Повышение эффективности шахтных информационно-управляющих систем на основе вейвлет-методов обработки данных - Автореферат

бесплатно 0
4.5 203
Этапы разработки на основе технологии вейвлет-преобразований моделей и алгоритмов комплексной, многоуровневой, эффективной обработки информации в шахтных информационно-управляющих системах. Способы управления процессами безопасного ведения горных работ.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
Повышение эффективности шахтных информационно-управляющих систем на основе вейвлет-методов обработки данныхЭффективность решения сложной проблемы управления процессами безопасного ведения горных работ на угольных предприятиях во многом определяется функциональными возможностями и качеством шахтных информационно-управляющих систем, которые призваны главным образом осуществлять эффективный текущий контроль газового состояния шахтной атмосферы, технического и технологического состояния горно-шахтного оборудования, использовать полученные и накопленные данные для дальнейшего анализа и прогноза параметров безопасного ведения горных работ. За последнее десятилетие существенно изменились структура, технические и программные средства шахтных информационно-управляющих систем, и дальнейшее совершенствование этих систем на шахтах сопряжено с необходимостью решения актуальных задач сбора, хранения и обработки больших массивов данных на различных информационных уровнях. Целью исследований является разработка на основе технологии вейвлет-преобразований моделей и алгоритмов комплексной, многоуровневой, эффективной обработки информации в шахтных информационно-управляющих системах, позволяющих осуществлять управление процессами безопасного ведения горных работ. Для достижения цели исследования решались три основные задачи: разработка структуры системы, которая обеспечивает комплексную, многоуровневую эффективную обработку и хранение информации; разработка метода качественной фильтрации сигналов в подземных вычислительных устройствах и решение задач фильтрации и сжатия сигналов на наземном вычислительном комплексе шахтной информационно-управляющей системы; исследование частотно-временного вейвлет-преобразования применительно к данным, получаемым и накапливаемым шахтными информационно-управляющими системами. Возникают новые задачи обработки накапливаемых данных, обусловленные спецификой горных объектов управления и особенностями функционирования самих шахтных информационно-управляющих систем, в главе формулируются основные из этих задач, рассматриваются особенности сигналов шахтных информационно-управляющих систем.В диссертации дано решение актуальной научной задачи повышения эффективности, на основе вейвлет-методов обработки данных, шахтных информационно-управляющих систем, позволяющих осуществлять управление процессами безопасного ведения горных работ. Проведенный анализ применения на шахтах России современных информационно-управляющих систем показал, что постановка задач управления процессами безопасного ведения горных работ, которые они призваны решать, обусловлена не только спецификой объектов контроля и управления, но и особенностями функционирования самой шахтной информационно-управляющей системы. Показано, что анализ накапливаемых данных может выявить целый ряд косвенных параметров, характеризующих как состояние горно-технологического объекта, так и работу самой шахтной информационно-управляющей системы. Показано, что такой анализ осложняется наличием специфических особенностей у сигналов, поступающих от измерительных преобразователей шахтной информационно-управляющей системы, что требует использования особых методов обработки. Показано, что обработка сигналов шахтной информационно-управляющей системы на основе метода вейвлет-преобразования по сравнению с классическими методами, применяемыми в «чистом виде», является предпочтительной, так как позволяет полностью учесть все особенности обработки сигналов, такие, как разрывы в показаниях, резкие всплески значений и т.п.

Вывод
В диссертации дано решение актуальной научной задачи повышения эффективности, на основе вейвлет-методов обработки данных, шахтных информационно-управляющих систем, позволяющих осуществлять управление процессами безопасного ведения горных работ.

Наиболее существенные результаты диссертационной работы, полученные лично автором: 1. Проведенный анализ применения на шахтах России современных информационно-управляющих систем показал, что постановка задач управления процессами безопасного ведения горных работ, которые они призваны решать, обусловлена не только спецификой объектов контроля и управления, но и особенностями функционирования самой шахтной информационно-управляющей системы. Качество получаемых, передаваемых и обрабатываемых в них сигналов в полной мере определяет качество и эффективность управления горно-технологическими объектами.

2. Показано, что анализ накапливаемых данных может выявить целый ряд косвенных параметров, характеризующих как состояние горно-технологического объекта, так и работу самой шахтной информационно-управляющей системы. Показано, что такой анализ осложняется наличием специфических особенностей у сигналов, поступающих от измерительных преобразователей шахтной информационно-управляющей системы, что требует использования особых методов обработки.

3. Показано, что обработка сигналов шахтной информационно-управляющей системы на основе метода вейвлет-преобразования по сравнению с классическими методами, применяемыми в «чистом виде», является предпочтительной, так как позволяет полностью учесть все особенности обработки сигналов, такие, как разрывы в показаниях, резкие всплески значений и т.п.

4. Установлено, что использование методов обработки сигналов на основе вейвлет-преобразования на стадии предварительной обработки данных позволяет проводить эффективную очистку сигналов от шума.

5. Установлено, что вейвлет-сжатие сигналов шахтной информационно-управляющей системы обеспечивает достижение компрессии на 44-99%, что позволяет оптимизировать процессы хранения информации в ШИУС. Получены зависимости качества компрессии от типа применяемого вейвлета и вида сжимаемого сигнала.

6. Показано, что метод масштабно-временного вейвлет-преобразования применительно к обработке сигналов шахтной информационно-управляющей системы может служить основой системы обработки данных, характеризующих процесс ведения горных работ. При этом обеспечивается решение задач текущего контроля параметров объекта и анализа долгосрочных тенденций их изменения.

7. Предложен и исследован метод фильтрации сигналов в подземных вычислительных устройствах шахтной информационно-управляющей системы по алгоритму «с динамически изменяемой во времени погрешностью». Показана эффективность применения предлагаемого метода фильтрации в сравнении с методами, применяемыми в настоящее время на шахтах России в подземных вычислительных устройствах шахтных информационно-управляющих систем. Впервые предложена методика выбора параметров метода фильтрации с динамически изменяемой во времени абсолютной погрешностью, инициирующей процесс передачи данных.

8. На основании опыта внедрения и эксплуатации шахтных информационно-управляющих систем, а также функций, возлагаемых на них, предложена структура системы обработки информации, обеспечивающая комплексное решение задач передачи, обработки и хранения информации шахтной информационно-управляющей системы, достаточная по своим характеристикам для контроля и управления процессами ведения подземных горных работ.

9. Предложенные в работе алгоритмы обработки данных приняты для реализации новых версий «Системы газоаналитической шахтной многофункциональной «Микон 1Р», внедряемой научно-производственным предприятием ООО «Информационные горные технологии» при непосредственном участии автора.

Список литературы
1. Бабенко А. Г., Вильгельм А. В. Структура системы идентификации технических и технологических состояний горно-технологических объектов и шахтных информационно-управляющих систем // Изв. вузов. Горный журнал. - 2002. - № 2. - С. 27-32.

2. Вильгельм А. В. Методы фильтрации сигналов в подземных вычислительных устройствах шахтных информационно-управляющих систем // Изв. вузов. Горный журнал. - 2005. - № 1. - С. 77-82.

3. Вильгельм А. В. Использование вейвлет-методов для обработки информации в шахтных информационно-управляющих системах // Материалы Международной научно-технической конференции «Научные основы и практика разведки и переработки руд и техногенного сырья 18-21 июня 2003 г.».

4. Вильгельм А. В., Лапин Э. С. Перспективы использования аппарата вейвлет-преобразования в информационно-управляющих системах. Материалы Молодежной научно-практической конференции в рамках уральской горнопромышленной декады. Екатеринбург, 14 апреля 2003 г // Известия УГГГА. Вып. 17. 2003 г.

5. Babenko A., Vilgelm A. Structure and Methods of Data Processing of the System of Identification of Technical and Technological Conditions of Mining-Geological Objects and Mine-Information-Control Systems. // 19-th World Mining Congress «ICAMC-2003».

6. Размещено на .ru

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?