Математическое и программное обеспечение
Функциональная модель программного обеспечения системы мониторинга
Разработка функциональной модели программного обеспечения системы мониторинга выполнена на основе системно-технологического подхода. В дальнейшем понятие ТО будем отождествлять с понятием прикладной задачи, в которой реализуется самостоятельный этап обработки данных (например, построение амплитудочастотных и фазочастотных характеристик данных измерений, вычисление динамических характеристик объекта по данным измерений, проверка гипотез и т.д.). Операции, не являющиеся технологическими, будем считать вспомогательными. К таким операциям следует отнести операции формирования служебной информации, регистрации сеансов измерений, обслуживания баз данных, отображения информации и т.д. Кроме того, в состав вспомогательных операций можно включить операции математических вычислений, которые не реализуют самостоятельно этап обработки данных. Под ТЦ будем понимать совокупность двух и более технологических операций, связанных между собой. ТП – совокупность технологических циклов, самостоятельных технологических и вспомогательных операций.
В соответствии с общей структурой программы мониторинга, предложенной выше, технологический процесс мониторинга может быть представлен в виде структуры, приведенной в таблице 1.
Таблица 1. Технологический процесс мониторинга (ТП)
| Технологические циклы (ТЦ) | Teхнологические операции (ТО) | Вспомогательные операции (ВО) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Оценки реализаций динамических характеристик объекта по данным измерений i-того этапа мониторинга в j -том периоде | 1.1 | Исключение составляющих вектора силы тяжести |
В.1 |
Формирование служебной информации (коды объекта, периода, этапа и др.) |
| 1.2 | Построение амплитудных и фазочастотных характеристик колебаний в точке установки прибора | ||||
| B.2 | Регистрация измерений | ||||
| 1.3 | Определение собственных частот колебаний объекта | В.3 | Обслуживание базы данных | ||
| 1.4 | Определение собственных форм колебаний объекта | ||||
| В.4 | Формирования и выдачи служебных и диагностических сообщений | ||||
| 1.5 | Определение динамических характеристик объекта (периодов колебаний на частотах собственных форм и декрементов затухания) | ||||
| В.5 | Формирование отчетов о результатах мониторинга | ||||
| 1.6 | Определение передаточных функций элементов объекта | В.6 | Отображения информации | ||
| 1.7 | Обобщение динамических характеристик колебаний по элементам и объекту в целом | ||||
| В.7 | Организация обмена данными СМИС объекта с ЕДДС | ||||
| 2 | Технологический цикл анализа текущих динамических характеристик объектов | 2.1 | Вычесление выборочных параметров распределения оценок динамических характеристик по результатам j-того периода | - | - |
| 2.2 | Проверка гипотезы о принадлежности реализаций оценок динамических характеристик, полученных в i-тых этапах, общей группе | - | - | ||
| 2.3 | Определение оценок текущих динамических характеристик объектов по результатам j-того периода | - | - | ||
| 2.4 | Определение оценок СКО текущих динамических характеристик объектов по результатам j-того периода | - | - | ||
| 3 | Технологический цикл прогнозирования динамических характеристик объекта | 3.1 | Синтез модели эволюционирования динамических характеристик объекта во времени по результатам j-тых периодов | - | - |
| 3.2 | Определение оценок прогноза динамических характеристик объекта на заданную дату | - | - | ||
| 3.3 | Определение ориентировочного интервала времени планирования мероприятий технического обслуживания или ремонта объекта | - | - | ||
Состав технологических операций определён в соответствии с номенклатурой критериев оценки технического состояния зданий и сооружений, рассмотренной в п. 2. Программная реализация ТП мониторинга выполнена в виде двух частей: оперативной и технологической.
При разработке алгоритмов реализации технологических операций обработки измерений на этапе мониторинга, рассмотренных в таблице 1, использовались следующие предположения и допущения:
-
Результатами измерений параметров продольных, поперечных и вертикальных колебаний объекта, зарегистрированных приборами, являются аддитивно связанные независимые колебания
, 
на частотах собственных форм
- Аддитивная сумма колебаний объекта на частотах собственных форм может быть представлена в виде ряда Фурье (или иной полиномиальной модели) с конечным числом слагаемых.
-
Погрешности измерений аддитивно связаны с измеряемой величиной и, в общем случае, имеют в своём составе медленноменяющиеся
и быстроменяющиеся 
, 
составляющие. Медленноменяющиеся – результаты дрейфа нуля акселерометров. -
Математические ожидания быстроменяющихся составляющих погрешностей измерений равны нулю
. Вид распределения и остальные числовые характеристики (например, 
) погрешностей измерений в общем случае неизвестны.
Некоторые рабочие окна технологического пакета представлены на рис. 1 – 3.
Рисунок 1
Рисунок 2
Рисунок 3
На рис. 1 представлено рабочее окно оператора, предназначенное для контроля результатов выполнения технологического цикла мониторинга на интересующем этапе. На рис. 2 – окно для детального анализа колебаний объекта в точке установки прибора. На рис. 3 – окно для графического анализа частот собственных колебаний объекта в точке установки прибора.