходимости, отбраковать данные, полученные в негативный период».

Старший научный сотрудник ПИШ НГУ «Когнитивная инженерия», научный сотрудник ИНГГ СО РАН Петр Дергач рассказал о ПО, созданном для системы мониторинга вибрационного шума:

«Принцип работы программного комплекса таков — раз в заданный интервал времени выдается 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».

Сеть сейсмических регистраторов и сейсмометров установят в зданиях ускорительного комплекса. При этом необходима будет точная синхронизация по времени поступления данных со всех датчиков. Обычно синхронизация сейсмодатчиков выполняется по сигналу GPS, но в здании инжектора и накопителя сигнал со спутника не может быть получен.

Поэтому предполагается подключение всех датчиков к генератору тактовой частоты, обеспечивающего работу всего оборудования ускорительного комплекса, что сможет обеспечить точность синхронизации, которая во много раз превысит точность сигнала GPS, рассказали разработчики.