Содержание к диссертации
Введение
1 Системный анализ факторов, влияющих на эффективность тепловизионного мониторинга 14
1.1 Вводные замечания 14
1.2 Факторы, влияющие на эффективность тепловизионного обследования 19
1.3. Факторы, влияющие на работу контактных соединений в электроустановках тяговых подстанций 27
1,4 Экспериментальное исследование влияния коэффициента излучения на точность ТВО 34
2 Результаты тепловизионного диагностирования объектов жд транспорта 46
2.1 Диагностирование тяговых подстанций 46
2.2 Диагностирование пассажирских вагонов 54
2.3 Диагностирование искусственных сооружений ЖД транспорта 56
3 Математическая обработка результатов тепловизионных обследований 64
3.1 Оценивание параметров распределения по выборке 64
3.2 Преобразование распределения к нормальному 67
3.3 Предварительный анализ данных 74
3.4 Кластерный анализ результатов тепловизионного диагностирования 78
3.5 Использование процедуры нечеткой классификации 81
3.6 Анализ ретроспективных данных о повреждениях на ТП 92
3.7 Регрессионный анализ результатов тепловизионного обследования . 98
3.8 Выделение объектов с экстремальными уровнями дефектности 112
4 Программное обеспечение для обработки результатов ТВО 120
4.1 Программный продукт ElStaGraph 120
4.2 Экспертная система для обработки результатов ТВО трансформаторов 129
4.3 Оценивание состояния устройств электроснабжения для целей ТВО 138
4.4 Система управления тепловизионным мониторингом 143
Основные результаты работы 146
Список использованных источников 148
Приложение
- Вводные замечания
- Диагностирование тяговых подстанций
- Оценивание параметров распределения по выборке
- Программный продукт ElStaGraph
Введение к работе
Системы тягового электроснабжения (СТЭ) содержат большое количество устройств, длительная эксплуатация которых без надлежащего диагностирования технического состояния может привести к выходу их из строя и значительному материальному ущербу [5, 25, 68, 79, 90]. Для реализации эффективного диагностирования устройств тягового электроснабжения необходимы современные методики и технические средства контроля.
Решение задач диагностирования электрооборудования СТЭ может быть выполнено на основе тепловизионных обследований (ТВО). Цель ТВО - сократить объем, продолжительность и стоимость ремонтных работ, увеличить межремонтные сроки и повысить надежность работы СТЭ за счет выявления локальных дефектов. Инфракрасный контроль, осуществляемый с помощью современных высокочувствительных портативных тепловизоров, позволяет при минимальных финансовых затратах, за короткое время, без вывода оборудования из работы проверять надежность контролируемого объекта, выявлять дефекты на ранней стадии их развития, сокращать затраты на техническое обслуживание за счет прогнозирования сроков и объема ремонтных работ [9, 10...23, 30, 33, 34, 38... 41, 54, 56, 58,59, 65, 92...117].
В системах тягового электроснабжения термография может применяться по всему циклу распределения и потребления электроэнергии: от тяговых подстанций до электрооборудования подвижного состава. Термограмма быстро и четко укажет на возникшие неполадки задолго до того, как они превратятся в крупные эксплуатационные проблемы.
В настоящее время при проведении тепловизионного обследования ставят в основном задачи выявления участков локального теплового перегрева, обусловленного потенциальными дефектами, и при их обнаружении считают задачу выполненной. Это сужает рамки ТВО и не позволяет использовать инфракрасную технику в полной мере. Превратить ТВО в полноценный способ технического ди-
агностирования можно на основе разработки математических методов и компьютерных технологий обработки результатов обследований.
Целью диссертационной работы является создание методики управления тепловизионным мониторингом в системах тягового электроснабжения магистральных железных дорог на основе применения современных математических методов и компьютерных технологий.
Методы исследования основаны на применении многомерного статистического анализа, нечеткой классификации, современных информационных технологий.
Впервые получены, составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие результаты:
Разработана методика математической обработки результатов теплови-зионных обследований систем тягового электроснабжения, основанная на использовании многомерных статистических методов; показано, что число дефектов, выявляемых в результате ТВО на тяговых подстанциях (ТП), зависит от годового расхода электроэнергии на тягу поездов, коэффициента загрузки трансформаторов, числа повреждений, зарегистрированных в ретроспективе, и отработанного ресурса оборудования.
Проведен системный анализ факторов, влияющих на эффективность теп-ловизионных обследований электрооборудования систем тягового электроснабжения.
Создана методика выделения объектов с экстремальными уровнями дефектности при тепловизионном мониторинге тяговых подстанций на основе применения процедуры многокритериальной оптимизации.
Разработана методика оперативной оценки температур электрооборудования ТП, базирующаяся на имитационном моделировании систем тягового электроснабжения в фазных координатах.
Предложена методика управления тепловизионным мониторингом, обеспечивающая повышение достоверности термографических обследований электрооборудования тяговых подстанций.
Практическая ценность. Внедрение результатов диссертационных исследований позволяет достичь следующих результатов:
повысить эффективность тепловизионного диагностирования устройств тягового электроснабжения;
вырабатывать обоснованные управленческие решения по результатам ТВО;
выявлять факторы, влияющие на повреждаемость электрооборудования;
снизить величину ущербов от аварий;
повысить надежность СТЭ и систем электроснабжения нетяговых потребителей.
Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы в виде программного обеспечения для ЭВМ, рекомендаций и практических разработок переданы в филиал «Восточно-Сибирская железная дорога» ОАО «РЖД».
Материалы диссертации используются в учебном процессе в Иркутском государственном университете путей сообщения.
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, новизна и перспективность использования системного подхода для решения задачи управления тепловизионным мониторингом в системах тягового электроснабжения магистральных железных дорог. Сформулированы цель и основные задачи исследований, определена научная и практическая ценность работы. Приведено краткое содержание диссертации.
В первой главе проведен системный анализ факторов, влияющих на эффективность тепловизионных обследований электрооборудования тяговых подстанций. Показано, что, несмотря на интенсивное развитие термографических методов, методологическая база ТВО электрооборудования СТЭ проработана недостаточно, задерживается выработка единых технических требований. Несмотря на большой объем экспериментальных данных, они не обобщены, что снижает эффективность обследований. Задача технической диагностики, связанная с прогно-
зированием, до настоящего времени практически не решается. Возникающие при этом проблемы связаны со следующими факторами:
несовершенная система тепловизионного мониторинга, в рамках которой ТВО проводят без накопления и анализа данных, не создаются алгоритмы и технологии сбора, а также статистической обработки результатов ТВО;
недостаточное развитие диагностических моделей, позволяющих прогнозировать поведение сложного оборудования.
При ТВО традиционно используются следующие понятия:
превышение температуры, определяемое как разность между измеренной температурой нагрева токоведущей части и температурой окружающего воздуха;
избыточная температура, определяемая как превышение измеренной температуры контролируемого узла над температурой аналогичных узлов других фаз, находящихся в одинаковых условиях;
коэффициент дефектности, представляющий собой отношение измеренного превышения температуры контактного соединения к превышению температуры, измеренному на целом участке шины (провода), отстоящем от контактного соединения на расстоянии не менее 1 м.
В диссертации показано, что для тяговых подстанций критерий избыточной температуры имеет ограниченное применение, так как вследствие однофазной тяговой нагрузки наблюдается значительная несимметрия токов по фазам. Наиболее эффективным критерием при ТВО электрооборудования ТП является коэффициент дефектности. Дополнительный положительный фактор при применении этого коэффициента состоит в том, что данный параметр теоретически не зависит от величины протекающего тока. Для доказательства этого положения в диссертации получено аналитическое выражение для коэффициента дефектности.
На основе анализа математических моделей, предложенных в работах А.Б. Власова, показано, что развитие дефекта контактного соединения, приводящего к значительному возрастанию сопротивления, может происходить за несколько месяцев. Поэтому периодичность ТВО электрооборудования ТП, регламентируемая
нормами (один раз в три года) является явно недостаточной.
Кроме того, в первой главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния коэффициента излучения на точность ТВО [46]. Эксперименты выполнялись для медных и алюминиевых контактных соединений (КС). Эксперименты показали, что при задании коэффициента излучения в пределах от 0,7 до 0,9 для медных шин и от 0,74 до 0,8 для алюминиевых погрешность в определении температуры лежит в пределах -5 ...+5 С. Такая погрешность не окажет существенного влияния на выявление аварийных КС, характеризующихся значительными превышениями температуры. Однако если истинный коэффициент дефектности лежит в пределах от 1 до 1,5, то неточное задание коэффициента излучения может привести к неправильным выводам о дефектности КС.
Вторая глава посвящена результатам полевых исследований, выполненных в 2002.. .2005 гг. на объектах Восточно-Сибирской железной дороги [2, 43, 50, 80]. В 2002...2004 гг. автором проведены комплексные тепловизионные обследования электрооборудования 65 тяговых подстанций.
Выявленные в результате ТВО дефекты неравномерно распределяются по видам оборудования, уровням напряжения и дистанциям электроснабжения. Многомерный и сложный характер распределений числа дефектов затрудняет принятие обоснованных управленческих решений по результатам проведенных ТВО и формирование стратегии дальнейших обследований. Поэтому эффективное решение задач управления тепловизионным мониторингом требует применения современных математических методов и компьютерных технологий,
В этой же главе представлены результаты тепловизионных обследований пассажирских вагонов, проведенные в вагонном депо станции «Иркутск - пассажирский». Термографирование показало, что тепловизионный метод позволяет достичь следующих результатов;
оперативно проводить натурное обследование объекта;
выявлять возможные технологические неисправности стыков панелей, их заполнений, оконных и дверных проемов;
определять фактические тепловые потери ограждающих конструкций.
В последнем параграфе этой главы приведены результаты выполненных автором комплексных термографических обследований Северомуйского тоннеля. Цель обследований состояла в оценке теплового режима сооружения и выявлении температурных аномалий. Получено 545 инфракрасных снимков таких аномалий. Термограммы для наиболее сильных аномалий преобразованы в объемные диаграммы [51]. Для построения таких диаграмм было разработано программное обеспечение с использованием лицензированного пакета Mathcad 11. Полученные результаты использовались при комплексной оценке технического состояния сооружения.
Третья глава посвящена созданию методики математической обработки результатов тепловизионных обследований электрооборудования [2, 42, 45, 47...49].
На первом этапе проведен разведочный анализ данных. С этой целью построены матричные графики, а также графики рассеяния, поверхностей и линий уровня. Изучение этих графиков позволило сделать вывод о том, что данные о дефектах по различным распределительным устройствам (РУ) тяговых подстанций группируются в три области. Поэтому для дальнейшего анализа были применены процедуры кластерного анализа.
Классификация массива данных проведена на базе метода k-средних. Данный метод основан на алгоритме, использующем понятие центра тяжести. Исходная информация о классифицируемых объектах представлена матрицей «объект-свойство», столбцы которой задают точки 5-мерного евклидова пространства. В результате анализа совокупность из 65 ТП разделена на 3 непересекающихся кластера.
Информация о выполненной классификации может использоваться при разработке стратегий проведения дальнейших ТВО. Следует отметить, что, несмотря на размытость факторного пространства, из совокупности объектов четко выделяется кластер с повышенным уровнем дефектности. Требование нахождения однозначной кластеризации элементов исследуемой проблемной области является
достаточно жестким, особенно при решении слабо структурируемых задач, к ко-
торым относится задача классификации результатов ТВО тяговых подстанций. Методы нечеткой кластеризации ослабляют это требование. Ослабление осуществляется за счет введения в рассмотрение нечетких кластеров и соответствующих им функций принадлежности, принимающих значения из интервала 0... 1.
Процедура нечеткой классификации учитывает размытость факторного пространства и потому дает более естественное разбиение исследуемого множества на отдельные кластеры, чем алгоритм k-средних. Тем не менее, объекты, входящие в кластер с повышенным уровнем дефектов, практически пересекаются.
Полученные результаты позволяют получить важную информацию о статистических закономерностях проявления дефектов на диагностируемых объектах. Данные о центрах кластеров дают возможность выработки рациональной стратегии осуществления дальнейшего тепловизионного мониторинга электрооборудования. Так, например, при ТВО тяговых подстанций, входящих в первый кластер, особое внимание следует обращать на электрооборудование РУ 110-220 кВ, а для второго кластера наиболее проблемными являются распределительные устройства 0,4 кВ.
Для определения факторов, от которых зависит число дефектов, выявляемых на тяговых подстанциях при ТВО, был проведен множественный регрессионный анализ.
В качестве влияющих факторов выбраны следующие параметры:
средний отработанный ресурс оборудования;
число зарегистрированных дефектов в прошлом (за период 1993...2002 гг.);
мощность тягового трансформатора;
расход электроэнергии на тягу поездов.
На первом этапе математической обработки результатов ТВО осуществлялась проверка соответствия результатов измерений закону нормального распределения. Расчеты выполнялись применительно к суммарному числу дефектов на отдельной ТП. В результате было выявлено, что гипотеза нормальности для анализируемого распределения не может быть принята. Поэтому было выполнено
логарифмическое преобразование исходных данных. Для преобразованных исходных данных гипотеза нормальности распределения может быть уверенно принята и при их анализе можно корректно применять метод наименьших квадратов.
Проверка адекватности регрессионной зависимости проведена по F-критерию Фишера. В результате установлено, что полученная регрессионная зависимость статистически значимо описывает анализируемые данные. Таким образом, построены значимые регрессионные зависимости числа дефектов на ТП от расхода ЭЭ на тягу поездов, среднегодового коэффициента загрузки трансформаторов, числа повреждений, зарегистрированных в ретроспективе, и отработанного ресурса оборудования.
Для выявления ТП с максимальным и минимальным уровнем дефектов на каждом РУ выполнена процедура многокритериальной оптимизации по векторному критерию. Для решения задачи введены операции предпочтения и неразличимости для векторов. На основе этих операций построены множества Парето для условий минимизации и максимизации. Для сужения множеств Парето проведена скаляризация векторного критерия. Для этого введены весовые коэффициенты, определяющие относительную «величину опасности» повреждений на различных РУ тяговой подстанции. Действительно, дефекты, возникающие на рас-предустройствах различного напряжения, могут приводить к разным последствиям. Так, дефекты в РУ 27,5 и 110 - 220 кВ могут приводить к авариям, связанным с задержками в движении поездов. Дефекты в РУ 6 - 10-35 кВ могут приводить к отключению районных потребителей электроэнергии. Дефекты на стороне 0,4 кВ, как правило, не сопровождаются существенным ущербом. Для объективного задания весовых коэффициентов проведен экспертный опрос среди ведущих специалистов службы электрификации и электроснабжения ВСЖД - филиала ОАО «РЖД». По данным опроса составлена обратно-симметричная матрица шкалирования. Найдено максимальное собственное значение этой матрицы и определен индекс согласованности экспертных суждений. Так как этот индекс оказался значительно меньше 0.1, то степень согласованности суждений можно считать высокой.
В результате скаляризации векторного критерия выделены объекты с максимальным и минимальным уровнем дефектности. К аналогичному результату приводит и процедура лексикографической оптимизации, не требующая свертки векторного критерия.
В четвертой главе описано программное обеспечение, разработанное в рамках диссертационных исследований для обработки результатов ТВО [2, 3, 51, 91], а также представлена методика оперативной оценки температур электрооборудования ТП, базирующаяся на имитационном моделировании систем тягового электроснабжения в фазных координатах, реализованном на основе программного комплекса Fazonord, созданного в ИрГУПСе [90].
Для решения задачи создания базы (БД) результатов ТВО был разработан программный продукт ElStaGraph. В основу архитектуры программы положена концепция электронной карты железнодорожной магистрали. При ее создании использовались инструментальные средства Apache - MySQL — PHP.
Основное назначение программы состоит в обработке, визуализации и хранении информации о проведенных тепловизионных обследованиях. Данные о ТВО представляются в виде термограмм дефектных узлов и их цифровых фотографий, таблиц распределения дефектов по РУ и ЭЧ, графиков и гистограмм, полученных в результате математической обработки, описанной выше.
Одним из наиболее дорогостоящих и ответственных элементов СТЭ являются силовые трансформаторы: тяговые (ТТ) и районные понизительные (РПТ). Многие из этих трансформаторов отработали нормативный ресурс. Процедуры оценки состояния изношенных трансформаторов находятся на пути становления. В дистанциях электроснабжения филиалов ОАО «РЖД» имеется современная вычислительная техника, которая может обеспечить соответствующую информационную поддержку персоналу, связанному с процессом функционирования тяговых трансформаторов и РПТ. Для обработки большого объема сложной, неопределенной, неоднозначной, противоречивой и эвристической информации необходимы специальные информационные системы (ИС), оказывающие пользователям поддержку в принятии решений. Достаточно эффективная ИС должна включать
реляционную базу данных, продукционную базу знаний и экспертную систему. В рамках диссертационной работы создан один модуль экспертной системы (ЭС), обеспечивающий повышение эффективности обработки результатов тешювизи-онного диагностирования силовых трансформаторов тяговых подстанций. В модуле сконцентрирован многолетний опыт выявления дефектов в трансформаторах на основе результатов термографирования.
Режимы работы электрооборудования СТЭ характеризуются значительной нестационарностью и существенной несимметрией [35, 90]. Эти факторы существенно затрудняют проведение ТВО. Повысить эффективность термографических обследований возможно путем предварительного имитационного моделирования режимов работы диагностируемой СТЭ с определением температур токоведущих частей. В диссертационной работе предложена методика оперативного оценивания температурного режима токоведущих частей на основе использования программного комплекса имитационного моделирования Fazonord [90]. Суть методики состоит в следующем. На основе информации, полученной из информационной системы ГИД (график исполненного движения) и модели СТЭ ВСЖД, созданной в ИрГУПСе, производится моделирование режима СТЭ. В результате определяются токи и температуры токоведущих частей для тяговой подстанции, на которой производится ТВО. Данные о токораспределении по отдельным фазам и оценочные значения температур токоведущих частей позволят повысить точность диагностирования и уменьшить число ложных диагнозов, связанных с неравномерной загрузкой фаз.
В результате выполненных в диссертации исследований и разработок может быть предложена система управления тепловизионным мониторингом СТЭ. Система включает четыре основных блока:
предварительная подготовка к ТВО;
оперативная подготовка к проведению измерений;
выполнение термографирования;
математическая обработка результатов ТВО.
На этапе предварительной подготовки осуществляется анализ информации, полученной в результате математической обработки результатов предыдущих обследований, и производится прогнозирование уровня дефектности на основании модели множественной регрессии, описанной выше.
Этап оперативной подготовки осуществляется непосредственно на объекте (тяговой подстанции) и включает оценку токораспределения по фазам и температур токоведущих частей на основе имитационного моделирования по данным
гид.
На третьем этапе осуществляется непосредственное термографирование с использованием результатов, полученных на этапах 1 и 2, а также рекомендаций, сформулированных в первой главе диссертационной работы.
На четвертом этапе производится математическая обработка результатов ТВО с помощью методов и алгоритмов, предложенных в рамках диссертационных исследований.
При работе над диссертацией автор пользовался научными консультациями канд. техн. наук, доцента Закарюкина В.П.
Вводные замечания
Тепловизионные обследования относятся к методам теплового неразру-шающего контроля [4, 9]. Они базируются на анализе температурных полей с помощью термограмм, получаемых на основе портативных инфракрасных камер -тепловизоров, рис. 1.1. По результатам ТВО принимаются экспертные решения о состоянии оборудования.
Технические возможности современных тепловизоров и практические задачи, решаемые с их помощью, многообразны [9, 10...23, 30, 33, 34, 38... 41, 54, 56, 58, 59, 65, 92... 117]. Наиболее массовым объектом ТВО в электроустановках тяговых подстанций являются контактные соединения [6..8, 26...28, 36, 57, 60, 72...78, 83...85, 87] в открытых и закрытых распределительных устройствах, например, болтовые и спрессованные соединения, сварные швы, контакты разъединителей. С помощью тепловизионного диагностирования могут быть выявлены следующие повреждения:
для силовых трансформаторов: очаги возникновения магнитных полей рассеяния (рис. 1.2); наличие застойных зон в баках за счет шлакообразования, разбухания или смещения изоляции обмоток, неисправности маслосистемы; дефекты вводов и систем охлаждения (рис. 1.3, 1.4);
Подстанция ВРЗ ВЧД-2 ВСЖД, выключатель 110 кВ, нагрев контактного зажима высоковольтного ввода для измерительных трансформаторов: перегревы наружных и внутренних контактных соединений (рис. 1.7); снижение надежности внутренней изоляции обмоток; для вентильных разрядников и ограничителей перенапряжений (ОПН), рис. 1.8: нарушение герметизации элементов; обрывы шунтирующих сопротивлений; отклонения в комплектации элементов [87];
Система ТВО иллюстрируется схемой, показанной на рис. 1.10, и включает в себя комплекс взаимосвязанных циклов, определяющих последовательность проведения операций и их информативность [4]. Регламент проведения ТВО включает в себя периодичность и объем измерений на контролируемом объекте (тяговой подстанции). Периодичность ТВО электрооборудования определяется с учетом опыта его эксплуатации, режима работы, внешних факторов и регламен- тируется нормами [58]. Тепловизионное обследование должно выполняться приборами инфракрасного контроля (ИКТ), обеспечивающими достаточную эффективность в определении дефекта на работающем оборудовании.
Выявление дефекта должно осуществляться на ранней стадии его развития, для чего прибор ИКТ должен обладать достаточной чувствительностью даже при воздействии ряда неблагоприятных факторов, которые могут наблюдаться в эксплуатации: отрицательные температуры, запыленность, электромагнитные поля и т.п.
При анализе результатов ТВО должна осуществляться оценка выявленного дефекта и прогнозирование возможностей его развития. Следует отметить, что для тяговых трансформаторов эффективность и информативность такой оценки оказывается особенно высокой, если она осуществляется на базе экспертной системы [71]. В этом случае от совместного использования всей доступной на текущий момент информации проявляется синергетический эффект от её анализа, что и позволяет получить максимальный результат.
После устранения выявленного дефекта необходимо провести повторное диагностирование для суждения о качестве выполненного ремонта.
Диагностирование тяговых подстанций
Если обнаружено нарушение плавного снижения температуры от бака трансформатора к расширителю высоковольтного ввода, ТО возможно понижение уровня масла в высоковольтном вводе.
Если выявлен продольный нагрев на поверхности фарфоровой покрышки, начиная от верхнего фланца,
То возможны частичные разряды из-за увлажнения верхней части остова высоковольтного ввода. Нарушение герметичности прокладок маслорасширителя, попадание влаги.
Если зафиксирована неравномерность температуры на поверхности высоковольтного ввода, то возможно разбухание бумажной основы высоковольтного ввода ИЛИ смещение бумажной основы высоковольтного ввода, ИЛИ шлакообразование на уступах остова высоковольтного ввода, ИЛИ нарушение циркуляции масла в высоковольтном вводе.
В рамках диссертационных исследований разработан модуль экспертной системы, реализующий приведенные правила. Модуль реализован в среде EXSYS. Разработанная фирмой EXSYS система является современным и мощным инструментальным средством. Она предназначена для создания прикладных экспертных систем в области диагностики, классификации, моделирования и проектирования. EXSYS оснащена встроенной процедурой проверки непротиворечивости вводимых знаний. Она достаточно эффективна и гибка для профессионалов-разработчиков, однако может использоваться и начинающими исследователями.
В EXSYS используется как фреймовая, так и продукционная модель представления знаний. В последнем случае базу знаний системы составляют правила вида «ЕСЛИ-ТО» с применением обратной цепочки вывода и различными стратегиями вывода: «сверху вниз», «снизу вверх» и «сначала лучший». В системе имеется возможность моделирования нечетких и неточных рассуждений. Подсистема объяснений дает ответы на вопросы «Как » и «Почему », предоставляет по запросу справочную информацию. В правилах допускается использовать математические функции и числовые переменные.
EXSYS можно вызвать из внешней программы. Изнутри системы можно вызывать программы, написанные на других языках. Кроме того, имеется большой набор выражений на языке С.
Сформируем цель, т.е. то, что должна определить ЭС. В нашем случае -это конкретный неисправный узел трансформатора, а также техническая рекомендация по устранению неисправности .
Для создания ЭС в среде EXSYS после входа в систему через пункт меню FILE необходимо выбрать подпункт NEW и задать имя создаваемой ЭС. После этого открывается титульный лист ЭС, в окна которого нужно занести объект ЭС (рис. 4.13). Далее устанавливается диапазон значений логических переменных: двоичная логика (ДА или НЕТ) или вероятностные оценки (шкала от 0 до 1 или шкала от —100 до +100). В титульном листе также задается стратегия отыскания целей: All Possible (все возможные), First Successful (первая успешно найденная) или Non Redundancy (неопределенная). Далее в окно Starting text вносится информация, которой предваряется начало работы ЭС, а в окно Ending text - сообщение, за которым непосредственно последует ответ (рекомендация) ЭС. В дальнейшем при редактировании титульного листа уже написанной ЭС в него попадают через пункт главного меню RULES, подпункт Parameters.
При написании новой ЭС вначале обязательно нужно задать хотя бы одну конечную цель-диагноз в подпункте Choice list, иначе файл данных не сохранится в общей базе EXSYS.
Оценивание параметров распределения по выборке
Для решения задачи создания базы (БД) результатов ТВО была разработан программный продукт ElStaGraph [2, 3, 91]. В основу архитектуры программы положена концепция электронной карты железнодорожной магистрали. При ее создании использовались инструментальные средства Apache - MySQL - PHP. Apache, работающий в среде Windows 95/98ДР является одним из лучших Web серверов, позволяющих создавать клиент-серверные БД. РНР - это скриптовый server-side язык программирования, основное преимущество которого состоит в простоте и гибкости. MySQL - одна из самых быстродействующих систем управления базами данных (СУБД). Преимущества MySQL перед другими СУБД состоят в масштабируемости, переносимости и возможности обмена данными с другими СУБД. Обмен информацией между клиентом и сервером в среде internet осуществляется с использованием классплатформенных стандартов. Схема клиент - серверного взаимодействия показана на рис. 4.1. Рис. 4.1 Схема клиент - серверного взаимодействия в среде internet Запрос клиента должен содержать адрес Web - страницы, которая затем будет отправлена клиенту, или имя модуля, который будет выполнен сервером для того, чтобы динамически сформировать и отправить клиенту страницу. 121 При создании динамической страницы модуль может использовать любые данные, доступные ему в настоящий момент времени, как, например, результаты поиска в базе данных. Благодаря этому свойству, можно заранее обеспечить гибкие интерактивные возможности Web - сервера. Программа ElStaGraph может быть запущена двумя способами: через internet с активацией ссылки на БД или с помощью ярлыка, расположенного на рабочем столе. Для запуска ElStaGraph через internet необходимо указать сервер, на котором будет размещена программа. Главное окно программы ElStaGraph показано на рис. 4.2. Для удобства представления информации окно разделено на три части, две из которых пред- ставляют собой рабочие области: «Меню» и «Окно обработки данных».
Программный продукт ElStaGraph
Для обработки большого объема сложной, неопределенной, неоднозначной, противоречивой и эвристической информации необходимы специальные информационные системы (ИС), оказывающие пользователям поддержку в принятии решений [71]. Достаточно эффективная ИС должна включать реляционную базу данных, продукционную базу знаний (БЗ) и экспертную систему (ЭС). Реляционная БД должна включать: паспортные данные тяговых трансформаторов; карты осмотра; журналы дежурного персонала; данные периодических испытаний ТТ; предельно допустимые нормы и испытательные критерии; технологические карты ремонта и ревизии ТТ; учетно-контрольные карты; статистические данные о выявляемых дефектах и повреждениях; нормативные материалы и руководящие документы; ГОСТ; инструкции заводов-изготовителей; местные инструкции, стандарты организаций и технические регламенты. Продукционная БЗ состоит в основном из экспертных правил. ЭС, играющая роль надстройки в БД, использует существующую БЗ, компонент извлечения знаний и компонент объяснения. Информация в БД хранится в виде реляционных таблиц, связанных различными видами отношений. Исходные данные вводятся как вручную, так и автоматически. Вводимая информация является прямой, косвенной первичной и косвенной вторичной. Прямая информация содержит сведения о номинальных параметрах ТТ, конструктивных особенностях, режимах работы и методах эксплуатации. Данные измерений параметров ТТ позволяют в результате последующей обрано ботки получить новую существенную информацию. Предельные значения параметров, критерии, экспертные знания дают возможность с помощью ЭС получить сведения о состоянии ТТ на базе первичной информации и экспертных правил. Косвенная информация не может быть абсолютно точной, но представляет интерес как определенная полезная информация — поддержка подсказкой, советом в принятии решения. Знания структурированы по узким зонам предметной области: ресурс, опыт эксплуатации, конструктивные дефекты и т. п. Опыт [71] показывает, что оценку состояния электрооборудования целесообразно проводить на трех уровнях: внешнее исследование, ресурсная и специализированная диагностика. Первый инспекционный уровень (внешнее исследование) должен обеспечить оценку общего состояния ТТ. Цель его - предварительная оценка состояния ТТ для разработки плана достаточно эффективных методов дальнейших испытаний или мероприятий по поддержке функционирования изношенного трансформатора. Характер работ - контрольно-исследовательский, экспертный. На этом уровне требуется осуществить первичную оценку ресурсных возможностей эксплуатируемого ЭО и взять пробы масла для последующего углубленного анализа. При проведении внешнего исследования ИЭ следует руководствоваться положениями следующей нормативной документации: правил технической эксплуатации, устройства электроустановок, норм, нормативов и соответствующих ГОСТ, а также необходимыми инструкциями. С помощью ИС перед проведением исследовательских работ разрабатывается специальный бланк внешнего исследования, учитывающий множество необходимых факторов. Для разработки бланка — специальной формы (по информационной терминологии - способ структурирования входной и выходной информации) — организуются запросы в БД (способы выделения нужной информации), используются фильтры (режимы работы СУБД по минимизации просмотра большого массива записей в таблицах БД). С целью повышения эффективности подготовительной работы предлагается воспользоваться поддержкой ЭС. обрабатывающей знания специалистов-экспертов и необходимые данные из БД.
![Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс]](/i/i/4409/168295.png "Рациональное управление системой психологической помощи на основе медицинского мониторинга и организации психопрофилактического процесса [Электронный ресурс] Склярова Татьяна Петровна")
