Автоматизированная система мониторинга загрязняющих выбросов промышленных производств на локальном уровне

• Автор: Проскуряков, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Муром
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДАННЫХ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЫБРОСОВ НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

1.1 Структура обработки информации в системе экологического мониторинга

1.2 Модель системы мониторинга негативного воздействия на окружающую среду современных промышленных производств

1.3 Математические методы анализа и обработки данных о

загрязняющих выбросах

1.4. Методы прогнозирования временных рядов

1.5 Модели систем прогнозирования с применением ИНС

1.5.1 Программное обеспечение систем мониторинга с применением ИНС

1.5.2 Методы моделирования, идентификации и прогнозирования с применением ИНС

1.6 Задачи создания автоматизированных систем мониторинга негативного воздействия на окружающую среду загрязняющих выбросов промышленных производств
2. ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ЛОКАЛЬНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И МОДЕЛЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДАННЫХ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЫБРОСОВ
2.1 Геоинформационная система, интегрированная в систему мониторинга загрязняющих выбросов
2.2 Многослойный персептрон в задаче моделирования алгоритма прогнозирования временных рядов концентраций выбросов

2.3 Предварительная обработка временных рядов отсчетов концентраций загрязняющих выбросов методами вейвлет-преобразований
2.3.1 Период временного ряда функции концентраций загрязняющих выбросов
2.3.2 Предварительная вейвлет обработка временных
рядов загрязняющих выбросов
2.4 Математическая модель автоматизированной обработки и прогнозирования временных рядов данных загрязняющих выбросов
2.5 Структура реализации модели канала обработки и прогнозирования информации
2.6 Выводы
3. АЛГОРИТМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ ДАННЫХ О ВЫБРОСАХ
3.1 Структура пространственного контроля концентраций выбросов в автоматизированной системе мониторинга
3.2 Алгоритм подсистемы вейвлет-обработки и представления данных загрязняющих выбросов
3.3 Алгоритмы подсистем сглаживания и определения динамики долговременных изменений данных
3.3.1 Алгоритм подавления шумовых составляющих в детализирующих коэффициентах вейвлет-разложения временных рядов
3.3.2 Алгоритм подсистемы определения динамики долговременных изменений концентраций загрязняющих выбросов
3.4 Комбинированный алгоритм обработки и прогнозирования временных рядов данных с применением ИНС

3.4.1 Алгоритм прогнозирования временных рядов
3.4.2 Алгоритм обработки и прогнозирования с пониженными вычислительными затратами
3.5 Выводы
4. ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ЛОКАЛЬНОГО МОНИТОРИНГА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЫБРОСОВ
4.1 Структура программно-аппаратной реализации автоматизированной системы мониторинга загрязняющих выбросов
4.1.1 Структура экспертно-измерительной подсистемы
4.1.2 Аппаратная реализация автоматизированной системы мониторинга загрязняющих выбросов
4.2 Оценка рисков загрязняющих выбросов и их влияния на величину ущерба на локальном уровне
4.3 Мобильный пост экологического контроля с беспроводной технологией передачи данных
4.4 Анализ эффективности автоматизированных систем контроля и прогнозирования загрязняющих выбросов
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Таким образом, задачи предсказаний заключаются в оценивании будущих значений процесса по имеющимся данным в текущий момент, в идентификации, в настройке синаптических коэффициентов НС по критерию минимальной величины ошибки предсказания, в оценивании управляемого объекта, основанных на сравнении выходных сигналов управляемого объекта и его модели, в качестве которой используется нейронная сеть.
1.6 Задачи создания автоматизированных систем мониторинга негативного воздействия на окружающую среду загрязняющих выбросов промышленных производств
При решении задач обработки, анализа, прогнозирования и распознавания значений временных рядов, которыми представляются данные в автоматизированных системах мониторинга, работающих при условии неполных и нечетких данных в динамически изменяющейся обстановке, предлагается применять математические модели и методы аппарата вейвлет -преобразования, аппарата ИНС, алгоритмы искусственного интеллекта, локальной аппроксимации и современные методы оптимизации. Предполагается, что прогнозирование временных рядов концентраций загрязняющих веществ в автоматизированной системе экологического мониторинга, а также уровней концентраций токсичных и взрывоопасных газов, полученных с помощью разработанной беспроводной газоаналитической системы дистанционного контроля, будет осуществляться согласно алгоритму, основанному на совместном применении аппарата вейвлет-преобразования и аппарата ИНС. Кроме этого математический аппарат диссертации составят методы многомасштабного анализа сигналов и временных рядов, методы математической статистики, теории случайных процессов. В перечень рассматриваемых в диссертации вопросов будут включены вопросы разработки математических моделей временного ряда. Анализу будет подлежать вычислительная сложность методов анализа временных рядов, возможность их реализации на цифровых сигнальных процессорах. Запланировано