Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали систему, способную предсказывать проблемы с качеством связи до того, как абонент их заметит.
Разработка демонстрирует точность предсказаний на уровне 92,7% и позволяет избежать затратных опросов пользователей, сообщили в пресс-службе вуза.
«Исследователи ПНИПУ создали интеллектуальную систему, которая в реальном времени анализирует технические параметры и предсказывает, удовлетворен ли пользователь качеством связи, ещё до того, как он сам заметит какие-либо проблемы и начнет жаловаться. В основе данной разработки лежит метод искусственного интеллекта, который выявляет скрытые связи между показателями сети и реальными ощущениями пользователей», — отметили в ПНИПУ.
Для анализа система использует пять параметров. Первый — время, необходимое для того, чтобы сигнал достиг сервера и вернулся обратно (пинг). Второй — нестабильность интернет-соединения (джиттер). Третий — потеря данных, когда часть из них не доходит до получателя (потеря пакетов). Остальные два — объем переданного и полученного трафика. Это стандартные метрики, которые собирает любой провайдер — никаких дополнительных датчиков или дорогостоящих систем мониторинга не требуется.
По данным вуза, ученые собирали информацию для обучения в самых сложных условиях — на корпоративном оборудовании, которое одновременно функционирует через проводное, сотовое и спутниковое соединение, постоянно переключаясь между ними. В таких условиях проблемы возникают постоянно: колебания времени отклика, потери данных, изменения скорости. Если система смогла предсказать уровень комфорта человека в этом хаосе, то на обычной домашней сети, где все стабильно, она будет работать без ошибок. Информацию исследователи собирали в течение пяти дней, чтобы учесть как пиковые нагрузки, так и ночные спады, а также обычные часы работы. «Методика системно-когнитивного анализа работает именно с небольшими и “шумными” выборками, то есть с неидеальными данными, где присутствуют случайные отклонения», — пояснил аспирант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» ПНИПУ Алексей Елохов.
По словам доктора технических наук, кандидата экономических наук, доцента, начальника управления организации научных исследований ПНИПУ Александра Алексеева, модель проанализировала тысячи сочетаний параметров и определила, какие комбинации обеспечивают комфорт, а какие — дискомфорт. «Теперь, основываясь на текущих показателях сети, она может сама сказать: “при таких параметрах пользователь будет удовлетворён” или наоборот останется разочарованным», — отметил Алексеев.
Что выявило тестирование системы
Обученную модель ученые проверили на незнакомой части данных, чтобы понять, как она будет функционировать в реальных условиях. Это, по словам исследователей, исключает случайность и подтверждает, что модель не просто запомнила примеры, а научилась обобщать. В результате точность прогноза системы составила 92,7%.
«С помощью модели мы обнаружили несколько закономерностей. Потеря данных до 0,3% практически незаметна для пользователя, но как только этот показатель превышает 1,8%, качество связи резко падает. Наибольшее влияние на комфорт оказывает не столько скорость ответа сервера, сколько стабильность этого времени. Если ответ приходит с постоянными колебаниями и задержка постоянно меняется, человек будет недоволен, даже если в целом скорость хорошая. При нестабильности в диапазоне от 1,3 до 3,3 миллисекунды качество остается приемлемым, но когда колебания достигают 3,3−22,8 миллисекунды, качество значительно ухудшается. Также модель определила оптимальные диапазоны скорости: для входящего трафика — от 238 до 12 111 Кбит/с, для исходящего — от 239 до 1 985 Кбит/с. Эти диапазоны были определены на основе реальных данных: именно в них качество связи было наилучшим», — рассказывает Алексей Елохов.
Как отметили в университете, с таким подходом оператор получает возможность устранять проблемы до того, как абонент ощутит дискомфорт, без использования дорогостоящих опросов пользователей. Кроме того, простая интеграция системы в существующую инфраструктуру провайдеров существенно сокращает затраты на внедрение.
Фото: hi-tech.mail.ru