КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕПЕНИ ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРА В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ОБЛАКА ТОЧЕК ВРЕМЕННОГО РЯДА

Аннотация

Задача построения модели оценки работоспособности технического объекта имеет мно- жество применений в области контроля различных опасных ситуаций. Необходимость опере- жающего мониторинга состояния технического объекта для предотвращения и управления про- теканием нештатных ситуаций в целях их ликвидации с минимальными последствиями делает постановку и выполнение этой задачи актуальной и своевременной. Для выполнения оценки со- стояния технического объекта целесообразно использовать простые модели, позволяющие полу- чить результат в режиме реального времени без существенной нагрузки на микроконтроллерную систему управления. В работе рассматривается построение модели классификации динамики изменения параметра технического объекта, что позволит прогнозировать изменение его со- стояния в процессе оценки степени работоспособности объекта. Используются данные, отра- жающих изменение параметров в реальном времени и представленные в виде временных рядов значений параметров. Изменение параметра объекта во времени фиксируется с помощью времен- ного окна, которое двигается вдоль временного ряда, вырезая из множества исходных данных подмножество с неизменным количеством временных отсчетов. Для классификации динамики изменения параметра предложено использовать представление точек временного окна в виде графика Пуанкаре, который фактически является особым типом графика повторения или видом диаграммы рассеяния. В качестве критерия используется коэффициент сжатия эллипса (эллип- тичность), который охватывает облако точек, формируемое при построении диаграммы рассея- ния, для временного ряда технического параметра. Разработана методика обучения и использова- ния модели, включая формирование классов состояний динамики параметра объекта и вычисление критериев. Проведена апробация модели. Модель обеспечивает реализацию процедур выявления в реальном времени возможности возникновения нештатной ситуации на ранней стадии ее разви- тия с помощью микропроцессорного модуля, расположенного на нижнем уровне системы монито- ринга объекта.