По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.43.016 DOI:10.33920/pro-02-2510-01

Разработка алгоритмов машинного обучения на основе данных телеметрии в реальном времени

Вершинин А. М. техник-технолог, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), ГКНПЦ им. М.В. Хруничева (121309, Москва, ул. Новозаводская, 18)
Фоменков И. Д. техник, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), АО “ЦЭНКИ” (105318, Москва, ул. Ткацкая, д. 7)
Кудрявцев А. А. техник, E-mail: antonkudryavcev7@gmail.com, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), АО “ЦЭНКИ” (105318, Москва, ул. Ткацкая, д. 7)

Статья посвящена разработке интеллектуальной системы аварийной остановки запуска на основе методов искусственного интеллекта и машинного обучения. Рассматривается подход к прогнозированию сбоев путем анализа телеметрических данных в реальном времени с использованием современных алгоритмов глубокого обучения. Основное внимание уделено созданию гибридной архитектуры, сочетающей модифицированные LSTM-сети, временные сверхточные сети и методы обнаружения аномалий. Предложенная система демонстрирует способность выявлять развивающиеся неисправности на 5–15 с. раньше традиционных пороговых методов при частоте ложных срабатываний менее 0,2%. Особенностью исследования является разработка механизмов интерпретируемости решений ИИ и их интеграции в существующие системы управления запуском. Экспериментальные результаты подтверждают эффективность подхода при обработке до 10 000 измерений в секунду с задержкой менее 50 мс. Статья содержит детальный анализ методологии, результатов тестирования и перспектив развития системы. Предложенные решения могут быть применены не только в аэрокосмической отрасли, но и в других областях, требующих надежного мониторинга сложных технических систем.

Литература:

1. Гудфеллоу, Я. Глубокое обучение / Я. Гудфеллоу, И. Бенжио, А. Курвиль. — Москва: ДМК Пресс, 2022. — 652 с.

2. Сафонов, К.В. Искусственный интеллект в космических системах / К.В. Сафонов. — М.: Техносфера, 2023. — 412 с.

3. Борисов, А.Н. Машинное обучение для анализа телеметрии / А.Н. Борисов // Космическая техника и технологии. — 2022. — № 4(37). — С. 56–72.

4. Hochreiter, S. Long Short-Term Memory. Эл. ресурс. URL: https://direct.mit.edu/neco/article/9/8/1735/6109/ Long-Short-Term-Memory (дата обращения: 06.05.2025).

5. NASA. Autonomous Systems and Robotics. Эл. ресурс. URL: https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20230003000 (дата обращения: 06.05.2025).

6. Bishop, C.M. Pattern Recognition and Machine Learning. Эл. ресурс URL: https://link.springer.com/ book/10.1007/978-1-4615-7566-5 (дата обращения: 06.05.2025).

7. ГОСТ Р 52925-2018. Аппаратура телеметрическая. Общие технические требования. - М.: Стандартинформ, 2018. - 42 с.

8. ГОСТ Р 7.0.108-2022. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. — М.: Стандартинформ, 2022. — 36 с.

Современные системы аварийной остановки запуска (САО) играют критически важную роль в обеспечении безопасности различной техники, предотвращая катастрофические последствия при возникновении аномалий. Однако традиционные подходы, основанные на заранее заданных пороговых значениях телеметрических параметров, обладают ограниченной гибкостью и не всегда способны выявлять сложные, развивающиеся сбои на ранних стадиях [1-3]. В этой связи актуальной задачей становится разработка интеллектуальных систем, способных прогнозировать потенциальные отказы на основе анализа данных в реальном времени с использованием методов искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) [2-5].

Целью данного исследования является разработка алгоритмов машинного обучения, позволяющих выявлять признаки аномалий в телеметрических данных на ранних этапах, что может значительно повысить надежность и своевременность принятия решений в САО [6]. В работе рассматриваются методы обработки потоковых данных, выделения значимых признаков и построения прогностических моделей, способных адаптироваться к изменяющимся условиям запуска. Особое внимание уделяется интеграции этих алгоритмов в существующие системы управления, обеспечивая минимальную задержку при принятии решений [7].

Применение ИИ для анализа телеметрии открывает новые возможности для предиктивной аналитики, снижая зависимость от жестких пороговых критериев и позволяя выявлять скрытые закономерности, указывающие на потенциальные сбои [1]. Результаты данного исследования могут быть использованы для модернизации САО в различных отраслях, в том числе и ракетно-космической, где требуется высоконадежный мониторинг сложных технических систем в реальном времени [5].

Современные системы аварийной остановки запуска преимущественно используют детерминированные алгоритмы контроля, основанные на сравнении текущих телеметрических параметров с заданными пороговыми значениями [3]. Такой подход, несмотря на свою надежность и простоту реализации, обладает существенными ограничениями, поскольку не учитывает сложные взаимосвязи между различными параметрами системы и не способен прогнозировать развитие аномальных ситуаций на ранних стадиях [2].

Для Цитирования:
Вершинин А. М., Фоменков И. Д., Кудрявцев А. А., Разработка алгоритмов машинного обучения на основе данных телеметрии в реальном времени. Главный механик. 2025;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: