ФГБУ «Северо-Западное управление
по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды»

08.06 2011

Наводнение в пробирке

Голландский ученый научит россиян моделировать экстремальные ситуации на суперкомпьютере
Тимофей ВОРОНИН

В Петербургском университете информационных технологий, механики и оптики (СПбГУ ИТМО) открылась уникальная для России лаборатория перспективных вычислительных технологий. Она предназначена для принятия решений в различных экстремальных ситуациях: при пожарах, наводнениях, эпидемиях... Руководить ею будет голландец Питер Слот, один из крупнейших в мире специалистов по суперкомпьютерам. Он выиграл грант Минобрнауки РФ и в течение как минимум трех лет будет готовить на базе своей лаборатории специалистов мирового уровня.

Конкурс на упомянутый грант Министерство образования и науки РФ проводило в прошлом году. Предстояло выбрать 40 специалистов, которые призваны помочь России с обучением, а также с развитием науки в целом. Среди победителей оказалась и совместная заявка ИТМО и Питера Слота – о создании на базе университетского НИИ наукоемких компьютерных технологий уникального учебно-научного центра.

Сумма, которую выделил федеральный бюджет, получилась внушительной – 150 млн рублей на три года. Ее планируется истратить на закупку и установку лабораторного оборудования, а также на обеспечение его работы. При этом около 60% уйдет на зарплату голландского руководителя и сотрудников из числа петербургских ученых.

Достойные оклады европейского уровня уже вернули в вуз целый ряд талант-ливых выпускников. Кроме того, привлекает молодых ученых то, что сотрудники лаборатории смогут активно участвовать в мировой научной жизни: из средств гранта им будут оплачивать командировки на различные конференции и конгрессы, а также зарубежные стажировки. Уже сейчас на базе научного центра обучаются два десятка аспирантов и докторантов.

На первом этапе грантовое финансирование не использовалось вообще: 80 млн рублей на первичную инфраструктуру нашел сам ИТМО, помогла федеральная программа развития национальных исследовательских университетов. Однако уже на 2011 – 2012 годы заложено 35 млн рублей из гранта на дополнительную закупку оборудования.

Выбор иностранного ученого на пост руководителя лаборатории не случаен. И дело вовсе не в том, что в нашей стране нет специалистов подобного масштаба. Аналогичные исследования достаточно эффективно проводятся и в России. Но, приглашая Питера Слота на работу в Петербург, руководство ИТМО надеется на то, что именитый профессор поможет в подготовке квалифицированных специалистов. Ведь в Амстердаме под его руководством защитились более трех десятков аспирантов. «Не следует забывать, что миссия университета как образовательного учреждения состоит в первую очередь в подготовке эксклюзивных кадров», – говорит руководитель НИИ наукоемких компьютерных технологий Александр Бухановский.

Программно-аппаратный комплекс в лаборатории Питера Слота сможет работать в трех направлениях: прогнозировать развитие эпидемий, предотвращать наводнения и обнаруживать криминальные и террористические угрозы в социальных сетях Интернета. Система поддержки принятия решений на базе лабораторного суперкомпьютера поможет понять, как именно оперировать затворами на дамбе в Финском заливе, если в нем поднимается уровень воды.

Система будет учитывать не только гидрометеорологические сводки, но также обстановку непосредственно вблизи дамбы. Затем машина просчитает, какие последствия ожидают окружающую среду при том или ином положении затворов: какой ущерб будет нанесен городу, судоходству, экологии и т. п. Особенно полезной такая система будет в нештатных ситуациях, когда решение нужно принимать максимально быстро, а цена ошибки высока.

Разработчики называют свой проект «системой предотвращения наводнений второго поколения». Пока такая не внедрена нигде в мире. Кстати, сам Питер Слот с водной стихией знаком не понаслышке – ведь он родом из Амстердама, где проблема сосуществования города с морем и полноводными реками стоит не менее остро, чем в Петербурге.

Ресурсы сверхмощных ЭВМ будут использоваться не только для решения локальных задач – компьютеры подключат к международной сети. Причем речь идет не об Интернете, а о кластере в несколько десятков суперкомпьютеров, расположенных не только в России, но и за рубежом, которые могут совместно решать какую-нибудь очень важную задачу.

Объединены компьютеры по так называемой технологии Грид, разработанной в конце 1990-х годов для облегчения доступа к вычислительным ресурсам. «Такая концепция является единственно разумной с точки зрения задач лаборатории, поскольку при моделировании нештатных ситуаций время для принятия решений весьма ограничено. В зависимости от того, как ситуация будет развиваться, могут потребоваться совершенно различные вычислительные мощности и даже совершенно разное программное обеспечение», – поясняет Александр Бухановский.

Вообще привязка суперкомпьютеров к их физическому местоположению нерациональна, поскольку в локальном масштабе экстремальные ситуации случаются куда реже, чем в мировом. Только создав сеть для совместной работы, можно равномерно загрузить мощности специализированных ЭВМ.

Помимо собственно вычислительных мощностей в лаборатории ИТМО создан ситуационный центр виртуальной реальности, где будут отображаться результаты компьютерного моделирования. Объем поступающей информации настолько велик, что исследователи должны быть в прямом смысле погружены в нее. Наглядность обеспечат стереоскопические эффекты: изображение и звук будут окружать экспертов, создавая ощущение присутствия. Управлять данными в виртуальной реальности можно будет без всяких кнопок, буквально движением руки. Львиная доля финансирования (из 80 млн рублей, вложенных в лабораторную инфраструктуру) пришлась именно на этот ситуационный центр.

Контракт, который университет подписал с Питером Слотом, рассчитан на три года. Однако, если лаборатория будет работать успешно, его продлят еще на два года. «Мы ориентируемся на то, что лаборатория будет работать в течение пяти лет. Для нас это крайне важно, потому что за это время мы можем создать команду молодых ученых, которые подхватят идеи и работы, начавшиеся под руководством Питера Слота», – отметил на открытии научно-учебного центра ректор ИТМО Владимир Васильев.

О перспективах внедрения разработок, которые будут проводиться в лаборатории, говорят весьма осторожно, ведь проект находится на самой ранней стадии реализации. Некоторые надежды ученые возлагают на «федеральную инициативу», то есть на помощь фонда «Сколково». Впрочем, суперкомпьютеры могут пригодиться и в собственных проектах ИТМО – в частности, на упомянутом комплексе защитных сооружений в Финском заливе. Стоит отметить, что алгоритмическое обеспечение системы было разработано группой специалистов НИИ наукоемких компьютерных технологий. //pda.spbvedomosti.ru

Copyright (c) 2007-2018 ФГБУ Северо-Западное УГМС. Все права защищены. При использовании всех размещенных на сайте материалов ссылка обязательна. Представленная информация предназначена исключительно для личного пользования и не может использоваться в коммерческих целях, для планирования мероприятий, реализация которых связана с риском материальных потерь или человеческих жертв. Для получения официальных данных обращайтесь в отдел маркетинга.

Дизайн сайта - Webcom Art