Точно спрогнозировать место, силу и время подземного толчка пока невозможно из-за хаотичной природы процессов в глубинах Земли. Главная сложность в том, что сигналы-предвестники часто похожи на обычный сейсмический шум, и их трудно отличить от подготовки к реальной катастрофе.
Исследователь из Новосибирского государственного университета Ринчин Хубанов предложил решение этой проблемы. Он разработал SeisSmartNS — модуль для автоматического определения времени прихода первых волн в сейсмических данных. Проект победил в конкурсе Фонда содействия инновациям «УМНИК-2025», а грант в полмиллиона рублей позволил довести идею до работающего программного прототипа.
Вместо ручного анализа автоматизация
Один из ключевых методов поиска эпицентра — локация по «первым вступлениям». Это точный момент, когда начальная волна от землетрясения доходит до сейсмографа. Однако определение этого момента на каждой записи вручную — долгий и монотонный труд. Кроме того, при слабом сигнале велик риск ошибки специалиста.
Столкнувшись с рутиной обработки больших массивов данных, Ринчин Хубанов решил автоматизировать процесс:
«Я попробовал перенести эту задачу на методы машинного обучения: научить модель находить первое вступление непосредственно по форме сейсмического сигнала. Так появилась идея библиотеки SeisSmartNS, решающей задачу автоматического определения времён первых вступлений на сейсмических данных».
Как работает алгоритм: на этапе подготовки данные проходят фильтрацию, удаление шума и нормализацию. Затем сверхточная нейросеть изучает форму сигнала и определяет наиболее вероятное положение первой волны. И в итоге система отсеивает аномальные значения и формирует итоговый набор точных пиков.
Специалисту больше не нужно просматривать тысячи трасс вручную — он получает автоматически рассчитанные пики, которые уже можно использовать в дальнейшей обработке или при необходимости проверить вручную.
Результаты проекта: от идеи до готового ПО
«За время работы по программе «УМНИК» первоначальная идея была доведена до работающего программного прототипа, – делится своими достижениями Ринчин, - была разработана и обучена модель для определения первых вступлений, реализованы модули подготовки и обработки сейсмических данных, отдельные компоненты объединены в SeisSmartNS — библиотеку автоматического определения времён первых вступлений на сейсмических данных».
За год проект прошёл путь от исследовательской гипотезы до самостоятельного программного решения, которое уже можно испытывать на прикладных задачах.
Сейчас разработчик оформляет свидетельство о регистрации программы для ЭВМ. В перспективе проект может перерасти из решения одной задачи в целый набор интеллектуальных инструментов для автоматизации всей сейсморазведки.