Автоматизована система моніторингу типових техно-екологічних подій
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Автоматизована система моніторингу типових техно-екологічних подій
|
|
| Creator |
Мелкумян, Катерина Юріївна
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 – автоматизація процесів управління. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2011. Дисертаційне дослідження виконано з метою зменшення часу та підвищення безпеки моніторингу типових техно-екологічних подій (ТЕП), за рахунок створення автоматизованої системи моніторингу типових ТЕП (АСМ ТТЕП). Проведено аналіз сучасних підходів та методів організації роботи мобільних роботів (МР) в екстремальних зовнішніх умовах, на підставі якого зроблений висновок про актуальність розв’язання всіх взаємопов'язаних для цього задач в комплексі. Запропоновано новий підхід щодо автоматизації в рамках АСМ ТТЕП процесів створення технічного та інформаційного забезпечення для проведення моніторингу типових ТЕП. Запропоновано класифікацію ТЕП, що дозволило виділити і сформувати типові ТЕП, які стали базовими для розробки методів і моделей системи. В рамках алгоритмічного та програмного забезпечення розроблено: алгоритми автоматизованого вибору оптимальних шляхів доставки обладнання від ситуаційного центру до об’єкта моніторингу та розрахунку в реальному масштабі часу дискретних просторових координат траєкторії руху маніпулятора, функції визначення типу ТЕП та формування комплектації МР. Створено новий підхід до синтезу в реальному масштабі часу траєкторії просторового руху маніпулятора МР, який передбачає оптимізацію інтерполяційних агрегатів на внутрішніх ділянках, забезпечуючи підвищення гладкості кривих і зменшення обчислювальних витрат, що є актуальним при управлінні МР з обмеженими обчислювальними ресурсами. Розроблено та програмно реалізовано метод відновлення геометрії просторових об’єктів. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 – автоматизация процессов управления. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2011. Диссертационное исследование выполнено с целью уменьшения времени и повышения безопасности мониторинга типовых техно-экологических происшествий (ТЭП) за счет унификации и автоматизации процессов создания технического и информационного обеспечения. Диссертация посвящена разработке автоматизированной системы мониторинга типовых ТЭП (АСМ ТТЭП) с целью получения и обработки информации об объектах на основе стационарных либо оперативных данных, полученных от соответствующего оборудования и персонала, а также принятия решений относительно стратегии ликвидации последствий возникшего ТЭП. Проведенный анализ современных подходов и методов организации работы мобильных роботов (МР) в экстремальных внешних условиях показал актуальность комплексного решения всех взаимосвязанных задач в рамках мониторинга ТЭП, на основе АСМ ТТЭП. Наличие подготовленной систематизированной базы о потенциально-опасных, в смысле возникновения ТЭП, объектах, технических характеристиках составляющих и (или) готовых образцов МР обеспечивает при возникновении ТЭП снижение времени принятия решений о выборе подходящих методов и моделей мониторинга. Предложен новый подход к автоматизации в рамках АСМ ТТЭП процессов создания технического и информационного обеспечения для проведения мониторинга типовых ТЭП. На основе системного анализа предложена классификация ТЭП, которая позволила сформировать классы ТЭП, ставшие базовыми для разработки методов и моделей системы. В рамках алгоритмического и программного обеспечения разработаны: алгоритм автоматизированного выбора наилучшего пути доставки оборудования от ситуационного центра к объекту мониторинга, функцию определения типа ТЭП, автоматизированную процедуру комплектации МР, алгоритм коррекции конфигурации его манипулятора для конкретного типового ТЭП. На основе анализа интерполяционных агрегатов создан новый подход к синтезу в реальном масштабе времени траектории пространственного движения манипулятора МР. Данный подход, в отличие от существующих, предусматривает оптимизацию интерполяционных агрегатов на внутренних участках, обеспечивая при этом повышение гладкости кривых и уменьшение вычислительных затрат, что является актуальным при управлении МР с ограниченными вычислительными ресурсами. Это достигается за счет предложенного способа выбора для каждого следующего шага, из множества допустимых точек, таких координат, при которых синтезированная траектория будет иметь минимальную кривизну. Выбор осуществляется на основе использования в качестве, так называемого, лекала профилей аэродинамики, отвечающих свойству минимальной кривизны. В диссертации были проведены дополнительные исследования поведения единичных векторов, которые направлены вдоль касательной, главной нормали и бинормали соответственно, и определяют подвижный трехгранник Френе, связанный с пространственной траекторией движения. Радиус кривизны в конкретной точке пространственной кривой определяет длину вектора трехгранника, а тем самым и область допустимых значений возможных точек траектории во избежание пересечения исполнительного механизма МР с геометрией пространственной модели объекта мониторинга. На основе компьютерного моделирования разработан и программно реализован оригинальный алгоритм расчета в реальном масштабе времени дискретных пространственных координат кратчайшего пути в условиях измененной геометрии объекта мониторинга, в основу которого положен метод проекций. Для описания измененной в результате ТЭП геометрии объекта мониторинга предложен и реализован метод восстановления геометрии пространственных объектов, основанный на обработке координат срезов, полученных от дальномеров МР. Аппроксимация пространства между срезами осуществляется с использованием триангуляционного подхода по оригинальному алгоритму, который обеспечивает полноту аппроксимации и заданную степень точности. Для анализа реального ТЭП типа «подземный взрыв с изменением геометрии ОМ и токсическими выбросами» были проведены комплектация и компьютерное моделирование работы образца МР в туннеле угольных шахт, что является наиболее характерным для Украины. В работе также предложена конструкция видеоголовки, которая обеспечивает хорошее качество стереоизображения за счет использования двух объективов, сдвинутых в пространстве и во времени при покадровой съемке. Scientific thesis for a candidate’s degree in technical science for specialty 05.13.07 – automation of management processes. – National Technical University of Ukraine «Kyiv Polytechnic Institute», Kyiv, 2011. This thesis work has been conducted with a goal of decreasing the monitoring time and increasing the safety of monitoring for techno-ecological accidents(TEA) by creating an automated system for monitoring typical TEAs (ASM TTEA). An analysis of modern approaches and methods for organization of mobile robots(MR) in extreme environmental conditions was conducted. It showed the relevance of solving all inter-connected problems in this area in a comprehensive way. This thesis proposes a new approach to automation of the processes of creation of technical and information infrastructure for conducting monitoring of typical TEAs as part of the ASM TTEA. A classification of TEAs is proposed, which allowed identifying and formulating the typical TEAs that became the basis for creating the models and methods of the system. The following were developed as part of the algorithmic and software support: First, an algorithm for automation of the choice of the optimal path for equipment delivery from a situation center to the object of monitoring. Second, an algorithm for real-time computation of the discrete spatial coordinates of a trajectory of movement of the MR’s manipulator. Third, a function for determination of the TEA type. Fourth, a function for determination of the appropriate MR assembly. A new approach to the real-time synthesis of a trajectory of spatial movement of the MR’s manipulator was created. This approach makes provisions for the optimization of the interpolated aggregates on the interior segments, providing an increase in the smoothness of the curves and a decrease in the computational expense. This is important when controlling a MR with limited computational resources. A method for recalculating the geometry of the spatial objects was developed and implemented. |
|
| Date |
2011-07-06T10:31:19Z
2011-07-06T10:31:19Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/900
|
|
| Language |
uk
|
|