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.