Оренбургский государственный университет

Технологии интеллектуального управления состоянием техногенных объектов

Проект РФФИ № 12-07-00577

Руководитель — д.т.н., профессор Владов Ю.Р.

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы повышения эффективности функционирования техногенных объектов на этапе длительной эксплуатации за счет интеллектуального управления состоянием. За 2012 год научной группой исполнителей получены следующие основные результаты:

1. Разработанная интегрированная технология интеллектуального управления реализована в предложенной многоконтурной структуре автоматизированной системы интеллектуального управления (АСИУ) состоянием техногенных объектов (ТГО), сочетающей контуры формирования управленческой информации, основанные на непараметрической и аналитической идентификации технического состояния (ТС). Контуры автоматизированной системы интегрированы следующим образом: по методам идентификации; по выявленным состояниям — единое ТС и множество состояний; по виду повреждений — все повреждения и повреждения определяющего типа; по выходной информации — потенциально-опасные участки и группы повреждений, подлежащие восстановлению.
2. Созданный обобщенный метод формирования управленческой информации включает в себя модернизированные методы аналитической идентификации на агрегированных моделях и корреляционных зависимостях и модернизированные методы непараметрической идентификации для трех- , четырех- и пяти- существенных интервалов аналоговых переменных при одном и двух диагностированиях ТГО.
3. Проведена оценка возможности использования существующих методов и инструментальных средств для интеллектуального преобразования диагностических данных ТГО и выбраны рациональные методы анализа диагностических данных. Среди них методы агрегации, кластеризации и корреляционного анализа. Из инструментальных средств использованы: табличный процессор MS Excel, пакеты компьютерной математики Maple, интегрированная среда визуального моделирования VisSim и специализированный пакет Data Mining — PolyAnalyst;
4. Предложены структуры исходных данных о повреждениях техногенных объектов в виде баз знаний о повреждениях, агрегированных и мультиграфовых моделях состояний техногенных объектов. В интегрированной системе интеллектуального управления база знаний содержит следующие связанные таблицы: "Вероятности"; "Интенсивности"; "Графовая_модель; "Вид_модели"; "Коэффициенты_уравнений"; "Единица_измерения"; "Характеристики_повреждений"; "Инспекция"; "Объект"; "Управленческая_информация"; "Агрегаты"; "Агрегированные_уравнения"; "Участок"; "Веса"; "Параметры"; "Проект", а также "Начальные_условия" и "Вероятностные_уравнения" с заданием вида вероятностей.
5. Разработано алгоритмическое обеспечение для технологий интеллектуального управления состоянием ТГО, представляющее собой совокупность алгоритмов обработки информации с их взаимными связями: формирование массивов данных по данным диагностирований каждого ТГО; выделение потенциально-опасных участков, оценка их технического состояния; определение существенных интервалов повреждений, полученных по данным диагностирований; определение основных состояний, интенсивностей потоков повреждений и конечного состояния S_к, переход в которое происходит под действием потоков повреждений; определение прогнозных времен пребывания {p₀(t),.., p_к(t)} в состояниях с допустимой погрешностью и др.
6. Получены предварительные результаты в виде управленческой информации для модельных техногенных объектов, а именно газо- конденсато- трубопроводов и теплоэнергетических котлов. При формировании компонент управленческой информации на основе непараметрической идентификации состояния ТГО разработан метод, в соответствии с которым на первом этапе позиционируют состояния мультиграфовых моделей (ММ), располагая их сверху вниз по вероятностной шкале, на втором этапе — строят распределения значимостей состояний, используя сквозную нумерацию состояний всех долей, и проверяют тренд на возрастание и на третьем, в случае возрастания тренда, определяют компоненты управленческой информации. Одно- и двудольные ММ с позиционированными состояниями построены по данным диагностирований трубопроводов и теплоэнергетического оборудования.

Интегрированная АСИУ представлена в работе как целостная эволюционирующая система, состояние которой определяется множеством взаимодействующих между собой динамических процессов. Для ее построения использованы достижения теории и практики интеллектуальной поддержки принятия решений, современные тенденции систем и технологий интеллектуального анализа данных, а также перспективные подходы к развитию интеллектуальных динамических систем и технологий управления.