Наука на берегу Байкала: студенты РУДН представили на всероссийской конференции модели для промышленного интернета вещей

Организатором конференции традиционно выступает Институт систем энергетики имени Л.А. Мелентьева СО РАН, поэтому центральной темой дискуссий стало применение современных информационных и математических технологий в энергетике. Участники обсуждали интеллектуальные энергосистемы, цифровые двойники оборудования, ситуационные центры и методы искусственного интеллекта для поддержки принятия решений. Не менее востребованными оказались направления, связанные с построением семантических структур, онтологий и экосистем знаний — доклады по этой тематике составили заметную часть программы.

Математика для надёжного интернета вещей

Студенты факультета физико-математических и естественных наук РУДН представили три работы, объединённые общей практической задачей — анализ и оптимизация систем связи для промышленного интернета вещей, широко применяемого на распределённых объектах энергетики.

Анна Живцова посвятила своё исследование технологии DECT-2020, ориентированной на построение гетерогенных сетей из энергоэффективных датчиков и устройств-агрегаторов.

«В своём докладе я предложила математическую модель кластера, позволяющую методами теории массового обслуживания оценить эффективность разделения временного ресурса между случайным и запланированным доступом. Результаты дают инженерам инструмент для выбора оптимальной конфигурации сети, обеспечивающей сосуществование разнотипных устройств», — пояснила Анна Живцова, студентка 2-го курса магистратуры, направление «Прикладная математика и информатика».

Ульяна Морозова рассмотрела дискретную систему массового обслуживания с групповым поступлением и групповой обработкой заявок случайного размера. Для модели Geo[1,A]/Geo[1,B]/1/∞ с дисциплиной Late Arrival было строго доказано условие существования стационарного режима и впервые получена замкнутая производящая функция распределения числа заявок.

«Новизна моего подхода — в отказе от фиксированного размера обслуживаемой группы, что приближает модель к реальным механизмам агрегации пакетов в тактированных стандартах связи, включая DECT-2020 New Radio. Полученные формулы позволяют рассчитывать задержки и планировать буферы в узлах с временным разделением каналов», — поделилась Ульяна Морозова, студентка 1-го курса магистратуры, направление «Фундаментальная информатика и информационные технологии».

Дмитрий Николаев представил аналитический фреймворк для оценки пикового возраста информации (Peak Age of Information) в тандемной сети M/M/1→M/M/1. Предложенный им метод условного анализа, классифицирующий пакеты по состояниям серверов, позволил преодолеть стохастическую зависимость и вывести точные выражения для распределения PAoI без численного обращения.

«Практическая ценность работы заключается в возможности находить оптимальную частоту опроса датчиков, минимизирующую устаревание данных в системах жёсткого реального времени. Модель валидирована на симуляторе и может напрямую применяться при проектировании Edge/Fog-архитектур, умных сетей Smart Grid и промышленных систем URLLC», — рассказал Дмитрий Николаев, студент 2-го курса магистратуры РУДН, направление «Прикладная математика и информатика».

В гармонии с природой

Образовательная программа органично сочеталась с погружением в природу. Участников покорили энергия и гостеприимство жителей Иркутской области, а также заповедные ландшафты Байкала. Дневные прогулки по берегу могучего озера, вечера в уютных деревянных домиках и командная интеллектуальная игра, собравшая за одним столом учёных разных возрастов и специальностей, создали ту самую неформальную среду, в которой рождаются совместные проекты. Незабываемой стала и экскурсия на остров Ольхон.

«Поездка оказалась исключительно полезной в научном плане благодаря обилию интересных дискуссий о тенденциях развития современных технологий», — поделились впечатлениями студенты.

Кстати, по результатам участия в семинаре молодёжной школы, прошедшей на конференции, Анна Живцова заняла 2-е место, а Дмитрий Николаев — 3-е место.