|
ГЛАВА 2. МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОМПЛЕКСНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ, ОСНОВАННЫЙ НА КОНТРОЛЕ ОТКЛОНЕНИЙ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ОТ НОРМЫ И МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОВНЯ ИЗМЕНЕНИЯ ИХ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ. 2.1. Метод безэталонного оценивания значений параметров безопасной эксплуатации зданий и сооружений Предлагается новый метод безэталонного оценивания значений параметров безопасной работы зданий и сооружений, требующий вместо процедуры сравнения объекта с эталоном упорядочивания выборки из множества объектов. При этом предполагается, что на основании базы данных информационно-измерительной системы можно построить законы распределения анализируемых параметров. Отметим некоторые свойства порядковых статистик, используемых в дальнейших построениях. Пусть функция распределения F(x) рассматриваемой генеральной совокупности непрерывна почти всюду. Элементы выборки из этой генеральной совокупности хл,хг,...,хп получены как последовательные значения измеряемого временного ряда какого-либо параметра. Изменив исходное расположение этих элементов в соответствии с их возрастанием (или убыванием), получим ряд: хг < х2 < ••• < хп В таком случае элементы xtпредставляют собой /-ю порядковую статистику в выборке объема п из генеральной совокупности. При подобном подходе генеральная совокупность представляет собой комплекс случайных величин. При использовании порядковых статистик для обработки данных нет необходимости построения динамофаммы в ее стандартном виде в виде замкнутой кривой. Данные представляют собой временные рады данных {*;} 52 |
80 Иллюстрацией этого утверждения служат рис.2.17...2.18, полученные с использованием ИИС «СКАТ-95», позволяющей строить динамограммы с частотой однократно в 1 час. Анализ представленных рисунков свидетельствует о том, что даже при нормальной эксплуатации насосно-силового оборудования вариабельность динамограмм, даже в течение столь короткого времени весьма велика. Эти свойства динамограмм крайне затрудняют использование существующих методов диагностирования неполадок в работе насосов. В связи с этим представляется актуальной задача разработки помехоустойчивых методов обработки данных динамометрирования скважин, позволяющих повысить достоверность диагностирования изменения уровня технического состояния оборудования нефтяных промыслов. Рассмотрим один из возможных подходов к решению поставленной задачи, основанный на использовании методов теории порядковых статистик. Выбор такого подхода к решению поставленной задачи объясняется тем, что вследствие высокой вариабельности параметров при обработке динамограмм, в большинстве случаев отсутствуют эталонные динамограммы, с которыми необходимо проводить сравнение для получения каких-либо выводов о техническом состоянии ШГН. Нами предлагается новый метод безэталонного оценивания значений параметров работы ШГН, требующий вместо процедуры сравнения объекта с эталоном упорядочивания выборки из множества объектов. При этом предполагается, что на основании базы данных ИИС можно построить законы распределения анализируемых параметров. Отметим некоторые свойства порядковых статистик, используемых нами в дальнейших построениях. Пусть функция распределения F(x) рассматриваемой генеральной совокупности (параметры динамограммы) непрерывна почти всюду. Элементы выборки из этой генеральной совокупности хь х2...хп получены как последова 82 тельные значения измеряемого временного ряда какого-либо параметра. Изменив исходное расположение этих элементов в соответствии с их возрастанием (или убыванием), мы получим ряд: Хо,<х,2)<... <Х(П). В таком случае в соответствии с определением [52] элементы x(i) представляют собой i-ю порядковую статистику в выборке объема п из генеральной совокупности. При подобном подходе генеральная совокупность представляет собой комплекс случайных величин х<{). При использовании порядковых статистик для обработки динамограмм нет необходимости построения динамограммы в ее стандартном виде в виде замкнутой кривой. В нашем случае динамограммы представляют собой временные ряды данных {Х(,-)}, по своей сути аналогичные осциллограммам. На практике ранговые порядковые статистики могут быть вычислены по любым временным рядам, имеющим характерное положение экстремума. С учетом случайной составляющей измеренных значений нагрузок зависимость нагрузки в точке подвеса колонны штанг от времени можно представить в виде: F(t) = 0(t) + $(t), (2.6) где Fусилие в точке подвеса штанг в момент времени t; 0функция, описывающая изменение нагрузки во времени; ^ф-шумовая составляющая измерения, имеющая в общем случае произвольное распределение. Использование теории рангов для распознавания изменения в динамограммах удобно тем, что такой подход позволяет избежать трудностей, связанных с построением объективной шкалы абсолютных значений нагрузок, так как этот параметр является существенно вариабельным. В дальнейших построениях под рангом измерения будем понимать номер R(Fj), который приобретает это измерение в упорядоченном по возрастанию ряду значений Fj, при k |