Разработка численной модели для анализа вибрационных сигналов подводных кабелей и их классификация с использованием метода опорных векторов

Энес А.З, Ошхунов М.М., Бечелова А.Р.

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова, Нальчик

Ключевые слова: подводный кабель, сигнал, метод конечных элементов, метод опорных векторов, метод Галеркина, классификация изображений.

Аннотация. В данной работе рассматриваются методы машинного обучения и численного моделирования для анализа подводных сигналов, возникающих в результате механических воздействий. В ходе исследования был применен метод конечных элементов для создания точной математической модели, описывающей поведение подводного кабеля под влиянием различных внешних факторов. Для численного моделирования использовался программный комплекс COMSOL Multiphysics. В результате моделирования были получены сигналы вибрационных колебаний, которые затем были использованы для более детального анализа. Для исследования сигналов использовался метод опорных векторов, представляющий собой мощный инструмент для обработки данных, особенно в контексте анализа изображений. В результате был проведен эксперимент по классификации изображений вибрационных сигналов с применением метода опорных векторов, который продемонстрировал высокую степень точности в распознавании сигналов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что разработанный алгоритм может использоваться для мониторинга и анализа состояния подводной кабельной инфраструктуры.

Development of a numerical model for the analysis of vibration signals of underwater cables and their classification with method of reference vectors

Enes A.Z, Oshkhunov M.M., Bechelova A.R.

Kabardino-Balkarian State University named after H.M. Berbekov, Nalchik

Keywords: submarine cable, signal, finite element method, support vector machine, Galerkin method, image classification.

Abstract. This paper discusses machine learning and numerical modeling methods for analyzing underwater signals resulting from mechanical impacts. The study used the finite element method to create an accurate mathematical model describing the behavior of a submarine cable under the influence of various external factors. The COMSOL Multiphysics software package was used for this study. As a result of the study, vibration signals were obtained, which were then used for more detailed analysis. To study the signals, the support vector machine was used, which is a powerful data processing tool, especially in the context of image analysis. As a result, an experiment was conducted to classify vibration signal images using a support vector machine, which showed high accuracy in signal recognition. The results show that the developed algorithm can be used to monitor and analyze the condition of the submarine cable infrastructure.