Лаборатория № 17 «Автоматизированные системы массового обслуживания и обработка сигналов»

Лаборатория образована в 1959 г., вобрав в себя часть сотрудников лаб. № 3 профессора М. А. Гаврилова. Руководителем лаборатории был назначен Владимир Александрович Жожикашвили, который исполнял эти функции до конца жизни. С 2008 года и по настоящее время заведующим лаб. № 17 является доктор технических наук Маис Паша-оглы Фархадов, один из ведущих специалистов по разработке систем с речевыми технологиями.


ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ ЖОЖИКАШВИЛИ

28.05.1925 — 1.11.2008

Жожикашвили Владимир АлександровичВидный учёный, доктор технических наук, профессор, академик Международной академии информатизации, иностранный член Академии наук Грузии, заслуженный машиностроитель РСФСР, Владимир Александрович Жожикашвили создал и возглавлял лаб. № 17 «Автоматизированные системы массового обслуживания» со дня её основания в 1959 г., на протяжении 49 лет. Он известен как автор нескольких работ, которые были выполнены впервые, либо в мире, либо в СССР и России. Например, разработка бесконтактных систем телемеханики на магнитных элементах с прямоугольной петлей гистерезиса и разработка теории и практики автоматизированных систем массового обслуживания, в том числе использующих речевые технологии. Владимир Александрович не только генерировал идеи, он был организатором, доводящим их до реального внедрения.

В. А. Жожикашвили являлся генеральным конструктором широко известной АСУ для гражданской авиации «Сирена». Многие годы под его руководством регулярно проводились всесоюзныешколы-семинары. Ряд его учеников защитили кандидатские и докторские диссертации и успешно работают в России и за рубежом.

Большую популярность приобрела его монография, в которой впервые в мире описаны бесконтактные элементы и системы телемеханики. В последние годы под руководством В. А. Жожикашвили в ИПУ РАН были созданы системы массо-вого обслуживания на основе компьютерного распознавания речи, уже привлекшие внимание общественности новизной и эффективностью своих решений.


Большой вклад в становление и развитие лаборатории внесли Р. В. Билик, Е. В. Картузов, В. Н. Силаев.

Деятельность лаборатории последовательно развивалась в четырёх главных направлениях:

  • бесконтактные системы телемеханики (1953–1965 гг.);
  • автоматизированные системы массового обслуживания, система и сеть  “Сирена” (1965–1998 гг.);
  • применение речевых технологий в информационных системах, управлении, аналитике (c 1998 г.); 
  • модели и методы интеллектуализации информационных и сервисных систем на базе использования современных интерфейсных и информационно-телекоммуникационных технологий (с 2008 г. по настоящее время).

Принципиальная схема системы “Сирена-2”

Бесконтактные системы телемеханики.

В 1959-1965 гг. под руководством Жожикашвили В. А. впервые в мировой практике в лаборатории были созданы бесконтактные элементы дискретного действия на основе магнитных сердечников с прямоугольной петлей гистерезиса, как антипод электромагнитным контактным реле. На основе этих элементов в лаборатории были разработаны бесконтактные системы телемеханики (телеуправления, телеизмерений и телесигнализации), отличавшиеся тем, что они не содержали ни одного электромеханического контакта и, следовательно, обладали супервысокой надежностью. Это была подлинная революция в области телемеханики и средств автоматики. Заводы СССР освоили промышленное производство бесконтактных систем телемеханики для нужд сельского хозяйства, электроэнергетики, металлургии, связи, для нужд армии и т.д. Эти работы значительно опередили существовавший в то время уровень работ в других странах.

В прошлом системы телемеханики во всём мире строились с использованием большого числа электромагнитных контактных реле. Других возможностей не было вплоть до 1955 г., когда в лаб. № 17 Института автоматики и телемеханики АН СССР (ныне ИПУ РАН) было разработано первое в мире бесконтактное устройство телеуправления. Предварительно в лаборатории были созданы электромагнитные элементы с прямоугольной петлей гистерезиса, которые и позволили исключить контакты из устройств телеуправления. В результате существенно повысилась надёжность и расширилась область применения систем телемеханики. Это ознаменовало начало эры электронной телемеханики. Бесконтактные устройства телеуправления были в дальнейшем освоены серийным производством и внедрены во многих отраслях народного хозяйства. На заводе телемеханики в г. Нальчике была образована лаборатория бесконтактных систем телемеханики в качестве филиала лаб. № 17 Института автоматики и телемеханики.

Автоматизированные системы массового обслуживания.

В 1965 г. лаборатория взялась за развитие нового научного направления, получившего название «Автоматизированные системы массового обслуживания» (АСМО) и за реализацию крупномасштабного проекта «Сирена» — системы бронирования мест и продажи билетов на самолеты. В 1965г. в лаборатории была начата работа по созданию первой в СССР системы бронирования и продажи билетов на рейсы Аэрофлота — системы "СИРЕНА". К созданию системы было привлечено несколько НИИ, КБ и заводов Минприбора и Министерства гражданской авиации, Институт получил статус головной организации. Генеральным конструктором системы был назначен заведующий лаб. № 17 ИПУ В.А. Жожикашвили. В рамках проекта «Сирена» были реализованы передовые идеи, которые в дальнейшем стали основополагающими для систем обслуживания самого разного назначения. Впервые в практике СССР был решен целый ряд проблем, среди которых:

  • создание распределённой динамической базы данных, обслуживающей в реальном масштабе времени интенсивный поток транзакций;
  • использование пультов ввода-вывода информации с экраном и алфавитно-цифровой клавиатурой;
  • разработка сети передачи данных повышенной надёжности с пакетной коммутацией и адаптивной маршрутизацией;
  • разработка (и первое практическое применение) электронной почты.

В 1972 г. был введён в промышленную эксплуатацию московский узел системы “Сирена”, а в течение нескольких последующих лет “Сирена” была распространена на всю территорию СССР и существенно улучшила работу “Аэрофлота”. Для внедрения системы “Сирена” в Институте на базе лаб. № 17 был образован отдел внедрения под руководством Валерия Александровича Кучерука.

Опыт разработки системы «Сирена» стал основой для создания теории построения нового класса распределенных компьютерных систем с мультидоступом к удаленным базам данных в реальном масштабе времени, получивших название «автоматизированные системы массового обслуживания» (АСМО). На этом этапе большой вклад в работу внесли Р.В. Билик, В.Л. Бахрах, Л.Б. Белокриницкая, В.А. Вертлиб, В.М. Вишневский, А.С. Ипатов, Е.В. Картузов, Г.Л. Кацман, В.И. Курбатский, З.П. Мясоедова, С.В. Никифоров, Н.В. Петухова, А.А. Прытов, Б.И. Ребортович, А.Л. Розовский, А.Б. Савинецкий, В.Н. Силаев, И.В. Ситникова, С.И. Спиваковский, Л.М. Старкова, А.С. Твердохлебов, Б.Н. Терещенко, В.И. Тюнин, Е.В. Федотов, М.С. Шамова, Т.М. Шибаева, А.В. Шипунов, М.П. Фархадов.

Заведующий лаб. № 17 Маис Паша оглы ФархадовВ рамках системы «Сирена» была разработана и реализована первая в стране сеть передачи данных, основанная на принципах пакетной коммутации и охватившая территорию всей страны.

Система «Сирена» оказалась высокорентабельной, подтверждённый экономический эффект составил десятки миллионов рублей в год. Экономического эффект был достигнут за счёт увеличение числа пассажиров, благодаря более оперативному вводу информации о возвращённых билетах и повторной продаже высвободившихся мест.

В рамках этой концепции была разработана и реализована сеть регистрации атомных взрывов и землетрясений, обеспечивающая передачу данных со всех сейсмостанций страны через сеть «Сирена» в центр обработки сейсмологических данных. При реализации этого проекта был разработан шлюз между центрами коммутации пакетов системы «Сирена», вычислительным и коммуникационным оборудованием сейсмостанций и центром обработки данных.

Разработанная технология взаимодействия и аппаратно-программные  средства шлюза были эффективно использованы для создания компьютерной сети Lib-net, обеспечивающей возможность обмена данными между научно-техническими библиотеками страны через коммуникационные средства сети «Сирена».

Теоретические и практические результаты по разработке первой в стране сети пакетной коммутации «Сирена» широко обсуждались на ежегодной всесоюзной конференции «Распредёленные вычислительные системы массового обслуживания».Конференция, проводившаяся в течение 15 лет в различных городах страны, объединила ведущих учёных и специалистов в области компьютерных сетей, многие из которых впоследствии приняли участие в разработке российского сегмента сети Интернет и других крупных сетевых проектов.

Эти люди (лаб. № 17 в 1979 г.) делали систему “Сирена” (в центре – В.А. Жожикашвили)

 Эти люди (лаб. № 17 в 1979 г.) делали систему «Сирена» (в центре – В.А. Жожикашвили)

Работа по проекту «Сирена» привела к образованию Главного вычислительного центра гражданской авиации и ряда акционерных обществ, включая ЗАО «Сирена-Трэвел», ЗАО ТАИС, ЗАО «Полёт-Сирена». Все они успешно работают и поныне, а многие сотрудники вышли из ИПУ РАН. Система «Сирена» стала неотъемлемой частью гражданской авиации России и в нескольких модификациях успешно функционирует до сих пор.

Системы массового обслуживания с речевыми технологиями. 

В 1998 г. лаборатория в составе ведущих специалистов В.А. Жожикашвили, Р.В. Билика, Н.В. Петуховой, В.А. Вертлиба, М.П. Фархадова, З.П. Мясоедовой развернула новую программу, получившую название “АСМО нового поколения”. Эта программа была направлена на то, чтобы информационное и сервисное обслуживание населения стало более дешёвым, открытым и доступным. Ключевую роль здесь были призваны сыграть компьютерные речевые технологии – распознавание и синтез речи, идентификация голоса, анализ речевого потока. Речевой портал, реализующий функции самообслуживания в интерактивном режиме и предоставляющий интеллектуальные услуги, способен значительно повысить эффективность центров обслуживания.

Области рационального применения речевых технологий практически неограниченны. Лаборатория применяет эти технологии, в первую очередь, в качестве надстройки над действующими АСМО (“Сирена”, заказы такси, банковские системы), но также в инновационных проектах. Для этого созданы необходимые универсальные блоки распознавания, включающие грамматики, словари и акустические модели: чисел, дат, времени суток, номеров телефонов, адресов, городов и др. Разработаны также конкретные сценарии: для бронирования авиабилетов, заказа такси, управления денежным счётом в банке. Разработанная методология, включающая ситуационное и динамическое управление диалогом, позволяет сделать его компактным и удобным для пользователя.

Помимо внедрений речевых интерфейсов в системы массового обслуживания, они могут использоваться и в других отраслях:

  • речевое управление роботизированными комплексами,
  • интеллектуальный речевой интерфейс для режимов hands free,
  • ассистирующие системы для медицинского персонала,
  • анализ речевых потоков для бизнес-аналитиков и систем безопасности,
  • системы обучения на основе применения речевых и мультимедийных технологий, в том числе для людей с нарушением слуха.

Отметим, что три первых направления деятельности лаборатории разрабатывались в лаб. № 17 впервые в стране.

Модели и методы интеллектуализации информационных и сервисных систем на базе использования современных интерфейсных и информационно-телекоммуникационных технологий.

Текущие работы лаборатории связаны с созданием моделей и методов интеллектуализации современных информационных и сервисных систем. Эти работы включают:

  • Разработка принципов интеллектуализации информационных и сервисных систем с использованием актуальной информации, речи, мультимодальных интерфейсов и мобильных сервисов.
  • Разработка и применение методов анализа и синтеза сетей на основе новых телекоммуникационных и информационных технологий.
  • Разработка многоуровневой системы статических и динамических моделей сетей.
  • Разработка и программная реализация самосогласованной модели сетевых систем.
  • Разработка методов и программных средств для определения психологического состояния операторов автоматизированных систем массового обслуживания с целью проверки их профессиональной надежности на основе волновой модели мозга.
  • Искусственный нейронный кортекс и его применение в задачах интеллектуального управления, кластеризации, распознавания образов.
  • Разработка социально ориентированных систем массового обслуживания.
  • Интернет портал «Сурдосервер» как социально значимая система массового обслуживания.
  • Интеллектуальные мультимедийные обучающие системы.

Лаборатория выполнила 5 проектов по грантам РФФИ, принимала участие в более чем 15 международных и отечественных научных и отраслевых выставках, ее работы неоднократно награждались дипломами и медалями. Сотрудники лаборатории принимают участие в работе молодежной научной школы ИПУ РАН. За последние 10 лет сотрудниками лаборатории опубликовано более 200 работ.