Методи інтелектуалізації інноваційних комп’ютерних технологій бортових систем моніторингу локомотивів

О. І. Стасюк; Л. Л. Гончарова

УДК 621.331

О. I. СТАСЮК, Л. Л. ГОНЧАРОВА (ДЕТУТ)

Державний економiко-технологiчний унiверситет транспорту, кафедра «Автоматизашя та комп'ютерно - ш-тегрованi технологií транспорту», 03049, Кшв - 49, вул. Лукашевича, 19, тел.: 050-419-38-74, 050-41938-74, ел. пошта: X177@rambler.ru. ktarael@jandex.ru

МЕТОДИ ШТЕЛЕКТУАЛ1ЗАЦП 1ННОВАЦ1ЙНИХ КОМП'ЮТЕРНИХ ТЕХНОЛОГ1Й БОРТОВИХ СИСТЕМ МОН1ТОРИНГУ ЛОКОМОТИВ1В

Постановка проблеми

Зашзничний транспорт е стратегiчним сектором економши держави, який суттево впливае на розвиток фактично всiх галузей народного госпо-дарства. Збiльшення, за останш роки, маси i шви-дкостi потягiв, стимулювало суттеве побшьшен-ня струму споживання на тягу який став близь-ким до струму короткого замикання, що привело до погiршення надшносп роботи систем елект-ропостачання i рiвня безпеки транспортних та пасажирських перевезень [1,4]. Новiтнi досягнен-ня в сферi комп'ютерних i комушкащйних техно-логiй вiдкрили можливiсть проводити, в реальному часi, вщдалений монiторинг i повний контроль та дiагностику як наземних мереж електро-постачання так i бортових енергосистем локомотивiв включаючи процедуру !х мюцезна-ходження. Завдяки сучасним штелектуальним технологiям стало можливим, в процес функщо-нування систем життедiяльностi, проводити та щентиф^вати ряд режимних, параметричних i структурних вiдхилень i дефекпв в енергосисте-мах локомотивiв. Обробляти отримаш первиннi оперативнi данi i по необхiднiй сукупностi комплексу дiагностичних параметрiв, визначати причини i мiсце або сектори вiдхилень вщ режи-мiв функцiонування бортових енергосистем, а також представляти данi машитсту у виглядi ре-комендацiй, включаючи процедури формування та передачу комп'ютерно! авар^о! шформацп на iншi рiвнi диспетчерського керування. Базовий принцип функцюнування бортових систем пов'я-заний з необхщтстю узгодженого, сумiсного i перюдичного рiшення трьох домiнуючих взаемо-пов'язаних задач, до яких вiдноситься контроль i дiагностика енергосистем життедiяльностi, про-гнозування надiйностi !х роботи та визначення ресурсу функцiонування i реашзащя сукупностi процедур оперативного керування. Не зважаючи на вiдносну автономнiсть цих задач i враховуючи той факт, що щ задачi знаходяться в загальносис-темнiй едностi та взаемозалежносп мiж собою вони вiдносяться до класу негарно формашзуе-мих i погано структурованих [1,3]. В зв'язку з

цим, використання традицiйних математичних моделей i методiв при ршент взаемозв'язаних задач дiагностики, прогнозування i управлiння не завжди приводить до бажаного позитивного результату. Розв'язання проблем ефективного рь шення сукупностi погано формашзованих задач може бути реашзовано за рахунок використання бiльш сучасних моделей, методiв i функцiй ана-лiзу орiентованих на перспективнi шформацшш технологи. Такий тдхщ базуеться на концепцп ^електуашзацл бортових комп'ютерних техно-логiй шляхом використання iнновацiйних систем вщцаленого монiторингу вузлiв, сегментiв i систем життедiяльностi локомотива [4-8].

Аналiз останнiх дослiджень i публжацш

Проведений авторами i вiтчизняними та за-рубiжними вченими аналiз показав, що на сьо-годнiшнiй день накопичено значний досвiд в сферi прийняття рiшень по оперативному керу-ванню з використанням сучасних комп'ютерних засобiв для щентифшаци сутте-вих динамiчних збурень i аваршних режимiв. В багатьох публiкацiях акцентуеться увага на те, що забезпечення високого рiвня спостертаемо-стi динамши аномальних режимiв функцюну-вання енергосистем ^ вiдповiдно, реатзаци бистро! реакцп на цi явища не було досягнуто за допомогою використання традицшних тдхо-дiв i засобiв [2,4]. Досвiд експлуатацi! бортових комп'ютерних обчислювачiв показав, що вико-ристання перспективних комп' ютерних техно-логш з застосуванням методiв штелектуатзацп процедур високоточного синхронiзованого ви-мiрювання первинно! iнформацi!, для прове-дення пiсляаварiйного аналiзу окремих чи сис-темних явищ, суттево розширюе функцюнальш можливостi комп'ютерного iнструментарiю, а також рiзко зменшуе аварiйнiсть енергосистем, мiнiмiзуе енергоспоживання i покращуе якiсть функцюнування та тривалють безперебiйно! роботи мереж життезабезпечення локомотивiв. В цьому плат, практичний iнтерес представ-ляють напрямки дослщжень пов'язаних з роз-

робкою математичних моделей, методiв i комп'ютерно-орieнтованих алгоритмiв як природный розвиток бортових залiзничних систем керування. Проведення штеграцп штелектуа-льних методiв для оргашзаци бортових з^з-ничних систем вiдкриваe можливiсть своечасно проводити контроль i дiагностику систем жит-тедiяльностi локомотивiв, враховуючи виляю зв'язки мiж подiями, що дозволяе своечасно щентифшувати i iлюструвати несправност та реалiзувати прогноз працеспроможностi, включаючи процедури оцiнювання ресурс.

Вiдокремлення нерозв'язаних рашше час-тин загальноТ проблеми

Задачi дослiдження методiв синтезу i екс-плуатаци комп'ютерних систем, що забезпечу-ють iнтелектуальний монiторинг динамши стану складного, схильного до ушкодження, i в той же час дуже важливого бортового комп' ютерного обладнання рухомого складу найшла вiдображення в стратеги розвитку зал> зничного транспорту. Сучасш iнновацiйнi технологи вщкривають можливiсть проводити, пiд час руху, контроль i прогноз надiйностi роботи локомотивного парку та передавати, в реальному чаш, шформацию про технiчний стан з борту локомотива в стацюнарну систему обробки шформаци з використанням каналiв безпровiдного зв'язку. Система мошторингу, реалiзована подiбним образом, дозволяе не тшьки автоматизувати процес управлiння i ви-конувати контроль стану локомотивiв, а також постiйно проводити процедуру 1х реестрування з подальшим вщображенням мiсця знаходжен-ня. Завдяки оргашзаци спшьно1 роботи бортових i стацiонарних комп'ютерних систем вщк-риваеться ушкальна можливiсть формувати i накопичувати базу даних про стан вих локомо-тивiв залiзниць за весь перюд 1'х функцюнуван-ня, оперативно отримувати детальну шформа-цiю про несправносп, вiдслiдковувати iсторiю функцiонування стану локомотивiв, створюва-ти нову комп'ютерно-орiентовану технологiю обслуговування включаючи ремонт i контроль його виконання. Самим важливим, при цьому е те, що застосування таких комп'ютерних мереж вщкривае можливiсть, на основi отримано! ба-гатоаспектно! об'ективно1 шформаци про стан комплексу технолопчних процесiв, якi прот> кають при робот локомотива, реалiзувати ште-лектуальну обробку первинних даних i на 1'х базi накопичувати новi знання про функцюну-вання систем життедiяльностi рухомого складу. В науково-технiчнiй лiтературi достатньо гли-

боко дослiдженi питання пов'язанi з формуван-ням нових знань, про режими функцiонування енергетичних об'ектiв, шляхом використання iнтелектуальних технологш експертних систем якi базуються на сучасних базах знань i машинному виводi ново1 шформаци. Основою теоретичное' бази оргашзаци процесiв штелек-туально1 обробки шформаци е математичний апарат теори нечiтких множин за допомогою якого реалiзуеться процес вводу погано форма-лiзуемоl шформаци. В той же час, на думку ба-гатьох вчених, застосування неч^ких множин хоч i дозволяе автоматизувати процес формал> заци i вводу шформаци для штелектуально1 комп'ютерно1 обробки, але в самому методi юнуе великий елемент суб'ективiзму. Тому, на нашу думку, не розв'язаними рашше частинами загально1 проблеми штелектуально1 обробки шформаци е те, що в лiтературi мало уваги придшено розробщ методiв визначення сутте-во! глибини шформативносп первинно1 шформаци при реестрацп динамiки швидкоплин-них технолопчних процеив, що протiкають в складних енергетичних об'ектах [8,9]. Отри-маш, таким чином, новi знання шляхом штеле-ктуально1 обробки високоiнформативних первинних даних вщкривають абсолютно нову яюсть в сферi керування i передбачати, з висо-кою ймовiрнiстю, негативний розвиток явищ i процеив [10].

Мета роботи

Метою роботи е розробка математичних моделей i методiв визначення бiльш глибокого рiвня iнформативностi не детермiнованих сто-хастичних потокiв первинно1 шформаци, що вщображае процес функцiонування складних енергетичних об'екпв, як основи синтезу ев-ристичних моделей формування нових знань i теоретично1 бази iнтелектуалiзацil шновацш-них комп'ютерних технологiй бортових систем мошторингу локомотивiв.

Основний матерiал дослщження

Завдяки бурному розвитку iнтегральних технологш виготовлення надвеликих iнтеграль-них схем, а також застосуванню зверх швидко-ддачих мiкропроцесорних комплектiв, вщкриа-лась можливють оргашзаци необхщно1 або зби-тково1 обчислювально1 потужностi в любому сегмент складного енергетичного об'екту, для реалiзацil оптимального процесу його функцiо-нування, шляхом синтезу обчислювальних систем чи розподшених комп'ютерних мереж. В умовах стохастичного характеру вихiдних по-

токiв первинно1 шформаци, що надходить з складних динамiчних систем, до яких вщно-ситься рухомий залiзничний транспорт, ефек-тивним представляеться органiзацiя паралель-ного недетирмiнованого процесу И обробки, в розподшених комп'ютерних мережах, для фор-мування рацюнальних процедур керування режимами функцiонiвння динамiчних систем, включаючи дiагностування i прогнозу !х праце-здатностi та вщтворення роботоспроможностi. Це можливо шляхом використання сучасних математичних моделей, методiв i алгоритмiв з iнтелектуальними властивостями, що i визначае сутнiсть iновацiного тдходу формування комп'ютерних технологiй бортових систем мошторингу локомотивiв. Бортовi комп'ютернi системи орiентованi на проведення, в реальному чаи, мошторингу техшчного стану облад-нання електропотягiв, дозволяють миттево реа-гувати на нештатнi ситуаци, своечасно виявля-ти i одслщковувати появу несправносей, реал> зувати контроль роботоспроможносп щляхом обчислення комплексу показниюв експлуатацп локомотивiв та органiзовувати сукупнють ке-руючих впливiв включаючи формування реко-мендацiй i вщповщно1 шформаци.

Комп'ютернi системи рухомого складу залiз-ниць рееструють iнформацiю про вiбрацiю, температуру, тиск, швидкiсть руху по маршруту, динамшу напруги i струму який споживаеться на тягу та допомiжнi електричнi мереж1, вщсл> дковують положення органiв керування, геог-рафiчнi координати локомотива, данi про стан шдшипникових вузлiв, пневматично1 тормозно1 системи i ряд iнших параметрiв. При цьому, в процесi роботи розв'язуеться комплекс задач таких як: визначення техшчного стану облад-нання, що експлуатуеться; iдентифiкацiя ймов> рних причин змши технiчного стану обладнан-ня локомотивiв; визначення вузлiв або сегмен-тiв обладнання, що привело до змши техшчного стану; формування аваршних сигналiв при переходi ключових параметрiв обладнання за визначеш лiмiти; виявлення i оцiнка ймовiрно-го розвитку дефектiв за часом; оперативний аналiз i прогноз функцюнування обладнання по рiвню шуму, вiбрацil, викидам шкiдливих скла-дових та шших екологiчних характеристиках. Вся первинна шформащя, пiсля обробки, ви-користовуеться для формування зв^них документа та архiвацil у виглядi акпв технiчного стану як для кожного вагону так i потяга вцшо-му. Обробленi, вiдповiдно бортовим алгоритмам, первинш данi виводяться на дисплей дiаг-ностичного контролера, що знаходиться в каб>

нi локомотива, а також передаються в наземну обчислювальну мережу. В стацюнарнш комп'ютернш системi проводится бiльш гли-бока обробка шформаци, в результат чого фо-рмуеться сукупнiсть документiв нормативного характеру як передаються вiдповiдальним за оргашзащю перевезень, керiвництву депо, зал> зницi та i iншим защкавленим службам. До до-мiнуючих показниюв, що характеризують якiсть функцiонування локомотивiв, можна в> днести ряд параметрiв пов'язаних з забезпечен-ням безпеки руху, а також мiнiмiзацil енерго-споживання. В зв'язку з цим, новi математичнi моделi i комп'ютерш методи, орiентованi на суттеве визначення шформативносп iз зареес-тровано1 первинно1 iнформацi, що вiдображае динамiчнi характеристики безпеки перевезень i енергозбереження, е основою оргашзаци бортових комп'ютерних архтектур з штелектуаль-ними властивостями. Такий шдхщ дозвляе, в процесi роботи бортового комп'ютерного комплексу, накопичувати новi знання про режими функцюнування обладнання потяпв i викорис-товувати !х для покращення експлуатацп, безпеки перевiзного процесу, створення техноло-гiй енергозбереження i розробки бшьш якiсного обладнання локомотивiв нових поколшь. Синтез математичних моделей i методiв з штелек-туальними властивостями, що вщкривають мо-жливiсть формувати новi знання про об'ект, розглянемо на прикладi динамiки змiни напруги i струму, що споживаеться на тягу. Припус-тимо, що процес аномального чи аварiйного режиму споживання електроенерги потягом представляеться у вигщщ зареестровано1 су-купностi т миттевих значень напруги

и (о ), и (¿1), и (^2 ), .и (^ ),.. и (т ) i струму

1 (¿0 ), 1 (1), 1 (¿2 ), ..' ^ ),.. 1 (т ), на всьому iнтервалi Т, як показано на рис. 1.

Отримаш данi и ^ ), 1 ^ ), по суп пред-

ставляють собою первинну iнформацiю, що вщображае аномальний процес функцiонування силового енергетичного обладнання i являеться основою вторинно1 обробки для обчислення сукупност необхiдних показникiв якостi функцюнування. На практицi, на основi отриманих первинних даних сукупностi миттевих значень

напруги и (¿о ), и (¿1), и (¿2 ), ..и (^ ),.. и (т ) i

струму 1 (¿о ), 1 (¿1), 1 (¿2 ), .1 (^ ),.. 1 (т ) реаль

зуеться обробка !х згiдно вiдповiдних методiв i алгоритмiв.

Рис. 1. Процес аномального чи аваршного режиму споживання електроенерги

Але, для визначення бiльш глибоких шфор-мативних параметрi первинно! шформаци, за-

реестровано! у виглядi и ( ), 1 ( ) , з метою

отримання нових знань про режими функцюнування складних енергетичних об'ектiв, необ-хiдно провести дослiдження в сферi синтезу математичних моделей i методiв штелектуал> зацi! стохастичних процесiв вщображаючих режими функцiонування систем локомотива. Для проведення процедур визначення значно! глибини шформативносп отриманих первин-них даних значень напруги

и (о), и (^), и(2), .и( ),.. и(т ) i струму , 1 (^), 1 (2 ), .1 (tj ),.. 1 ((т ), використаемо

сучасний математичний апарат диференцiйних перетворень Пухова [3], як представляються наступною парою математичних виразiв у ви-глядк

X (к ) =

Н К!

ёкХ(()

й1к

к = ГО/ Н \к

-Х()= 2 Ы X(к)

Н = 0 к = 0УН)

(1)

- - символ, шо характеризуе вiдповiднiсть

мiж оригiналом X(н) i його диференщальним

Т- зображенням X(К) , (к=0,1,2,..).

В математичнш залежностi (1) вираз, що находиться лiворуч вiд символу - представ-

ляе собою пряме диференцiйне перетворення. Завдяки прямому диференцiйному перетворен-ню, на основi функцi!-оригiналу X (н) , фор-муеться Т- зображення дискретно! функцi! X(К) цшочислового аргументу к=0,1,2,..,

Праворуч математично! залежностi (1) - записано математичний вираз, що дозволяе за зна-ченням Г-дискрет функцi! цшочислового арг-гументе X (К) к=0,1,2,.. одержати функцi! -

оригшалу X (н) .

Використавши пряме диференцiйне перетворення (1) запишемо для функцi! струму 1 (Н) наступний вираз

ик

' (ко >=тг

с1к1 (Н)

Жк

н = Н,

к =

= /(/)= Е к = 0

¿Ь (к )(2)

На основi виразу (2) для кожного значення струму 1 (tj) в точках Н},^^,..^-,.Нт зфор-

муемо систему алгебра!чних рiвнянь п-го порядку

17 '0 М+( Н Т '0 (2) + ( 77 Т '0 (3) + - + ^ (п) = 1 (1)-'0 (0)

Н

де X (г) - первоначальна п - раз диференщ-юема функщя аргументу г, що мае вщповщш обмеження разом з ушма сво!ми похiдними;

X (К)- зображення функци - оригiналу

X (г) яке представляе собою дискретну функ-цiю X (К) цшочислового аргументу

к=0,1,2,..;

Н - масштабний коефiцiент, який мае ту ж розмiрнiсть що й аргумент г ^ в бшьшосп ви-падкiв, вибираеться iз умов 0 < г < Н , тобто на всьому дiапазону функцi! оригiналу X(г) ;

Н '0 (!)+(Н Г '0 (2)+( Н Г '0 (3)+.. + (Н Ь (п) = 1 (2)-'0 (0)

Н'0 (!) + (Н ^ '0 (2) + ( НН ^ '0 (3) + .. + ( Н )П'0 (п) = 1 (п)-'0 (0).

(3)

Оскiльки, на основi прямих диференцiйних перетворень, зпдно (1) мають мiсце наступш рiвностi 1 (Н0) = '0 (0) , 1 () = '1 (0), ... 1 (п)- 'п (0), то розв'язавши систему (3) оти-маем спектр дискрет

'0 (0), '0 (1), '0 (2),.....'0 (к) Г-функцп,

що е Г-зображенням 1 (Н ) в точщ ,0. Не труд-ну замiтити, що функщя 1 (Н) представляеться в ,0 не тшьки величиною !! миттевого значення

1 (Н0 ) = '0 (0) , а i сУкУпнiстью Г-дискрет

'0 (1), '0 (2),.....'0 (к) яю, по сут^ екв>

валентш вiдповiдно комплексу похiдних в цш же точцi, але обчислеш аналiтичним шляхом. Цей факт, вщкривае широкi можливостi визна-

чення сукупностi нових шформативних пара-метрiв стохастичних процесiв, що вщобража-ють режими функцiонування складних енерге-тичних об'eктiв. Маючи широкий набiр Т-дискрет /5 (к) в кожнiй точщ 5 = 0,1,..и

стохастичного процесу * (^) можна проводи-

ти спектральний аналiз аномальних режимi енергетичних систем для щентифшацн типу i мiсця аварн, реалiзувати кореляцiйни аналiз i, вiдповiдно, вщслщковувати, в реальному часi, силове обладнання рухомого складу залiзниць.

На основi математично! моделi (3) можна сформувати п математичних Т-моделей виду [3].

j+1 H

Is (1)

(tjsH Л2 Г

H

(2)■

js +1

/ sn

jsH H

h (3)

н = )-1а (0), \ / 7 = 1,2, .. п, 5 = 0,1,..п -1, i визначити спектр дискрет представлених у вигляда /д (0), /0 (1),/0 (2),.. 10 (к);

Н (0), /1 (1), /1 (2),..1(к );....

/п (0), /п (1),/п (2),../п (к). Отримаш Т- дис-крети /5 (к), 5 = 0,1,..п, к=0,1,2,.., е основою

оргашзацн iнтелектуального обчислювального процесу для визначення нових знань про ре-жими функцiонування складних об'екпв. Запишем отриману первинну iнформацiю у ви-глядi множин, що представляють сукупнiсть Т-дискрет для струму /5 (к), напруги и5 (к) та

вих шших г параметрiв 1Г8 (к) як вщобра-

жають режим функщонування складних систем локомотиву

{/0(к)}е О0 , {/1 (к)} е О1 ,

{/п (к)} е О? ^0 ;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

К (к )}е Ои0 , {и (к )}е о: ,

{ип (к )}е оп ; {г; (к)} е о; * 0,

[гг (к)} е О1 , & (к)} е О; .

(5)

На основи математичного виразу (5) сфор-муемо наступнi множини

Gi 0 1 n

= Gi UGiU -UGi '

(6)

Gu ff0 S~i1 s~in s~ir s-i0 s-i1 s-i1

= Go^ßu U-UGu'G = GrUGr U-U1' r = 1,2... f,

i, на ix базi' запишемо множину G

G = G UGu uG

r=1

(7)

г = 1,2.../ ,

яка, по сутi i е теоретичною основою штеле-ктуалiзацil шновацшних комп'ютерних техно-логiй в енергетищ.

Пiсля отримання первинно! шформацн, що поступае з складного енергетичного об'екту, i представлення И у виглядi Т-дисктрет

/0 (0), /0 (1), /0 (2),.. /0 (к); /1 ( 0 ), /1 (1), /1 (2),..1(к );

/п (0), /п (1),/п (2),../п (к),

як множина О, зпдно (5), загальний обчис-лювальний процес в областi диференцiйних зображень може бути представлений наступ-ним чином

X1 = ^ (X(*)), X2 (к) = ф2 (X1 (к)), ...

х1 (к) = р, (х1 (к)),.. (8)

На основi виразу (8), можна зробить вивщ, що в процес обчислень, на кожному етапi, ви-

користовуються значення Т-функцiй х' (к) i

результатом обчислень також формуеться но-

вий Т-спектр функцш х? (к). В тих випадках,

коли необхiдно отримати промiжну шформа-

цiю х' (?), для оперативного прийняття рь

шень або формування керуючих впливiв, то застосовуеться зворотне диференцшне перет-ворення, згiдно виразу (1), представлене в за-гальному виглядi як

к\к х' (' )=Х( Н) х' (к), (9)

к=0 ( ]

або вщповщно для значення струму

к ,

*()= ^ (Н)к/(к). (Ю)

к=0

Розглянемо приклад проведення спектрального аналiзу первинно! шформацп представлено! в сферi диференцiйних зображень i методи органiзацii iнтелектуального обчислювального процесу [3]. На практицi найшли широке за-стосування iнтегральнi перетворення Фур'е з кiнцевими i безкшечними границями. Пряме перетворення Фур'е на кшцевому промiжку (0, Т) мае вигляд

xY - j

2 Т

-Je" j Yatx (t )dt, 0

(11)

j2 --1, або, вiдповiдно

,•2 Т

JY- j Je-j Y«

i (t )dt

(12)

д /у - комплексна амплггуда у гармонiки

струму, при чому /у = /уe^; ю = ~~~ час"

тота основно! гармонiки струму.

Пiдставимо значения i (t) i3 виразу (10) в

(12) отримаемо наступну математичну залеж-нiсть

J кV1(k)Г 2 Т

1Y " 2-i

к - 0 Н

. 2 Т Л

J- |?е"jYratdt .

Т J

Т V 0

(13)

Оскшьки значення штегралу може бути записано як

Т

Jtke~ j Yratdt

- к!(-1)к

(-jY®)

к+1

( m-к

' -V

m-0

(- j Y®t )m

m!

Л

(14)

комплексних ампл^уд y х гармонiки 1

■ , к-о

Jy -"Г V

к!

nY к-0 (jY®H)"

m-к / rp \m

тТ

m - 0

Н

(-j Ymt )

-1

m!

1(к).

то пiдставивши значення штегралу i3 виразу (14) в залежшсть (13) отримаемо математичну модель завдяки якш вiдкривае можливiсть, на основi Г-спектру функцiй 1 (к) визначати набiр

Y

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Стогнш Б.С. 1нтелектуальш електричш мережа: свгговий досвщ i перспективи Украни. / Стогнш Б.С., Кириленко О.В., Праховник А.В. Денисюк С.П.; Пращ 1нституту електродинамiки НАН Укра-!ни, 2011,Часина 1. - С. 5-20.

(15)

Поступаючи аналогiчним чином, та зроби-вшi еквiвалентнi перетоворення на основi зво-ротнiх перетворень Фурье, можну синтезувати математичну модель для визначення не тшьки

/у, а також в сферi зображень Т-спектри /у (к) промiжних обчислень для реалiзащ! по-дальшо! обробки шформацп згiдно (8).

Висновки

1. Проведений аналiз сучасних методiв ште-лектуально! обробки шформацп, в процес ке-рування складними електротехшчними об'ектами показав, що одним iз основних на-прямкiв формування нових знань, про режими !х функщонування, е розробка методiв визначення глибокого рiвня iнформативностi стохас-тичних потокiв первинно! iнформацi!, що вщо-бражають процеси функцiонування енергетич-них систем i являються основою iнтелектуалiза-цi! iнновацiйниx комп'ютерних теxиологiй.

2. На основi математичного апарату диферен-цiйниx перетворень, запропонованi методи, що вщкривають можливiсть представлять стохасти-чш первиннi данi про об'екти керування в сферi зображень у вигщщ Т-спек^в, завдяки чому вь дкриваеться можливiсть суттево пiдвищити рь вень шформативносп первинно! iнформацi!.

3. Запропоноваш методи формування дифере-нцiйниx математичних моделей процесiв обробки iнформацi! представлено! у вигщщ Т-спек^в стохастичних процеав теxиiчниx систем облад-нання локомотивiв як основи iнтелектуалiзацi! iнновацiйниx комп'ютерних технологш.

4. Запропоновано способи формування пер-винних даних в сферi зображень у виглядi мно-жин, що представляють собою сукупнiсть Т-дискрет i наведенi методи оргашзацп, на основi iнтегрального перетворення Фур'е, штелектуа-льного обчислювального процесу проведення спектрального аналiзу первинно! шформацп представлено! в сферi диференцiйниx зображень для визначення нового шформацшного складу аномального режиму системи керування.

REFERENCES

1. Stohniy B.S., Kyiylenko O. V., Prakhovnyk A. V., Denysyuk S. P. Intelektual'ni elektrychni meiezhi: svitovyy dosvid i perspektyvy Ukrayiny [Smart grids: world experience and prospects of Ukraine]. Pratsi /nstytutu elektrodynamiky NAN Ukrayiny [Proceedings of the Institute of Electrodynam-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Стогнш Б.С. Технолопчний базис штелектуа-льно! об'еднано! електрично! системи Укра!ни. / Стогнiй Б.С., Кириленко О.В., Денисюк С.П. Баталов А.Г.; Пращ 1нституту електродинашки НАН Укра!ни, 2011, Часина 1. - С. 20-31.

3. Стасюк О.1. Методи оргашзацп штелектуаль-них електричних мереж залiзниць на основi концеп-ци SMART Grid// Гончарова Л.Л., Максимчук В.Ф. Iнформацiйно-керуючi системи на залiзничному транспортi, науково-технiчний журнал, Харшв -2014, № 2 -С.29 -37.

4. Пухов Г.Е. Преобразовании Тейлора и их применение в электротехнике и электронике./ Пухов Г.Е.; Киев «Наукова думска» 1978 г. С.259.

5. Стасюк О.1. Методи комп'ютерно! штелекту-алiзацii режимiв функцiонування тягових мереж залiзниць// Стасюк О.1., Гончарова Л.Л., Максимчук В.Ф., Голуб Г.М.,Iнформацiйно-керуючi системи на залiзничному транспортi, науково-технiчний журнал, Харшв - 2013, № 5 -С.29 -36.

6. Стасюк О.1. Математичш моделi i методи оргашзацп iнтелектуальних мереж постачання елект-роенерги на тягу залiзничному транспорту // Стасюк О.1., Гончарова Л.Л., Iнформацiйно-керуючi системи на залiзничному транспорт^ науково-технiчний журнал, № 3, 2015 -С.25-31.

7. Стасюк О.1. Принципи i методи комп'ютерно! iнтелектуалiзацii' мереж електропостачання залiз-ниць/ Стасюк О.1., Гончарова Л.Л., 1нформацшно-керуючi системи на залiзничному транспортi, нау-ково-технiчний журнал, № 2, 2016 -С.25-31.

8. Стасюк О.1. Щдвищення надiйностi монгго-рингу допустимостi завантажень контрольованих перетинiв енергосистем // Стасюк О.1., Бутке-вич О.Ф., ЛевконюкА.В. Технiчна електродинамiка, Ки!в - 2014, №2 - С.56-67.

9. Щербакова А.В. Интеллектуальная обработка информации в среде WEB-2.0// Щербакова А.В., Нарышкин В.С., Системы обработки информации, Харьковский национальный экономический университет, Харьков, выпуск 2, 2011 -С226-229.

10. Журавлев Ю.И. Об интеллектуальных методах обработки информации// Журавлев Ю.И., Открытая кафедра, Отделение математических наук РАН, Московский гуманитарный университет, №2 , 2014 - С 305-309.

Надшшла до друку 02.03.2016.

Ключовi слова: математичш модел^ диферен-цшш перетворення, методи, iнтелектуалiзацiя, стоха-стичнi процеси, оптимiзацiя, штелектуальна обробка iнформацií, Т-спектри.

Внутрiшнiй рецензент Сиченко В. Г.

ics of NAS of Ukraine], 2011, vol. 1, pp. 5 - 20.

2. Stohniy B.S., Kyrylenko O. V., Denysyuk S. P., Batalov A. H. Tekhnolohichnyy bazys intelektual'noyi ob"yednanoyi elektrychnoyi systemy Ukrayiny [The technological basis of intellectual united electrical system of Ukraine]. Pratsi Instytutu elektrodynamiky NAN Ukrayiny [Proceedings of the Institute of Electrodynamics of NAS of Ukraine], 2011, vol. 1, pp. 20 - 31.

3. Stasyuk O.I., Honcharova L.L., Maksymchuk V.F. Metody orhanizatsiyi intelektual'nykh elektiychnykh merezh zaliznyts' na osnovi kontseptsiyi SMART Grid [Methods of intelligent electrical networks of railways on the concept of SMART Grid]. Informatsiyno-keruyuchi systemy na zaliznychnomu transporti, naukovo-tekhnichnyy zhurnal [Information controlling systems for rail transport, scientific journal], 2014, no. 2, pp. 29 - 37.

4. Pukhov H. E. Preobrazovanyy Teylora y ykh prymenenye v elektrotekhnyke y elektronyke [Transformation Taylor and their use in electrical engineering and electronics]. Kiev, Naukova dumka Publ., 1978. 259 p.

5. Stasyuk O.I., Honcharova L.L., Maksymchuk V.F., Holub H.M. Metody komp"yuternoyi intelektualizatsiyi rezhymiv funktsionuvannya tyahovykh merezh zaliznyts' [Metodi komp'yuternoï intelektualizatsiï rezhimiv funktsionuvannya Pulling trammel zaliznits]. Informatsiyno-keruyuchi systemy na zaliznychnomu transporti, naukovo-tekhnichnyy zhurnal [Information controlling systems for rail transport, scientific journal], 2013, no. 5, pp. 29 - 36.

6. Stasyuk O.I., Honcharova L.L. Matematychni modeli i metody orhanizatsiyi intelektual'nykh merezh postachannya elektroenerhiyi na tyahu zaliznychnomu transportu [Mathematical models and methods of intelligent networks supply electricity for traction rail transport]. Informatsiyno-keruyuchi systemy na zaliznychnomu transporti, naukovo-tekhnichnyy zhurnal [Information controlling systems for rail transport, scientific journal], 2015, no. 3, pp. 25 - 31.

7. Stasyuk O.I., Honcharova L.L. Pryntsypy i metody komp"yuternoyi intelektualizatsiyi merezh elektropostachannya zaliznyts' [Principles and methods of intellectualization of computer power supply networks of railways] Informatsiyno-keruyuchi systemy na zaliznychnomu transporti, naukovo-tekhnichnyy zhurnal [Information controlling systems for rail transport, scientific journal], 2016, no. 2, pp. 25 - 31.

8. Stasyuk O.I., Butkevych O.F., Levkonyuk A.V. Pidvyshchennya nadiynosti monitorynhu dopustymosti zavantazhen' kontrol'ovanykh peretyniv enerhosystem [Stasiuk OI Increased reliability monitoring admissibility downloads intersections controlled power systems]. Tekhnichna elektrodynamika [Technical electrodynamics], 2014, no. 2, pp. 56 - 67.

9. Shcherbakova A.V., V.S. Naryshkyn Intellektual'naya obrabotka ynformatsyy v srede WEB-2.0 [Intelligent processing of information in the WEB-2.0 environment]. Systemy obrabotky ynformatsyy [Information processing systems], 2011, vol. 2, pp. 226 - 229.

10. Zhuravlev Yu.Y. Ob intellektual'nykh metodakh obrabotky ynformatsyy [About Intelligent methods of information processing]. Otkrytaya kafedra [Open Department], 2014, no. 2, pp. 305 - 309.

Зовшшнш рецензент Денисюк С. П.

Наведено результати аналiзу сучасного стану наукових дослщжень в o^iepi iнтелектуальноï обробки н фоpмацiï в процес керування складними eлeктpотeхнiчними об'ектами, показано, що актуальною проблемою е створення математичних моделей i мeтодiв визначення суттевого piвня Ыформативносп стохастичних потокiв пepвинноï шформацп, що вщображають процеси функцiонування енергетичних систем. Запропонова-но використання математичного апарату дифepeнцiйних перетворень для представлення первинно!' шформацп в сфepi диференцшних зображень у виглядi Т-спeктpiв, що дозволяе суттево визначити piвeнь шформати-вностi iнфоpмацiйних даних з метою формування нових знань. Запропоновано методи синтезу диференцшних математичних моделей для обробки первинних даних у виглядi Т-спeктpiв, як основи iнтeлeктуалiзацiï шновацшних комп'ютерних технологш. Розглянуто способи оргашзацп Т-спек^в первинних даних у виглядi множин i використання 1х для оpганiзацiï iнтeлeктуального обчислювального процесу при peалiзацiï спектрального аналiзу на основi iнтeгpального перетворення Фур'е, для визначенн сукупностi нових шформацшних компонeнтiв аномальних peжимiв функцiонування систем обладнання локомотивiв.

Государственный экономико-технологический университет транспорта, кафедра «Автоматизация и компьютерно-интегрированные технологии транспорта», 03049, Киев-49, ул. Лукашевича, 19, тел.: 050-419-3874, 050-419-38-74, эл. почта: X177@rambler.ru. ktarael@jandex.ru

МЕТОДЫ ИНТЕЛЕКТУАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ БОРТОВЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ЛОКОМОТИВОВ

Приведены результаты анализа современного состояния научных исследований в сфере интеллектуальной обработки информации в процессе управления сложными электротехническими объектами, показано, что актуальной проблемой есть создание математических моделей и методов определения значительного уровня информативности стохастических потоков первичной информации, которая отображает процессы функционирования энергетических систем. Предложено использование математического аппарата дифференциальных преобразований для представления первичной информации в области дифференциальных изображений в виде Т-спектров, что открывает возможность значительного определения уровня информативности данных с целью определения новых знаний. Предложены методы синтеза дифференциальных математических моделей для обработки первичных данных в виде Т-спектров, как основы интеллектуализации инновационных компьютерных технологий. Рассмотрены способы организации Т-спектров первичных данных в виде множеств и применение их для организации интеллектуального вычислительного процесса реализации спектрального анализа на основе интегральных преобразований Фурье, для определения совокупности новых информационных компонентов аномальных режимов в процессе функционирования систем оборудования локомотивов.

Ключевые слова: математические модели, дифференциальные преобразования, методы, интеллектуализация, стохастические процессы, оптимизация, интеллектуальная обработка информации, Т-спектры.

State Economic and Technological University of Transport, Department of Automation and computer-integrated transport technologies, 03049, Kyiv-49, Lukashevich 19 Str., tel.: 050-419-38-74, 050-419-38-74, e-mail: X177@rambler.ru, ktarael@jandex.ru

Results of the analysis of a current state of scientific researches are given in the sphere of intellectual information processing in the course of an control by difficult electro technical objects, is shown that creation of mathematical models and methods of determination of considerable level of informational content of stochastic flows of primary information which displays processes of functioning of power systems is an actual problem. Use of mathematical apparatus the differential of transformations for submission of primary information in the field of differential images in the form of T-ranges that opens possibility of considerable determination of level of informational content of data with the purpose of definition new knowledge is offered. Methods of synthesis of differential mathematical models for processing of primary data in the form of T-ranges, as bases of intellectualization of innovative computer technologies are offered. Ways of the organization of T-ranges of primary data in the form of sets and their application for the organization of intellectual computing process of implementation of the spectral analysis on the basis of integrated conversions of Fourier, for definition of a general of new information components of the abnormal modes in the course of functioning of systems of the equipment of locomotives are considered.

Keywords: mathematical models, differential transformations, methods, intellectualization, stochastic processes, optimization, intellectual processing of information, T-ranges.

УДК 621.331.3

А. И. СТАСЮК, Л. Л. ГОНЧАРОВА (ГЭТУТ)

Внутренний рецензент Сыченко В. Г. UDC 621.331.3

A. I. STASYUK, L. L.GONCHAROVA (SETUT)

Внешний рецензент Денисюк С. П.

METHODS OF INTELLECTUALIZATION OF INNOVATIVE COMPUTER TECHNOLOGIES OF ONBOARD SYSTEMS OF MONITORING OF LOCOMOTIVES

Internal reviewer Sychenko V. G.

External reviewer Denisyuk S. P.

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — О. І. Стасюк, Л. Л. Гончарова

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — О. І. Стасюк, Л. Л. Гончарова

METHODS OF INTELLECTUALIZATION OF INNOVATIVE COMPUTER TECHNOLOGIES OF ONBOARD SYSTEMS OF MONITORING OF LOCOMOTIVES

Текст научной работы на тему «Методи інтелектуалізації інноваційних комп’ютерних технологій бортових систем моніторингу локомотивів»