автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.14, диссертация на тему:Разработка алгоритмов и средств автоматического запуска цифровой регистрации скоротечных аварийных процессов

г-г г, о л

1 И'О Л '»937

на правах рукописи

Вахрушев Владимир Иванович

удк 621.317.75: 681.3

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И СРКДСТВ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАПУСКА ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРАЦИИ СКОРОТЕЧНЫХ АВАРИЙНЫХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05.13.14 - Системы обработки информации и управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск 1997

Работа выполнена в Физико-техническом институте УрО РАН,

г. Ижевск.

Научный руководитель - доктор технических наук,

старший научный сотрудник В. А. Алексеев

Научный консультант - доктор химических наук

Л. Л. Макарова

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор В. А. Котляревский

Ведущая организация - 15ЦНИИ им. Д. М. Карбышева,

(Московская обл., п. Нахабино-2)

Защита состоится "ЗР " июня 1997 г. в /У — часов на заседании диссертационного совета К 064.35.02 в Ижевском государственном техническом университете по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7, ИжГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИжГТУ.

Автореферат разослан " 2 3 " ы а а 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Ю. В. Веркиенко

к.т.н.

В.Н.Сяктерев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. Проблема защиты населения, окружающей среды и материальных ценностей общества от промышленных аварий, катастроф и возникающих в этой связи чрезвычайных ситуаций (ЧС), яв-пяясь одной из важных составляющих национальной безопасности России, требует решения множества научно-технических задач, среди которых: изучение процессов, возникающих при авариях, катастрофах и эпасных природных явлениях, путем их натурного моделирования в цепях принятия организационных и инженерных решений при строительстве и эксплуатации хозяйственных объектов, снижающих опасность /щерба; непрерывное наблюдение и контроль объектов потенциальной опасности с целью прогнозирования, предупреждения и ликвидации тоследсгвий ЧС.

При решении названных задач возникает необходимость обнаружения и регистрации процессов импульсного характера: аварийных взры-юв, выбросов токсичных и радиоактивных продуктов в условиях длительного наблюдения. В натурных экспериментах по изучению скоротечных аварийных процессов, таких как взрывы и их воздействия на >азличные объекты, регистрация процессов является первичной зада-!ей и осуществляется с помощью регистрирующих средств измерений ;РСИ). Пространственная масштабность, уникальность таких экспери-¡ентов требуют большого числа измерительных каналов (более 100), [то делает неэффективным применение кабельных линий, в том числе шний синхронизации в виду их большого объема (несколько километров) . а, следовательно, высокой стоимости и трудоемкости проклад-:и. Применение автосинхронизации запуска режима регистрации РСИ тюсительно исследуемого процесса в условиях длительного наблюде-ия и наличия помех ставит задачу надежного обнаружения процесса.

Для систем контроля объектов необходимость регистрации опре-;еляется тем, что для адекватного реагирования в скоротечных ЧС ребуется знание динамики аварийных процессов. При этом условия аблюдения аналогичны описанным.

Современный подход к построению многоканальных измерительных истем - применение пространственно рассредоточенных малоканальных икропроце с сорных РСИ. При этом существующие средства в указанных словиях не обеспечивают необходимой помехоустойчивости автомати-еского запуска, поскольку условие длительности наблюдения процес-ов наряду с жесткими условиями воздействия наблюдаемых процессов

приводит к увеличению вероятности появления помех и сбоя этих средств. В то же время наличие значительных вычислительных ресурсов в таких средствах, предназначенных для обработки зарегистрированной информации, но слабо используемых в режиме регистрации, ставит задачу использования этих ресурсов для обеспечения надежного автоматического запуска регистрации.

Таким образом, актуальной является задача совершенствования способов автоматического запуска регистрации процессов импульсного характера в условиях длительного наблюдения.

Целью работы является совершенствование цифровых автономных средств регистрации процессов импульсного характера для условий длительного наблюдения: разработка и апробация алгоритмов автоматического запуска по обнаружению признаков процесса, структурь: средств и систем на их основе.

Основные задачи поставленные для достижения этой цели:

- анализ средств измерительной регистрации процессов импульсного характера и способов их синхронизации в условиях длительного наблюдения;

- анализ и выбор подходов к описанию формы импульсных сигналов для задания признаков процессов импульсного характера, разработка аппарата задания признаков на базе априорных данных;

- разработка алгоритмов автоматического запуска регистрацш процессов импульсного характера по обнаружению полезного измерительного сигнала;

- анализ и разработка структуры микропроцессорных регистраторов формы импульсных сигналов с автозапуском по обнаружению полезного измерительного сигнала.

- реализация микропроцессорных регистраторов формы сигналов < автоматическим запуском, систем на их основе и экспериментальна: оценка их работоспособности в условиях натурного моделирования 1 наблюдения аварийных процессов импульсного характера.

Методы исследования. Решение поставленных задач базировалос] на применении методов теории распознавания образов, теории обнару жения, цифровой обработки сигналов, методов натурных испытаний методов моделирования цифровых устройств при экспериментально! проверке результатов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Выявлены подходы к описанию формы импульсных сигналов, ко торые могут быть использованы для задания и обнаружения признако

1роцессов импульсного характера - это: описание через локальные и интегральные характеристики, структурное описание, описание через 7риведение к эталонным формам.

2. Впервые разработаны алгоритмы автоматического запуска регистрации процессов импульсного характера по обнаружению признаков троцессов в измерительных сигналах с использованием описания формы :игналов: через интегральную сумму отсчетов сигнала, через матрицу )тношений отсчетов сигнала, через допустимые преобразования формы :игнала в эталонную форму.

3. Предложена методика автоматизированного задания признаков фоцессов импульсного характера из априорных данных через описание юрмы сигналов, а на базе этой методики - структура системы подготовки автоматического запуска регистрации процессов импульсного :арактера.

4. Исходя из задачи реализации автоматического запуска пред-южены структуры цифровых регистраторов формы импульсных сигналов (ля реализации разработанных алгоримов автозапуска и изучены их :войства при регистрации процессов импульсного характера на дли-'ельном интервале наблюдения.

Практическая ценность. Сформулированы и обоснованы функцио-:альные и технические требования к цифровым регистрирующим средс-'вам измерений с автоматическим запуском для регистрации аварийных |роцессов импульсного характера в условиях длительного наблюдения.

Разработаны и созданы образцы автономных цифровых микропро-,еесорных регистраторов с программной реализацией автоматического апуска, в которых реализованы предложенные алгоритмы. На базе тих регистраторов построены системы для регистрации процессов им-ульсного характера при испытаниях конструкций и сооружений на дарные воздействия.

Разработаны регистрирующие измерители концентрации токсичных оставляющих в газовой среде с автоматическим обнаружением и ре-истрацией аварийных ситуаций. На основе регистрирующих измерите-ей концентрации газов построена система непрерывного контроля оздушной среды на выброс токсичных газов.

Внедрение результатов работы. Система сбора измерительной ин-ормации на базе разработанных регистраторов с автозапуском по об-аружению сигналов внедрена в ЦНИИ им.Д.М.Карбышева Минобороны РФ, де использована при проведении измерений параметров воздушной дарной волны в экспериментах по исследованию аварийных взрывов.

две системы переданы в организации Минобороны РФ, занимающиеся испытаниями объектов на ударные воздействия. Регистрирующие измерители концентрации газов установлены на промышленном предприятии АО "Ижмолоко"

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Алгоритмы автоматического запуска регистрации процессов импульсного характера по обнаружению признаков процессов в измерительных сигналах.

2. Методика и структура системы автоматизированного задания признаков процессов импульсного характера из априорных данных через описание формы сигналов.

3. Комплекс аппаратно-программных регистрирующих средств измерений с автоматическим запуском регистрации от измерительных сигналов и с интерактивным заданием параметров для автозапуска.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзной конференции "Тензометрия-89" (Свердловск, 1989), на 4-м Всесоюзном координационном совещании по автоматизации проектно-конструкторских работ в машиностроении (Минск, 1989), на 2-ой конференции молодых ученых ФТИ УрО АН СССР (Ижевск, 1990), на зональной научно-технической конференции "Датчики и средства первичной обработки информации" (Курган, 1990), на 8-м Международном симпозиуме по проблемам модульных информационно-вычислительных систем и сетей (Дубна, 1991), на 9-ой Международной школе-семинаре "Расчет и управление надежностью больших механических систем" (Геленджик, 1992), на 8-й конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (Гурзуф, 1996г.), на семинарах Физико-технического института УрО РАН (Ижевск).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей, 7 тезисов докладов. Результаты отражены также в 11 отчетах по НИР.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (123 наименования), 4 приложений. Диссертация изложена на 137 машинописных листах основного текста, содержит 31 рисунок, 4таблицы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во ввведении кратко охарактеризованы проблемы, возникающие |ри наблюдении и изучении скоротечных аварийных процессов в целях ¡ащиты от чрезвычайных ситуаций, обоснована актуальность темы, ¡формулированы цель работы и основные положения, выносимые на за-;иту.

Первая глава посвящена анализу технической проблемы обеспече-1ИЯ автоматического запуска цифровых регистрирующих средств изме->ений, предназначенных для регистрации процессов импульсного ха->актера в условиях длительного наблюдения и постановке научно-тех-ических задач для решения этой проблемы.

Условия, существующие в указанной предметной области - при [аблюдении и натурном моделировании аварийных процессов, определена следующим образом: длительность наблюдения (Тн) - от часов до юсяцев. длительность процесса (Тп) - от миллисекунд до минут при «отношении Тн/Тп>104; случайный характер момента реализации провеса на интервале наблюдения; обеспечение достаточного соотноше-[ия сигнал/шум для игнорирования шумовой составляющей; импульсный ;арактер помех; наличие априорной информации о процессе.

Заданные условия отрицают применение известных способов внешен и внутренней временной синхронизации, ограничивают применение звестных критерией автоматического запуска и требуют применения :омехоустойчивых критериев. Таким критерием является обнаружение :остоверных признаков процесса. Для одноканального варианта ре-истрирующего средства, рассмотренного в работе, обнаружение приз-аков процесса сводится к обнаружению полезного измерительного игнала при выполнении измерительной процедуры, характеризуемой екоторой амплитудно-временной неопределенностью полезных сигна-ов, размер которой определяется объемом априорной информации.

С целью детализации требований к РСИ рассмотрены предметные бласти, в рамках которых проводились исследования, - это: испыта-ия техники и сооружений на стойкость к ударным воздействиям и онтроль атмосферы на выброс токсичных газов. Указан состав редств, обеспечивающих наблюдение процессов импульсного характера помощью РСИ. Автоматический запуск по обнаружению сигнала опре-елен, как один из аспектов необходимой автономности РСИ, обеспе-ивающей автоматическую регистрацию процессов. Наряду с автоном-остью выдвигается требование работы РСИ в составе системы. При

этом автозапуск выступает в роли функции, связывающей эти противоположные требования путем настройки на основе априорной информации исходя из системных задач.

Далее рассмотрены существующие типы РСИ с целью анализа их применимости в указанных условиях и основные особенности современных цифровых средств измерений (ЦСИ). Выделен класс системных ЦСИ, наиболее удовлетворяющих требованиям функциональной автономности и возможности работы в составе систем. Указаны средства программирования цифровых РСИ, которые разделены на конструкторские и пользовательские. Выделена структура цифрового регистратора с программно-адаптивным управлением в реальном времени, наиболее подходящая для реализации автоматического запуска по обнаружению сигнала.

В итоге задача автозапуска РСИ по обнаружению признаков процесса при наличии импульсных помех определена как двухальтернатив-ное распознавание, где один класс - полезный сигнал, а второй -импульсные помехи. Предложена последовательность процедур подготовки и реализации автозапуска РСИ - это: выбор признаков, формирование эталонного описания, собственно автозапуск. Определены задачи построения системы подготовки и выполнения автозапуска по обнаружению сигнала, как кибернетической системы, содержащей некоторые информационные, алгоритмические и технические средства, реализация которых является актуальной научно-технической задачей.

Вторая глава посвящена рассмотрению принципов реализации автозапуска по обнаружению полезного измерительного сигнала.

Построение информационной части системы подготовки и выполнения автозапуска начато с выбора форм представления априорной информации о процессах импульсного характера и ряда базовых понята! и подходов, принятых для описания импульсных сигналов в различны; технических областях. Выделены три формы представления априорно! информации: модельное описание сигналов, отражающих процесс; набо] ранее полученных сигнальных реализаций; слабо формализованное словесное описание процесса. Для описания процессов импульсного характера преимущественно применяются детерминированные функции времени, а признаки процесса выражаются через характеристики форм измерительных сигналов. В качестве базовых приняты три подхода ] описанию формы сигналов: описание с помощью отдельных локальных 1 интегральных характеристик; структурный подход, когда выделяютс: характерные участки сигнала, например, соответствующие фазам про

десса, и определяются их относительные характеристики; описание с томощью приведения к эталонным формам, в качестве которых используются формы простых функциональных зависимостей. В рамках указании подходов предложены методика формирования эталонного описания толезного сигнала и алгоритмы обнаружения полезного сигнала, которые составляют алгоритмическую часть системы.

Задача формирования эталонного описания полезного сигнала сформулирована, как приведение априорной информации, представлен-юй в указанных выше формах, к. виду, определяемому выделенными тодходами к описанию формы сигнала. Процедура формирования эталон-юго описания для алгоритмов, рассмотренных далее, сводится: к не-тосредственному заданию параметров сигнала; к формированию структурного описания в виде последовательности признаков на точной или /словной временной оси; к формированию эталонной реализации сигнала, и заданию ее допустимых преобразований.

Далее представлены алгоритмы алгоритмы обнаружения полезного сигнала, предлагаемые для автозапуска с учетом особенностей их 1рименения в задаче регистрации процессов импульсного характера, в 1астности, воздушной ударной волны.

Первая группа алгоритмов использует интегральные суммы одно-юлярных отсчетов сигнала и их знаков при дискретном представлена, которые выражают импульс однополярной волны и ее длительность:

Si = KllS1.1 * AiM^ при S0 = 0, (1)

Zj = XitZi.i + Xi >IA при Z0 = 0, (2)

7?e Xi = sign A1 - признак полярности отсчетов.

Через вычисление этих характеристик определяются следующие цзизнаки сигнала:

- наличие положительной волны, импульс или длительность кото-юй больше эталонных значений, что выражается условиями:

Si > 1Э. Zi > пэ (3)

■■де 1э= пР - эталон полезного сигнала, требующий априорного зада-шя двух параметров: п - ширина окна анализа сигнала; Р - параметр, который определяет значение импульса волны при заданном п; 1Э - эталонная длительность волны.

- наличие двух смежных разнополярных волн сигнала, импульсы соторых больше эталонных, что выражается совместным выполнением

1С

условий:

Si > I, и ISjl > I8.. (4)

где Sj и Sj - суммы отсчетов положительной и отрицательной волн, 1Э= пР и 1э_= шР_ - импульсы положительной и отрицательной воли эталонного сигнала {рис.1).

В рамках структурного подхода предложен алгоритм, основанные на вычислении корреляции относительных описаний формы сигнала v эталона через матрицы отношений.

Фрагмент сигнала в виде последовательности отсчетов или некоторых характеристик, например, экстремальных значений представляется в виде решетчатой функции Pf={A{t1)}, i=l,2,----п. На множестве составляющих РФ строится матрица, отражающая некоторые отношения между парами составляющих РФ в виде [R]=[rld], дш

i,jE{l,2,____n}, i<j, где ru - отношение между А(tt) и A(t3),

например, отношение эквивалентности или порядка (рис.2).

Эталон представляется матрицей отношений [R3] эталонной Pi или отдельных элементов матрицы, представляющих гомоморфное относительное описание. Ширина класса сигналов, определяемая такш эталоном регулируется количеством используемых элементов матриц! отношений. Опознавание сигнала производится путем поэлементной сравнения формируемого в реальном времени относительного описани! сигнала с эталонным относительным описанием в корреляторе двоичны; последовательностей, в результате которого формируется управляюир сигнал.

В рамках подхода приведения к эталонным формам предложен алгоритм на базе метода допустимых преобразований, который заключа1 ется в определении возможности преобразования сигнальной реализа' ции A(t) в эталонную Аэ(t) и определении параметров такого преоб разования. Использованы линейные преобразования сжатия-растяжени: по амплитуде и времени, которые характеризуются постоянными значе ниями параметров преобразования а и Ь: A(t) = aA3(bt3).

Решение задачи поиска подобия сигнала и эталона при дискрет ном представлении имеет следующий вид. Для каждой точки эталон Ро1 (i=l,2,...,п0) определяются параметры преобразования в кажду точку сигнала Ps j (j=l,2,..,n): au=ASJ/A0l. b13=ts;J/t0l (рис.3) Распределение полученных значений выражается через двумерную плот ность вероятности рг(а,b), а принятие параметрами а, Ь значений интервалах k, 1 (kq<a<(k+l)q, ls<b<(1+1)s) вероятностью:

Рис.1. Параметры эталонной формы для алгоритма на базе вычисления импульсов волн.

Рис.2. Параметры эталонной формы в виде матрицы отношений отсчетов сигнала.

Рис.3. Параметры эталонной формы и сигнала для вычисления линейных преобразований.

(к + 1(2 + 2 >в Р(к, 1) = / / р2(а,Ь)<1а(1Ь, (5)

к<1 1 з

Производится отыскание моды распределения, сопоставление его с эталонным значением, в результате чего формируется решение. Предложен алгоритм ускоренного расчета при ограничении ряда допустимых отношений

В третьей главе рассмотрены вопросы технической реализации регистрирующих средств измерений с автозапуском по обнаружению полезного сигнала и структура программных средств подготовки автозапуска.

Для реализации автономного цифрового РСИ в качестве базовой принята структура, представленная на рис.4, для которой приведен перечень функций блока БУОИ, необходимых при наблюдении процессов импульсного характера, и детализировано их содержание. Проанализированы свойства однокристальных процессоров для реализации этих функций, в том числе предложенных алгоритмов автозапуска. Предложены варианты реализации базовой структуры регистратора, которые отличаются способами взаимного сопряжения трех основных функциональных узлов: АЦП, ЗУ и микропроцессора (МП) в качестве блока БУОИ. Это следующие структуры (рис.4): с трансляцией регистрируемых данных через МП, через последовательную или параллельную группу МП (связи 1 и 2 без коммутатора); с прямой передачей данных из АЦП в ЗУ с МП в роли "наблюдателя" и "наблюдателя" с буферным ЗУ (связи 2 и 3 с коммутатором). Произведена оценка предложенных структур при реализации на базе микропроцессорных интерфейсов. В качестве критериев оценки приняты характеристики, которые определяют влияние способов сопряжения АЦП, МП, ЗУ на скорость регистрации сигнала и скорость обработки сигнала при заданных значениях параметроЕ быстродействия этих узлов, - это: "интерфейсное" время регистрации, равное времени доступа АЦП к ЗУ в заданной структуре; "интерфейсное" время обработки одного отсчета сигнала равное сумме време! доступа МП к ЗУ и затрат МП на обеспечение доступа от АЦП к ЗУ.

Далее рассмотрена структура средств, реализующих функцию подготовки автозапуска по обнаружению полезного сигнала, которая оп ределена, как одна из множества функций поддержки микропроцессор ных регистраторов, повышающих эффективность их применения. Таки средства предлагается выполнить в виде диалоговой программной сис темы (рис.5), с помощью которой человек-оператор должен формализо

Рис.4. Базовая структура регистратора: БАОС - блок аналоговой обработки сигнала, АЦП - аналого-цифровой пеобразователь, БУОИ - блок управления и обработки информации, ЗУ - запоминающее устройство, К - коммутатор, БИ - блок интерфейсный.

Области исследований

испытания техники на удар.воздействие

контсоль газовых сред на выбросы

0Р2

Выделение признаков из первичной информации

11 Банк первичной априорной информации

П. 1 11.2 11.3

модельное сигнальные словесные

описание реализации понятия

ОРО.1 Операции над первичной информацией

Г1

0Р1.1 0Р1.2 0Р1.3 ¡...

0Р1 Формирование графического образа

12 Банк элементов-признаков и их отношений

12.1 12.2 12.3

параметри- на базе допустимые

ческие относит. преобра-

признаки описаний зования

ОРО Операции редак тирования

0Р1.2 Операции над признаками

ОРЗ. 1 ОРЗ.2 ОРЗ.З

ОРЗ Формирование эталонных описаний

13.1 13. 2 13.3

13 Банк эталонных описаний

0Р1.3 Операции над эталонами

Рис.5. Структура системы подготовки автозапуска.

вать через описание класса полезных сигналов собственные и ранее формализованные знания, представленные базой данных, посредством предлагаемого набора функций обработки этих знаний.

Система содержит информационную (I) и операционную (ОР) части. Информационная часть формируется для определенных технических областей. Операционная часть может быть реализована в райках известных программных пакетов обработки сигналов, ставя новую цель обработки в виде получения эталонных описаний класса полезных сигналов.

В четвертой главе представлено описание методики и результатов экспериментальной оценки эффективности применения измерительных регистраторов сигналов с автозапуском по обнаружению признаков процесса, которая проводилась путем апробации разработанных и изготовленных регистраторов в условиях экспериментов по натурному моделированию аварийных взрывов взрывчатых веществ (ВВ) и в системе непрерьюного контроля атмосферы на присутствие токсичных газов.

Эксперименты по натурному моделированию взрывов проведены на одном из полигонов по испытанию военной техники и сооружений Минобороны РФ и заключались в измерении давления воздушной ударной волны (ВУВ) при подрыве активного заряда ВВ массой до 4 тонн и установлении факта детонации пассивного заряда, отделенного от активного экраном. Условия проведения соответствовали описанным в главе 1 и требовали автоматической синхронизации регистрирующих средств. Для измерения давления наряду со штатной аппаратурой использованы регистраторы МАРС в комплекте с датчиками двух типов. Е регистраторе МАРС реализован алгоритм автозапуска на базе вычисления интегральных суш отсчетов, предложенный в главе 2 и вариант структуры с трансляцией данных через процессор, рассмотренный е главе 3. Настройка регистраторов и обработка полученных данных I эксперименте проводилась с помощью программной системы поддержи регистраторов МАРС-П, в которой реализована часть структуры, описанной в главе 3.

В результате получены следующие оценки: результаты измерений, произведенных с помощью регистраторов МАРС, признаны достоверным! и использованы в качестве результатов экспериментов; использован' ный способ запуска по превышению заданной величины удельным им' пульсом волны сигнала признан физически и методически обоснованны) при регистрации воздушной ударной волны; выявлено преимущество ре

истраторов МАРС по сравнению с другой использованной аппаратурой возможности настройки на конкретный эксперимент автозапуска на снове априорных данных и в большей надежности автозапуска в усло-иях импульсных помех по сравнению со штатной аппаратурой.

Далее приведены результаты апробации регистраторов с автоза-уском по обнаружению признаков аварийного процесса в составе Ав-оматизированной Системы Контроля Аммиака в атмосфере (АСКА). Ба-овым элементом системы является разработанный регистрирующий из-еритель концентрации аммиака (РЕСАМ), в котором реализован алго-итм обнаружения аварийного процесса по оценке скорости изменения онцентрации и превышения пороговой величины интегральной суммы тсчетов сигнала на определенном интервале. Апробация произведена реальных условиях промышленного предприятия, где аммиак является ехнологическим компонентом. Эффективность оценена при имитации течек, аварийных выбросов аммиака в атмосферу и создания помех в иде электромагнитных импульсных наводок. При имитации выброса ре-истратор переходил в режим ускоренной регистрации, что позволяло афиксировать скоротечный процесс распространения газа. При этом роизведена оценка времени реакции на аварийную ситуацию и пра-ильности принятия решений по ее ликвидации на основе зарегистри-ованных данных, которая подтвердила эффективность применения раз-аботанных регистраторов в данной области.

В приложении 1 приведено описание структуры технических и рограммных средств измерительного комплекса для регистрации удар-ых процессов на базе разработанных автономных регистраторов сиг-алов МАРС и БАРС и приведены основные технические характеристики егистраторов.

В приложении 2 приведено описание структуры автоматизирован-ой системы контроля на выброс аммиака в атмосферу (АСКА) на базе азработанного регистратора-сигнализатора аммиака (РЕСАМ) и техни-еские характеристики этого регистратора.

В приложении 3 представлен иллюстративный материал, отражаю-ий внешний вид разработанных регистраторов и условия апробации.

В приложении 4 представлены документы, подтверждающие внедре-ие результатов работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. В результате анализа условий наблюдения скоротечных аварийных процессов импульсного характера и существующих типов регистрирующих средств измерений установлено: а) для регистрации таких процессов требуется автономность регистрирующих средств, включая автоматическую синхронизацию относительно процесса - автозапуск, б) помехоустойчивость автозапуска может быть обеспечена применением методов обнаружения признаков процесса в измерительно] сигнале.

2. В результате анализа способов описания импульсных сигнало: выявлены подходы к описанию формы сигналов, которые могут быть ис пользованы для задания признаков процессов импульсного характера описание через локальные и интегральные характеристики, структур ное описание, приведение к эталонным формам.

3. Предложена процедура подготовки автозапуска, которая зак лючается в приведении априорной информации о процессах импульсног характера, представленной в виде модельных описаний, сигнальны реализаций и словесных понятий, к описанию формы сигналов в рамка указанных подходов. Разработана структура программной системы, ре ализующей процедуру подготовки автозапуска.

4. Разработаны алгоритмы автозапуска в рамках указанных под ходов: на базе вычисления интегральных сумм отсчетов сигнала, н базе вычисления корреляции относительных описаний сигнала и этало на, на базе вычисления линейных допустимых преобразований сигнал и эталона.

5. Для реализации разработанных алгоритмов автозапуска проиэ веден выбор структур процессорных регистраторов формы импульснь сигналов, которые подразделены на две группы: 1-е трансляцией,

- без трансляции потока регистрируемых данных через процессо{ Предложены критерии оценки структур по скорости регистрации и скс роста обработки сигнала для выбора конкретных решений.

6. Разработаны регистраторы формы импульсных сигналов с авте запуском по обнаружению полезного сигнала и системы на их основе которые внедрены в ряде организаций, занимающиеся испытаниями те> ники и сооружений на ударные воздействия.

7. Проведена апробация разработанных регистраторов в условш экспериментов по моделированию аварийных взрывных процессов контроля воздуха на вредные выбросы, в результате которой получе! оценки эффективности их применения, подтвердившие целесообразное' и эффективность применения таких регистраторов в качестве регис рирующих средств измерения при наблюдении процесов импульсного х; рактера в условиях длительного наблюдения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ:

1. Алексеев В.А., Вахрушев В.И., Заболотских В.И. Микропро-jeссорный цифровой регистратор однократных импульсных сигналов.// Тезисы докладов 5-го Всесоюзного семинара "Автоматизация исследо-!аний в ядерной физике и смежных областях". Ташкент, "ФАН". 1988 \ С. 80-81.

2. Алексеев В.А., Вахрушев В.И., Заболотских В.И. Малогаба-)итный автономный регистратор сигналов "МАРС".// Фундаментальные 1ауки - народному хозяйству: сборник статей. М.: Наука, 1990г.,

622-623.

3. Алексеев В.А., Вахрушев В.И. Помехоустойчивая синхрониза-(ия микропроцессорных регистраторов импульсных процессов.// Сбор-гик трудов 8-го Международного симпозиума по проблемам модульных шформационно-вычислительных систем и сетей. М., АН СССР, 1992. 1.228-234.

4. Алексеев В.А.. Вахрушев В.И., Структура цифровых автоном-[ых средств регистрации мониторинговой информации при чрезвычайных :итуациях.// Приборы и системы управления. 1996. N6. С.19-22.

5. Аппаратура регистрации импульсных параметров машин./ ¡.А.Алексеев, В.И.Вахрушев, В.И.Заболотских и др.// Материалы 4-го ¡сесоюзного координационного совещания по автоматизации проект-ю-конструкторских работ в машиностроении. Часть 2. Минск, 1989.

57-66.

6. Бублиевский А.Г., Вахрушев В.И. Тензометрическая автоном-[ая аппаратура регистрации параметров удара.// Тезисы докладов ¡сесоюзной конференции "Тензометрия-89". Свердловск, 1989. :. 187-188.

7. Вахрушев В.И. Анализ структур микропроцессорных автономных рифровых регистраторов сигналов.// Тезисы докладов 2-ой конферен-[ии молодых ученых ФТИ УрО АН СССР. Ижевск, 1990. С.38.

8. Вахрушев В.И. Автономный микропроцессорный регистратор налоговых сигналов.// Тезисы докладов зональной научно-техничес-ой конференции "Датчики и средства первичной обработки информа-;ии." Курган, 1990. С. 42-43.

9. Вахрушев В.И., Заболотских В.И.. Останин И.Е. Структура втономных микропроцессорных регистраторов импульсных сигналов.// втоматизация физико-технических измерений: Сборник научн. трудов, вердловск: УрО АН СССР, 1991. С.138-148.

10. Вахрушев В.И., Заболотских В.И. Автоматизированная система мониторинга атмосферы на содержание аммиака.// Тезисы докладо! 8-ой Научно-технической конференции "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" М.: МГИЭМ, 1996. С.339-340.

11. Исследование цифровых способов регистрации параметра быстропротекающих процессов: Отчет по НИР./ В.А.Алексеев, В.И.Вахрушев, В.К.Заболотских и др.// ФТИ УрО РАН, Ижевск. 1992. Инв.1 408.- 97с.

12. Разработка принципов построения цифровых регистраторо1 параметров взрывных нагрузок, работающих в ждущем режиме: Отчет ш НИР./ В.А.Алексеев, В.И.Вахрушев, В.И.Заболотских и др.// ФТИ Ур< РАН. Ижевск. 1992. Инв.И 409. - 52с.

13. Исследование методов и средств обнаружения локализовании: взрывов на длительном интервале наблюдения: Отчет по НИР, В.А.Алексеев, В.И.Вахрушев, В.И.Заболотских и др.// Ижевск, ФТ] УрО РАН, 1993г. Инв.N 414.- 84с.

14. Исследование принципов создания измерительного управляю щего комплекса для испытаний объектов на воздействие пожара: Отче' по НИР / В.А.Алексеев, В.И.Вакрушев, В.И.Заболотских и др.// ФТ УрО РАН, Ижевск. 1995. Инв. N 435,- 54с.

15. Исследование принципов создания подвижного автоматизиро ванного измерительного комплекса давления, перегрузок и деформа ций: Отчет по. НИР/ В.А.Алексеев, В.И.Вахрушев, В.И.Заболотских др.// ФТИ УрО РАН, Ижевск. 1996. Hhb.N 436,- 46с.