RU2373650C2 - Способ контроля состояния многопараметрического объекта - Google Patents
Способ контроля состояния многопараметрического объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373650C2 RU2373650C2 RU2007112186/09A RU2007112186A RU2373650C2 RU 2373650 C2 RU2373650 C2 RU 2373650C2 RU 2007112186/09 A RU2007112186/09 A RU 2007112186/09A RU 2007112186 A RU2007112186 A RU 2007112186A RU 2373650 C2 RU2373650 C2 RU 2373650C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameter
- values
- parameters
- state
- structural elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля и анализа состояния сложных многопараметрических объектов, являющихся элементами систем связи и автоматизации. Техническим результатом является повышение оперативности и точности оценки состояния многопараметрического объекта. Результат достигается распознаванием аномального изменения характеристик состояния одного из совокупности идентичных элементов многопараметрического объекта в процессе его функционирования путем задания стандартных значений и допустимых отклонений характеристик состояния элементов многопараметрического объекта, измерения текущих значений контролируемых параметров, вычисления текущих значений характеристик состояния элементов многопараметрического объекта и сравнения их с заданными стандартными значениями и допустимыми отклонениями. 3 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле и анализе состояния сложных многопараметрических объектов, являющихся элементами систем связи и автоматизации.
Известен способ непрерывного пассивного контроля параметров телефонных линий, реализованный в устройстве типа ЛСТ-1007, при котором предварительно проверяют телефонную линию на отсутствие повреждений и несанкционированных подключений, задают контролируемые параметры телефонной линии, измеряют контролируемые параметры, запоминают их в качестве эталонов, непрерывно измеряют и сравнивают текущие значения контролируемых параметров с эталонными, формируют сигнал тревоги при несовпадении измеренных значений параметров с эталонными, продолжают измерения при их совпадении с эталонными значениями контролируемых параметров.
Недостатками данного способа являются низкая точность результатов контроля вследствие воздействия внешних факторов (климатических, временных, и др.), чем обусловлена низкая вероятность принятия объективного решения о состоянии контролируемого объекта и низкая экономическая эффективность системы контроля, это ограничивает область применения способа.
Известен также «Способ измерения параметров RLC-цепей», по патенту РФ №2100813, класс G01R 27/26, 27.12.1997, основанный на измерении длительностей переходных процессов в резистивно-емкостной или резистивно-индуктивной измерительной цепи, на вход которой подают возмущающее напряжение, изменяющееся в функции времени, и измеряют его параметры на выходе исследуемой RLC-цепи.
Способ по сравнению с предыдущим позволяет получить более полную информацию о характеристиках контролируемого объекта, недостатком данного способа является относительная сложность реализации, обусловленная необходимостью генерации специальных зондирующих сигналов, узкая область применения, обусловленная несовместимостью способа измерения с нормальным функционированием телефонных линий и невозможностью непрерывного измерения их параметров, а также низкая экономическая эффективность способа.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному является способ оценки эффективности больших систем, включающих большое число контролируемых параметров, по патенту РФ №2210112 «Унифицированный способ Чернякова / Петрушина для оценки эффективности больших систем», класс GO6F 17/00, заявл. 7.06.2001.
Способ-прототип заключается в том, что предварительно задают совокупность структурных элементов - представление многопараметрического объекта (МПО) в виде иерархии его структурных элементов (СЭО), частные характеристики состояния, поставленные в соответствие каждому элементу СЭО, нормативные значения, соответствующие каждому частному показателю состояния, весовые коэффициенты важности, соответствующие каждому частному показателю состояния СЭО, а также заблаговременно в запоминающее устройство (ЗУ) терминального сервера записывают программу вычисления частных параметров и, наконец, предварительно в ЗУ рабочей станции инженера по знаниям загружают сведения, полученные в процессе опроса экспертов данной области знаний, выбирают методику вычисления и запускают эту процедуру, выбирают с помощью коммутатора измеряемые параметры, автоматически считывают информацию с датчиков через преобразователи и записывают ее в ЗУ считанной информации в терминальном сервере, преобразуют величины параметров в соответствующие цифровые данные с помощью различных специальных преобразователей, запоминают цифровые данные в запоминающем устройстве, вычисляют частные и обобщенную характеристики состояния МПО по программе вычисления характеристик состояния с помощью терминального сервера, сравнивают их с предварительно заданными значениями, отображают и документируют результаты вычислений и сравнений на видеомониторе и принтере.
По сравнению с аналогами способ-прототип имеет более широкую область применения как для простых, так и для многопараметрических объектов.
Недостатком прототипа является относительно невысокая точность текущей оценки состояния МПО и оперативность выявления причин изменения его состояния до наступления критических значений контролируемых параметров, а также выявления отличающегося поведения параметров одного из СЭО относительно других. Это обусловлено тем, что вывод о состоянии контролируемого МПО делают при проведении полного цикла контроля, результаты которого указывают только на критическое ухудшение параметров.
Целью предлагаемого технического решения является разработка способа контроля состояния МПО, обеспечивающего более высокую точность оценки состояния МПО; повышение оперативности оценки состояния МПО за счет выявления тенденции изменения параметров до достижения ими критических значений и выявление отличающегося (аномального) поведения параметров одного из СЭО относительно поведения параметров остальных однотипных СЭО.
Заявленный способ расширяет арсенал средств данного назначения.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе контроля состояния многопараметрического объекта (МПО), заключающемся в том, что предварительно задают совокупность N≥2 структурных элементов объекта (СЭО) и М≥N параметров, характеризующих их состояние, измеряют и запоминают измеренные параметры СЭО, определяют характеристики состояния МПО в процессе функционирования, результаты которых документируют и принимают по ним решение о состоянии МПО, дополнительно для N однотипных СЭО предварительно задают стандартные значения их параметров Псm. Также задают допустимые отклонения ΔПдоп параметров от стандартных значений и предельно допустимую разность между максимальным и минимальным значениями для каждого из m - контролируемых параметров. Для определения характеристик состояния МПО считывают ранее запомненные значения параметров и Пmi, сравнивают их между собой и в каждой группе однотипных СЭО вычисляют разности (отклонения) ΔПmi измеренных значений m-го параметра от его стандартного значения . Считывают ранее запомненные экстремальные значения и , сравнивают их и по результатам сравнения определяют разности ΔПmij между максимальным и минимальным уровнями измеренных значений m-го параметра. Затем сравнивают вычисленные характеристики
ΔПmi и ΔПmij с предварительно заданными их значениями и . После этого измеренные параметры и вычисленные характеристики документируют. Если и , то состояние МПО принимают как исправное и повторяют цикл измерений параметров. Если и/или , то состояние МПО характеризуют как неисправное и дополнительно документируют информацию о параметрах и характеристиках i-го структурного элемента.
Благодаря новой совокупности существенных признаков в способе реализована возможность выявления изменений контролируемых параметров в интервале их допустимых значений и, кроме того, выявление аномального изменения контролируемых параметров одного или нескольких СЭО на фоне состояния аналогичных параметров других однотипных СЭО, чем и достигается в заявленном способе повышение точности, оперативности текущей оценки состояния СЭО и вероятности принятия объективного решения о состоянии МПО.
Использование опережающего контроля состояния СЭО до завершения полного цикла контроля состояния всего МПО обеспечивает повышение экономической эффективности системы контроля.
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:
фиг.1 - чертеж, иллюстрирующий многопараметрический объект и группы его однотипных структурных элементов;
фиг.2 - чертежи, поясняющие процесс реализации способа.
фиг.3 - чертеж, иллюстрирующий результаты сравнительного пошагового моделирования способа-прототипа и заявленного способа.
Точность текущей оценки МПО известными способами ограничена следующими факторами: значения контролируемых параметров структурных элементов объекта в процессе их функционирования могут изменяться в пределах допустимых значений, заданных техническими условиями для МПО. Параметры контролируемого СЭО могут иметь отклонения, не превышающие допустимых значений, однако указывающие на тенденцию их ухудшения или аномального состояния одного или нескольких однотипных СЭО. В связи с этим состояние МПО будет оцениваться известными способами как приемлемое до тех пор, пока значение параметра контролируемого элемента не выйдет за пределы допустимых значений.
Для большинства вариантов построения многопараметрических объектов можно сделать допущение о том, что однотипные структурные элементы объекта подвергаются в равной степени воздействию внешних возмущающих факторов. Выявление аномальных изменений параметров одного из СЭО в пределах группы однотипных указывает на дополнительное возмущающее воздействие. Предлагаемый способ позволяет на ранней стадии выявить аномальное поведение параметров как отдельного, так и группы однотипных СЭО, тем самым обеспечить объективную оценку состояния МПО и своевременность принятия мер, предотвращающих необратимые последствия в работе МПО.
Реализацию заявленного способа можно рассмотреть на примере МПО, в качестве которого выступает узел связи (УС) с сетью соединительных линий различного типа: проводные линии с использованием волоконно-оптического кабеля (11-1N1) или симметричной пары (11-1N2), а также беспроводные (например, радиорелейные) линии радиосвязи (11-1N3) (группы I, II, III на фиг.1). Для каждой группы однотипных структурных элементов задается набор контролируемых параметров
(П1…ПM1; П1…ПМ2 П1…ПМ3), определяющих эксплуатационные характеристики или характеристики защищенности от несанкционированных воздействий. Например, для абонентских линий с использованием симметричной пары эксплуатационными параметрами являются импеданс и емкость линии, взаимное влияние линий в многопарном кабеле, сопротивление изоляции, пропускная способность линии (для цифровой линии связи), линейное напряжение, емкость звонковой цепи (для аналоговой телефонной линии связи) и другие параметры, которые необходимо контролировать при эксплуатации линий для определения их состояния и работоспособности.
Для каждого m-го параметра из множества М - параметров одной из групп однотипных СЭО в зависимости от задач и условий функционирования МПО задают стандартные (номинальные) значения параметров (определенные в эксплуатационно-технической документации), а также допустимые отклонения значений каждого из параметров от нормы и допустимый размах значений m-го параметра , т.е. предельное значение разности отклонений одного и того же параметра i-го ΔПi и j-го ΔПj однотипных СЭО: . Допустимые значения и рассчитывают с учетом минимизации вероятности принятия ошибочного решения об исправном состоянии МПО при заданной вероятности принятия ошибочного решения о неисправном состоянии МПО. Причем при задании указанных параметров должно соблюдаться условие . Вычисления производят по формулам контрольных границ для карт Шухарта (ГОСТ Р 50779.42-99) или согласно критериям принятия решения Неймана-Пирсона (Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. «Сов. радио» 1975 г., 392 с.). Указанные исходные данные записывают в ЗУ системы контроля.
В процессе функционирования МПО система контроля осуществляет непрерывные (или периодические с заданным временным интервалом контроля Δtк) измерения текущих значений параметров. Измерения контролируемых параметров осуществляют с помощью соответствующих каждому параметру измерителей. Оценку m-го параметра Пm определяют по выборке Пm(Δtu), которую формируют в результате многократных отсчетов в течение интервала измерения Δtu. Длительность этого интервала выбирают исходя из требуемого интервала усреднения по времени значений Пm. Это обусловлено тем, что на объективность контроля состояния СЭО и всего МПО могут повлиять кратковременные превышения допустимых значений контролируемых параметров и характеристик под влиянием внешних случайных факторов (электромагнитные разряды, скачки напряжения и т.п.). Подобные случайные факторы могут воздействовать как на отдельные СЭО, так и на весь МПО. В связи с этим значения Δtu можно определить наиболее точно только экспериментально. Размер n выборки (количество отсчетов) Пm (Δtu) определяют с учетом требуемой точности измерений и чувствительности системы контроля к изменениям контролируемых параметров. Измеренные таким образом значения контролируемых параметров Пm записывают в ЗУ системы контроля.
Для вычисления характеристик состояния СЭО считывают из ЗУ предварительно записанные значения и Пmi, сравнивают их между собой и вычисляют разность
ΔПmi для каждого i-го СЭО по каждому m-му параметру с помощью устройства сравнения (например, компаратора). Аналогично, для вычисления значений ΔПmij считывают из ЗУ экстремальные значения и для каждого m-го параметра, сравнивают их и вычисляют разность ΔПmij с помощью устройства сравнения. После этого считывают из ЗУ предварительно записанные значения , и вычисленные значения ΔПmi, ΔПmij и сравнивают их также с помощью устройства сравнения. Определение состояния МПО по значению ΔПmij может быть упрощено путем измерения коэффициента корреляции Rmij значений m-го параметра Пmi и Пmj для i-го и j-го однотипных СЭО с помощью коррелометра. Разновидности и особенности применения коррелометра известны (см., например. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / В.И.Нефедов [и др.]. - М.: Высш. шк., 2001. - 383 с.).
Полученные после вычисления значений ΔПmi и ΔПmij (ΔRmij) и сравнения их с допустимыми значениями и данные являются исходными для принятия решения о состоянии МПО. При этом возможны различные состояния СЭО и соответствующие реакции системы контроля, представленные на фиг.2.
В процессе функционирования структурных элементов у каждого из однотипных СЭО значения m-го параметра могут принимать индивидуальные значения Пm1, Пm2, ПmN, в общем случае отличные от стандартного и совершать случайные колебания в пределах допустимых отклонений при этом значение ΔПmij также не превышает допустимого значения (см. фиг.2а). В этом случае МПО функционирует нормально, а система контроля, осуществляющая непрерывные (или периодические) измерения текущих значений параметров, оценивает состояние МПО как нормальное.
На фиг.2б представлена ситуация, когда измеренные значения контролируемых параметров одного или нескольких СЭО имеют устойчивую тенденцию к ухудшению и выходят из области допустимых значений под влиянием системного дестабилизирующего возмущения (например, повышение температуры, влажности окружающей СЭО среды и т.п.). В этом случае МПО продолжает нормально функционировать при и . В то же время система контроля фиксирует при все возрастающих ΔПm тенденцию к ухудшению условий функционирования МПО, и при система контроля укажет на выход параметров МПО за нормативные значения.
На фиг.2в представлена ситуация, когда характер изменения m-го параметра одного из однотипных СЭО существенно отличается от характера изменения этого же параметра для других однотипных СЭО. В этом случае при достижении и даже при значениях m-го параметра остальных СЭО в пределах допустимых, т.е. , система контроля выявит аномальное состояние одного из СЭО и укажет на отклонение его характеристик от заданных значений до достижения уровня, превышающего . Такое поведение одного из СЭО может возникнуть в силу каких-либо дестабилизирующих факторов, воздействующих только на i-й элемент из группы однотипных СЭО. Например, повреждение линии с последующим снижением сопротивления изоляции кабеля. В то же время возможные кратковременные случайные скачки значений параметров, вызванные несистемными причинами, усредняются (на интервале измерения Δtu, который больше, чем средняя продолжительность зафиксированных кратковременных скачков параметров) и практически не влияют на общую оценку состояния МПО. Если в системе контроля используется коррелометр, то с его помощью можно непосредственно определить параметр ΔПmij по снижению коэффициента корреляции ΔRmij значений m-го параметра i-го СЭО относительно остальных однотипных СЭО.
На фиг.2г представлена ситуация, когда значение m-го параметра одного из однотипных СЭО скачкообразно изменился и продолжает случайные колебания в пределах нормы без каких-либо тенденций к его дальнейшему изменению. Такое поведение параметра объекта может означать, например, несанкционированное подключение к линии какого-либо технического устройства, приводящего к скачкообразному однократному изменению параметра. Если при этом , то обнаружить указанную аномальность в рамках известного способа контроля оказывается невозможным. В данном случае подобная аномальность обнаруживается при . Чувствительность системы контроля к аномальным однократным ступенчатым скачкам определяется величиной , а оперативность их выявления - интервалом контроля Δtк. Своевременное обнаружение подобного признака может предотвратить несанкционированный доступ к защищаемым ресурсам МПО.
Возможность получения положительного эффекта при использовании предлагаемого способа была подтверждена сравнительным пошаговым моделированием и сравнением способа-прототипа и заявленного способа. Результаты сравнения представлены на фиг.3.
Методика пошагового моделирования заключалась в следующем. Задавался интервал времени Δtк между i-м и (i+1)-м циклами контроля состояния МПО. Для каждой из ситуаций, соответствующих изображенным на фиг.2б, 2в, 2г, выполнялись циклы контроля по способу-прототипу и по заявленному способу до тех пор, пока системой контроля не было выявлено недопустимое отклонение контролируемых параметров. Для ситуации, представленной на фиг.2б, способ-прототип и заявленный способ позволяют в равной степени обнаружить неисправность при достижении неравенства . На фиг.3 факт выявления недопустимых отклонений параметров обозначен знаком «+». Момент фиксации такого состояния МПО в приведенном примере соответствует времени tк3=3Δtк (см. фиг.2б, фиг.3). В ситуации, представленной на фиг.2в, заявленный способ позволяет обнаружить аномальное поведение параметра одного из однотипных СЭО уже на втором цикле контроля при достижении условия (см. на фиг.2в, момент времени ). В то же время при использовании способа-прототипа такая аномальность может быть обнаружена только на третьем цикле контроля в момент времени (см. фиг.2в), т.е. при выполнении условия . В ситуации, представленной на фиг.2г, способ-прототип не позволяет обнаружить неисправность i-го СЭО и состояние МПО ошибочно принимают исправным, а заявленный способ позволяет обнаружить неисправность при после второго цикла контроля (см. момент времени на фиг.2г, фиг.3).
Таким образом, в заявленном способе в течение 3-х циклов контроля выявлены все три вида отклонений контролируемого параметра, в то время как в способе - прототипе только два. Причем время обнаружения в способе-прототипе превышает время, затраченное на обнаружение аналогичных отклонений при использовании заявленного способа. Благодаря упреждающему обнаружению тенденции ухудшения условий функционирования МПО возможно своевременное устранение причины неисправности и повышение оперативности обнаружения и точности оценки состояния МПО, следовательно, оказывается возможным достижение указанного технического результата.
Claims (1)
- Способ контроля состояния многопараметрического объекта, заключающийся в том, что предварительно задают совокупность N≥2 контролируемых структурных элементов объекта и М≥N параметров, характеризующих их состояние, измеряют и запоминают измеренные контролируемые параметры структурных элементов многопараметрического объекта, определяют характеристики состояния многопараметрического объекта в процессе его функционирования, результаты которых документируют и принимают по ним решение о состоянии многопараметрического объекта, отличающийся тем, что дополнительно для N однотипных структурных элементов многопараметрического объекта предварительно задают стандартные значения их параметров Пcm, допустимые отклонения ΔПдоп, параметров от стандартных значений и предельно допустимые разности между максимальным и минимальным уровнями измеренного m-го параметра, где m=1,2,…,M, i-го и j-го однотипных структурных элементов, где i=1,2,…N, и j=1,2,…N, и i≠j, причем для определения характеристик состояния многопараметрического объекта, считывают ранее запомненные значения параметров и Пmi, сравнивают их между собой и вычисляют разность ΔПi, измеренных значений m-го параметра Пmi для всех N однотипных структурных элементов от его стандартного значения , считывают ранее запомненные экстремальные значения и , сравнивают их и по результатам сравнения определяют разности
ΔПmij между максимальным и минимальным уровнями измеренных значений m-го параметра, сравнивают вычисленные характеристики ΔПmi и ΔПmij с предварительно заданными их значениями и , а после документирования измеренных параметров и вычисленных характеристик состояние многопараметрического объекта принимают как нормальное при и и повторяют цикл измерений параметров, а при и/или состояние объекта характеризуют как ненормальное и дополнительно документируют информацию о параметрах и характеристиках i-го структурного элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112186/09A RU2373650C2 (ru) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Способ контроля состояния многопараметрического объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112186/09A RU2373650C2 (ru) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Способ контроля состояния многопараметрического объекта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007112186A RU2007112186A (ru) | 2008-10-10 |
RU2373650C2 true RU2373650C2 (ru) | 2009-11-20 |
Family
ID=39927418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007112186/09A RU2373650C2 (ru) | 2007-04-02 | 2007-04-02 | Способ контроля состояния многопараметрического объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2373650C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718152C1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-03-30 | Елена Валерьевна Вершенник | Способ определения оптимальной периодичности контроля состояния сложного объекта |
RU2764389C1 (ru) * | 2021-04-06 | 2022-01-17 | Юрий Иванович Стародубцев | Способ контроля многопараметрического объекта |
-
2007
- 2007-04-02 RU RU2007112186/09A patent/RU2373650C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2718152C1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-03-30 | Елена Валерьевна Вершенник | Способ определения оптимальной периодичности контроля состояния сложного объекта |
RU2764389C1 (ru) * | 2021-04-06 | 2022-01-17 | Юрий Иванович Стародубцев | Способ контроля многопараметрического объекта |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007112186A (ru) | 2008-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2015292882B2 (en) | Weighing scale diagnostics method | |
CN105247379B (zh) | 用于不间断电源电池监测和数据分析的***和方法 | |
CN113191074A (zh) | 一种用于数据中心的机房供电参数检测方法 | |
RU2364926C2 (ru) | Способ контроля состояния многопараметрического объекта | |
CN114492629A (zh) | 异常检测方法、装置、电子设备及存储介质 | |
CN117590159A (zh) | 一种基于深度学习的隧道电缆供电状态监测方法及*** | |
RU2373650C2 (ru) | Способ контроля состояния многопараметрического объекта | |
CN114019422A (zh) | 基于ATT-BiLSTM的变压器故障监测*** | |
JP2002214185A (ja) | センサ異常の検出方法及び検出装置 | |
RU2702293C1 (ru) | Обнаружение отказа датчика температуры в турбинных системах | |
CN113222531A (zh) | 数据存储及监控方法、***、计算机设备和存储介质 | |
KR20220132824A (ko) | 배전설비 상태 이상 개소 감시 시스템 및 방법 | |
US7676769B2 (en) | Adaptive threshold wafer testing device and method thereof | |
US6154682A (en) | Self-checking circuit in microwave equipment | |
CN111562037A (zh) | 一种温度表的故障检测方法及装置 | |
RU2694158C1 (ru) | Способ многоуровневого комплексного контроля технического состояния радиоэлектронных систем | |
US11921147B2 (en) | Detection of loss of neutral or phase | |
CN112485720A (zh) | 一种电缆绝缘缺陷检测方法及装置 | |
US11676477B2 (en) | Fire alarm system | |
JP5018474B2 (ja) | 半導体デバイス試験装置及び半導体デバイス試験方法 | |
CN106979794B (zh) | 传感器测试方法及装置 | |
CN117213546A (zh) | 一种传感器数据检测方法 | |
CN115524547A (zh) | 一种电解电容器的监测方法及装置 | |
CN116298848A (zh) | 一种光耦的预期寿命评估方法、装置及介质 | |
CN115898849A (zh) | 一种泵机组运行故障判断与响应方法、***和存储介质 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091020 |