Флагманом в этом направлении является американская фирма National Instruments (г. Остин, Техас, США). в отделе механики горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Днепропетровск, Украина


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.

ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



148

УДК 519.688

Сергиенко В. Н.,
канд. техн. наук, ст. науч. сотр.,

Красовский И. С.,
магистр

(ИГТМ НАН Украины)

ОБ АВТОМАТИЗИРОВАННО
Й АДАПТИВНОЙ СТАТИСТ
ИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКЕ РЕЗУЛЬТАТО
В ИЗМЕРЕНИЙ


Сергієнко В. М.,
канд. техн. наук, ст.
наук. с івр.,

Красовський І. С.,
магістр

(ІГТМ НАН України)

ПРО АВТОМАТИЗОВАНУ АДАПТИВНУ СТАТИСТИЧНУ ОБРОБКУ

РЕЗУЛЬТАТІВ ВИМІРЮВАНЬ


Sergienko V. N.,
Ph.D. (Tech.), Senior Researcher,

Krasovskiy I. S.,
M.S.

(Tech.)

(IGTM NAS of Ukraine)

ABOUT THE AUTOMATE
D ADAPTIVE STATISTICAL PROCESSING
OF THE MEASURING RESULTS


Аннотация.

Объект исследований


автоматизированная ервичная статистическая о
б-
работка массива числовых данных не осредственно ри вы олнении измерений. Цель раб
о-
ты


разработка алгоритма для
микро роцессора с целью олучения значения информати
в-
ного араметра с заданной сте енью вариации ри о тимизации числа измерений.

Показано влияние основных факторов, о ределяющих разброс оказаний средств ко
н-
троля элементов геотехнических систем ри вы ол
нении измерений в массиве: собственная
огрешность средства измерения, субъективный фактор, ространственно
-
временная изме
н-
чивость объекта измерений. Отмечено ротиворечие между необходимостью овышения
достоверности измерений и снижением трудозатрат ри и
х вы олнении. Один из утей его
разрешения


вы олнение ервичной статистическ
ой обработки не осредственно на

месте
вы олнения измерений. Разработан алгоритм, редусматривающий
ис ользование микр
о-
роцессора.
Его особенностями является гибкое рограммирован
ие значений араметров о
б-
работки с омощью внешнего ком ьютера индивидуально для каждой вы олняемой работы.
При заданных требованиях к достоверности осуществляется автоматическая отбраковка
аномальных значений и о ределение необходимого числа измерений в ц
икле. По окончанию
цикла результаты заносятся в амять, а их конечную обработку снова осуществляют на
внешнем ком ьютере.

Ключевые слова:
вариация значений араметра,

статистическая обработка
,
микро р
о-
цессор,

средство измерений, достоверность результатов
.


Вы олнение измерений в шахтных условиях имеет свою с ецифику. Одной
из особенностей является значительная вариация значений регистрируемого
информативного араметра. К основным ричинам относятся: собственная
о-
грешность средства измерения, субъективный
фактор, ространственно
-
временная изменчивость объекта измерений.


Практически во всех измерительных средствах ервичный реобразователь

_____________________________________________________________
___________________

© В.Н. Сергиенко, И.С. Красовский, 201
5


ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



149

реобразует интересующую нас физическую величину в электрический сигнал,
для о ределения араметров которого в настоящее время имеется достаточно
широкая гамма функционально законченных устройств с высокими метролог
и-
ческими характеристиками. Собственная
относительная огрешность средств
колеблется в ределах от десятых долей роцента до нескольких роцентов и
вносит в вариацию оказаний наименьший вклад.

Субъективный фактор ри вы олнении измерений о ределяется изменен
и-
ем сте ени разброса оказаний ри с
мене о ератора. Он может быть обусло
в-
лен недостаточным о ытом о ератора, реднамеренным отсту лением от мет
о-
дики вы олнения измерений, иногда индивидуальными сихофизическими
особенностями, которые трудно редусмотреть ри составлении инструкции.
Вклад да
нного фактора в разброс массива олученных данных может быть с
у-
щественно уменьшен овышением квалификации о ератора.

Геосистемы в целом и отдельные их структурные элементы характеризую
т-
ся значительной ространственно
-
временной изменчивостью. Породный ма
с-
с
ив является открытой системой, в котором остоянно роисходят роцессы
реобразования энергии, имеющие о своей физической рироде статистич
е-
ский характер. Поэтому измерения значений, являющихся характеристиками
физических олей, вы олненные в одной точке
с соблюдением идентичной м
е-
тодики, но в разное время будут отличаться. Естественная ространственная
неоднородность ородного массива обуславливает соответствующий разброс
оказаний ри измерении в различных точках на выбранном участке. В рамках
данной уб
ликации ред олагается, что разброс значений информативного
а-
раметра, вызванный естественными ричинами, одчиняется нормальному з
а-
кону рас ределения и в нем отсутствует составляющая, о ределяющая закон
о-
мерное изменение свойств объекта в ространстве и во

времени.

Анализ значительного объема результатов геофизических измерений, в
ы-
олненных в одземных условиях, как самими авторами, так и их коллегами,
озволил оценить вклад указанных факторов в величину разброса оказания
для различных видов измерений. В к
ачестве оцениваемой величины для вари
а-
ции было взято отношение размаха рас ределения к величине среднего ари
ф-
метического значения. Результаты анализа редставлены в табл. 1.


Таблица 1


Сте ень влияния различных факторов на разброс результатов измерений


Вид измерений

О ределяемый

араметр

Вклад факторов в разброс, %

риборная

огрешность

субъективный

фактор

изменчивость
объекта

электроразведка

со ротивление
ρ
к

2,5

5
-
7

до 50

регистрация ЭМИ

частота
и
м ульсов
f

1,0

3
-
5

до 30

ультразвуковая
дефектоско ия

скорость
C
P

2,0

1
-
2

до 20

скорость
C
s

2,0

3
-
5

до 20

виброакустическая
диагностика

ам литуда
А

1,5

5
-
15

до 30

к
-
во колебаний
n

1,0

5
-
10

до 30




ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



150

На рактике вы олнение измерений сводится к двум основным случаям:
многократное вы олнение
измерений в одной точке для олучения возможно
более точной характеристики одного конкретного объекта и совоку ность о
д-
ноти ных измерений на некотором участке (линейном, лощадном или объе
м-
ном) для олучения его усредненной характеристики. В ервом случае
рео
б-
ладающую роль в разбросе играет субъективный фактор, а во втором


естес
т-
венная вариация свойств ородного массива и конструкций техногенного р
о-
исхождения.

Во многих случаях зависимость между значением информативного ар
а-
метра и о ределяемой характер
истикой элемента геотехнической системы н
о-
сит резко нелинейный характер. В качестве римера на рис. 1 редставлена
схематическая зависимость между временем релаксации свободных колебаний
в отслоившейся нижней ачке кровли выработки и ее толщиной (мощностью
),
олученная экс ериментальным утем ри вы олнении виброакустических и
з-
мерений в условиях ги совых шахт.




Рисунок 1


Нелинейная зависимость времени релаксации собственных колебаний

отслоившейся ородной ачки в кровле камеры от ее мощности


В риве
денном выше римере оказано, как одна и та же сте ень нео ред
е-
ленности значения информативного араметра
Δτ

риводит к риемлемой н
е-
о ределенности о ределения мощности отслаивающейся ачки ри ее незнач
и-
тельной мощности и к значительной, недо устимой для
инженерных расчетов
нео ределенности ри большой мощности. В этом случае для уточнения ар
а-
метров отслоения ис ользуют дорогостоящее контрольное бурение. Реальная
граница оценки мощности отслоения в условиях ги совой шахты методом н
е-
разрушающего виброакуст
ического контроля составляет орядка 1

м. Повыш
е-
ние достоверности о ределения информативного араметра озволило бы ув
е-
личить диа азон контроля и в ряде случаев исключить контрольное бурение.

Повышение достоверности измерений на рямую связано с увеличение
м к
о-

ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



151

личества измерений в одной точке [1
-
3]. Отсюда следует наиболее ростой уть
решения роблемы, заключающийся в вы олнении достаточно большого числа
измерений их регистрации в ервичной форме и камеральной обработке масс
и-
ва данных в соответствии с требо
ваниями национальных нормативных док
у-
ментов [4, 5]. Однако, шахтным измерениям рисущи две особенности. Первая


это неблаго риятные условия измерения и регистрации, которые не озвол
я-
ют одновременно охватить большую лощадь контроля о густой сетке и в
ы-
о
лнить в каждой точке избыточное количество измерений. Вторая особе
н-
ность связана с субъективным фактором. Количество аномальных оказаний,
вызванных ошибочными действиями о ератора в неблаго риятных условиях,
также возрастает и вносит ощутимый сдвиг в о ре
деляемое среднее значение.

Интуитивно онятно, что для олучения информации с одним и тем же
уровнем достоверности количество измерений в различных точках может быть
различным. Минимальное количество измерений о умолчанию обычно р
и-
нимают равным трем. Ес
ли ри этом оказания средства измерения с цифровой
формой редставления будут одинаковыми, то для данной точки их можно сч
и-
тать законченными. В другой же точке размах рас ределения массива данных
будет настолько значителен, что ри камеральном анализе мас
сива и десяти
измерений окажется мало для о ределения среднего значения араметра с тр
е-
буемой достоверностью. В роцессе вы олнения измерений о ератор руков
о-
дствуется инструкцией, которая о ределяет необходимое количество измер
е-
ний в одной точке. Однако ин
струкция одготовлена не для условий конкре
т-
ной выработки, а носит общий характер. В одних случаях количество измер
е-
ний в точке оказывается избыточным, риводя к лишним трудозатратам, а в
других недостаточным. О ытный о ератор может о своему усмотрению от
с
е-
ять аномальные оказания и добавить количество измерений, однако его дейс
т-
вия в этом случае носят субъективный характер.

Рассмотренное выше ротиворечие между необходимостью овышения
достоверности значения информативного араметра и выбором
экономически
риемлемого числа измерений можно решить утем вы олнения ервичной
статистической обработки данных не осредственно в роцессе измерения. Н
и-
же редставлен один из возможных вариантов общего алгоритма такой обр
а-
ботки, технически реализуемый с и
с ользованием ере рограммируемого ми
к-
ро роцессора.

Пред олагается, что отсутствует а риорная информация об ожидаемой в
е-
личине информативного араметра и характеристиках его разброса.

На ервом эта е вы олняют редварительно заданное количество измер
е-
ний
N
1
, сохраняя информацию о них в амяти устройства. По окончании р
о-
межуточного цикла вы олняется автоматическое о ределение статистических
характеристик олученной малой выборки [6
-

8]:

-

среднего арифметического значения араметра
Р
1
ср.



ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



152



ср














-

среднеквадратичного отклонения малой выборки





























-

средней абсолютной ошибки малой выборки














-

редельной абсолютной ошибки малой выборки





р








Коэффициент Стьюдента
t

в оследнем выражении выбирают о с ециал
ь-
ным таблицам, задаваясь известным количеством измерений
N
1

и требуемой
доверительной вероятностью
α
. Фрагмент общей большой таблицы редста
в-
лен в табл. 2.


Таблица 2


Фрагмент таблицы для о ределения коэффициент
а Стьюдента

Число сте еней
свободы

f=N
1
-
1

Доверительная вероятность
α

0,90

0,95

0,99

0,999

1

6,314

12,706

63,657

636,619

2

2,920

4,303

9,925

31,598

3

2,353

3,182

5,841

12,941

4

2,132

2,776

4,604

8,610

5

2,015

2,571

4,032

6,859

6

1,943

2,447

3,707

5,959

7

1,895

2,365

3,499

5,405

8

1,860

2,306

3,355

5,041

9

1,833

2,262

3,250

4,781

10

1,812

2,228

3,169

4,587


Обычно задаются значением
α

= 0,95 и количеством измерений
N
1

в ред
е-
лах от 5 до 10.

О ределяют для олученной выборки редельную
относительную ошибку:





р




р


ср




ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



153

Вычисленную величину редельной относительной ошибки сравнивают с
заранее заданной до устимой

P
1до
.

Если она больше до устимой, то буфер
амяти обнуляется, и вы олнение текущего цикла рекращается. Процесс н
а-
чинается снова о о исанному выше алгоритму. Если же ошибка меньше, то
олученная выборка и результаты ее статистической обработки сохраняются в
амяти в качестве ервого риближения для оследующего улучшения.

Каждое новое значение араметра
P
i

роходит
роверку на критерий 2
σ
. Е
с-
ли оно о адает в интервал от
P
1ср

-

2
σ
до
P
1ср

+ 2
σ
, то о олняет ервичную
выборку, а в ротивном случае отбраковывается. При каждом добавлении н
о-
вого i
-
ого элемента в выборку о ределяют величину редельной относительной
ошибки

δP
i р

и сравнивают ее с заданной конечной до устимой

P
к до
.
Процесс
будет сходящимся о ричине осте енного увеличения объема выборки.
Окончание цикла о ределяется условием


δP
i р



P
к до
.


При вы олнении указанного условия усредненное значение и
нформативн
о-
го араметра выводится на дис лей и заносится в долговременную амять, а
остальные данные удаляются из о еративной амяти. Устройство готово к н
о-
вому циклу.

Техническая реализация устройства, обес ечивающего вы олнение данного
алгоритма, может б
ыть осуществлена различными утями. Первый вариант,
традиционный для геофизической а аратуры конца рошлого столетия, р
е-
дусматривает вы олнение всех функций измерения и редварительной обр
а-
ботки сигнала в одном устройстве. Такой вариант является до устим
ым для
много рофильной наземной а аратуры, для которой зачастую редусмотрены
возможности транс ортирования транс ортными средствами с разворачиван
и-
ем на месте вы олнения измерений. К а аратуре, редназначенной для работы
в шахтных условиях, накладываютс
я жесткие ограничения о весу, габаритам и
энерго отреблению. Зачастую редъявляются также требования к искровзр
ы-
вобезо асности и ылевлагозащищенности. Есть и другая сторона роблемы.
Устройство с широким диа азоном возможностей должно иметь досту ные для

о ератора органы у равления для выбора режима работы. Наличие до олн
и-
тельных органов на анели у равления снижает надежность а аратуры и
уменьшает роизводительность ри работе о ератора. Немаловажную роль и
г-
рает и стоимость а аратуры. Современная геофи
зическая а аратура в Укра
и-
не рактически не вы ускается серийно, а российские, евро ейские и амер
и-
канские образцы а аратуры стоят десятки и сотни тысяч гривен. Проблемой
удешевления средств контроля озабочены и роизводители в гораздо более б
о-
гатых стран
ах, чем Украина. Общемировой тенденцией является разработка
сравнительно дешевых измерительных блоков, имеющих связь с ком ьютером
[9
-

11]. Флагманом в этом на равлении является американская фирма National
Instruments (г. Остин, Техас, США). Ее с ециалист
ы отказались от наиболее
дешевого варианта: ередачи на ком ьютер аналогового электрического сигн
а-

ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



154

ла, оскольку ри этом существенно снижается омехоустойчивость. В выно
с-
ном измерительном блоке для ервичной обработки аналогового сигнала и
с-
ользуют цифровы
е сигнальные роцессоры (DSP


digital signal processor). П
о-
следующая, более глубокая обработка входной информации, редставленной
уже в цифровой форме, осуществляется с ис ользованием с ециализирова
н-
ных вычислительных микро роцессоров. И только осле это
го сигнал о р
о-
водной или бес роводной линии осту ает на ком ьютер для окончательной
обработки и хранения.

О исанный выше ринци сбора и ереработки данных может быть с ус
е-
хом ис ользован в системах автоматизированного контроля над состоянием
горных в
ыработок ри стационарном рас оложении точек наблюдения. Однако
для мобильного устройства он не риемлем. Авторы видят ерс ективность
другого одхода. Он ис ользует идею развитой ервичной обработки сигнала,
включающую и о исанную ранее статистическую обра
ботку, в выносном бл
о-
ке, который является олностью автономным. Однако указанный блок еред
началом вы олнения работы одсоединяют к ком ьютеру и рограммируют
его араметры рименительно к решению конкретной задачи. После вы олн
е-
ния работы, результаты, со
храненные в амяти выносного блока, загружают в
амять основного ком ьютера и работают с ними с ис ользованием мощного
с ециализированного рограммного обес ечения.

Для вы олнения редварительной статистической обработки рограммир
у-
ются следующие араметр
ы:

-

количество измерений
N
1

для ервоначальной базовой выборки;

-

доверительная вероятность
α
;

-

до устимая относительная ошибка для редварительной выборки

P
1до
.
;

-

конечная до устимая относительная ошибка результата

P
к до
.
.

Рассмотрим основные
ринци ы выбора указанных рограммируемых
а-
раметров.

Обследование горных выработок может быть обзорное и детальное. При о
б-
зорном обследовании необходимо обнаружить наиболее кру ные аномалии в
ределах обследуемой геотехногенной системы. При этом выбирают

редкую
сеть точек наблюдения и высоких требований к достоверности результата в о
д-
ной, отдельно взятой точке, не редъявляют. По результатам обзорного обсл
е-
дования выделяют участки, которые необходимо обследовать более тщательно.
При этом, естественно, ов
ышаются требования и к достоверности результатов.

Перед началом работы в новых условиях необходимо вы олнить редвар
и-
тельную « ристрелочную» роверку выбранных араметров на олигоне


уч
а-
стке с заведомо известными условиями. Произвольный выбор араметров

м
о-
жет ривести к двум крайностям:

-

очень жесткие условия отбора данных, ри которых конечный результат
будет иметь высокую достоверность, но достигаться утем вы олнения сли
ш-
ком большого числа измерений;

-

быстрое завершение цикла с незначительным роцен
том отбраковки р
е-
зультатов измерений, но невысокой достоверностью.


ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



155

Наиболее росто решается во рос с доверительной вероятностью
α
. Как
равило, ринимают
α

= 0,95 и когда исчер аны все другие возможности сн
и-
жают ее до
α

= 0,90.

Малой выборкой в статистик
е ринято считать значения

N
1

от 4 до 30. При
малых значениях
N
1

роцесс формирования ервичной выборки будет идти б
ы-
стрее, но ри этом велика вероятность рерывания цикла о ричине большого
разброса внутри выборки. Следующий цикл может закончиться тем же

и так
далее. В результате общее время вы олнения измерений может оказаться зн
а-
чительно большим, чем ри выборе изначально увеличенного значения
N
1
. О
-
тимальное значение этого араметра рекомендуется одобрать на олигоне.

Величина до устимой редварительн
ой ошибки

P
1до
.

римерно на ор
я-
док должна ревышать собственную относительную огрешность средства и
з-
мерения.

Значение конечной до устимой ошибки

P
к до
.

должно быть существенно
меньше величины до устимой редварительной ошибки

P
1до
.
, но в нескол
ько
раз ревышать огрешность средства измерения.

Для реализации требуемого алгоритма, рекомендуется микро роцессор
ATmega 128A фирмы Atmel. Это 8
-
битный микро роцессор ти а AVR, у кот
о-
рого есть 128 кБ внутренней рограммируемой FLASH амяти, а также 4 кБ
EEPROM и SRAM амяти, 10
-
битный аналогово
-
цифровой реобразователь, и
4 таймера
-
счетчика. Этот микро роцессор может работать ри тем ературах до
85 ° С, что озволяет ис ользовать его в

шахтном оборудовании.

Выводы.

1. Для достижения о тимального соотношения между количеством измер
е-
ний в одной точке и достоверностью олученного усредненного значения ре
д-
ложено автоматическое вы олнение ервичной статистической обработки
средствами изме
рений не осредственно на месте обследования состояния эл
е-
ментов геотехнической системы.

2. Предложен один из вариантов ада тивного алгоритма ервичной обр
а-
ботки малой выборки с автоматической отбраковкой аномальных значений и
олучением конечного результа
та измерений с заданной достоверностью.

3. Изложены общие требования к технической реализации устройства с ги
б-
ким рограммным обес ечением для вы олнения указанного алгоритма.

–––––––––––––––––––––––––––––––

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авдеев
, Б.
Я. Планирование

измерительного экс еримента / Б. Я. Авдеев.


СПб.: Изд
-
во
СПбГЭЕУ «ЛЭТИ», 2005.
-

56 с.

2. Захаров, І.П. Взаємне ерерахування охибок та невизначеності вимірювань / І.П. Захаров //
Стандартизація, сертифікація, якість.


2005.
-

№ 5.


С.49
-
56.

3 Method
ology


FAO Corporate document repository.
[Электронный ресурс].


Режим досту а:
http://www.fao.org/docrep/005/y2791e/y2791e04.html.

4. ДСТУ ISO 3494:2007 Статистичне о рацювання даних. Потужність статистичних критеріїв, що
стосуються середніх значень і
дис ерсій: Чинний з 01.10.2009.
-

К.: Держс оживстандарт, 2009.


23 с.

5. ДСТУ ISO 8258:2001. Статистичний контроль. Контрольні карти Шухарта: Чинний з 01.07.
2003.
-

К.: Держс оживстандарт, 2003.


38 с.

6. Ефимова, М. Р. Общая теория статистики / М.
Р. Ефимова, Е. В. Петрова, В. Н. Румянцев.
-

М.:

ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



156

ИНФРА
-
М, 2013.
-

416 c.

7. Freedman, D. A. Statistical Models: Theory and Practice / D.A. Freedman.
-

Cambridge: Cambridge
University Press, 2005.


458
р
.

8. Rubin, D.B. Statistical analysis with missing d
ata / D.B. Rubin, J.A. Roderick.
-

New York: Wiley,
2002.


408
р
.

9. Сурогина, В. А. Информационно
-
измерительная техника и электроника. / В.А. Сурогина,
В.И.

Калашников, Г.Г. Раннев
-

М.: Высшая школа, 2006.


512 с.

10. Волков, В.Л. Программное обес ече
ние измерительных роцессов / В.Л. Волков.
-

Арзамас.
ОО “Ассоциация ученых”, 2008.
-

132 с.

11. Латышенко, К.П. Автоматизация измерений, ис ытаний и контроля / К. П. Латышенко.
-

М.:
МГУИЭ, 2006.
-

312 c.


REFERENCES

1. Avdeev, B. Y. (2005),
Planirovanie
izmeritelnogo eksperimenta
[
Planning for measuring experiment
]
,
The Leading Saint Petersburg State Electrotechnical University named after V.I. Ulianov, St. Petersburg,
Russia.

2. Zaharov, I. P. (2005), “Mutual transfer of errors and measurement uncertaint
y”,
Standardization, ce
r-
t
i
fication, quality
, no. 5, pp. 49
-
56.

3.

FAO Corporate document repository (2005),
“Methodology”
, available at:
http://www.fao.org/docrep/005/y2791e/y2791e04.htm, (Accessed 5 August 2015).

4.
State Standards of Ukraine (2009),
ISO
3494:2007: Statichne opratsuvannya dann
yk
h. Potuzhnist
statichn
yk
h kriteriev, shcho stosuyutsya seredni
k
h znachen i dispersiy

[ISO 3494:2007: Statistical analysis of
data. Statistical criteria power regarding the average values and variances], Derzhspozhi
vstandart, Kiev,
Ukraine.

5.

State Standards of Ukraine (2003),
ISO 8258:2001:

Statistichniy control; Controlni karti Shuharta

[ISO 8258:2001: Statistical control; Shewhart control charts], Derzhspozhivstandart, Kiev, Ukraine.

6. Efimova, M. R., Petrova, E
. V. and Rumyancev, V. N. (2013),
Obshchaya teoriya statistiki

[General
theory of statistics],

INFRA
-
M, Moscow, Russia.

7.
Freedman, D.

A. (2005), “Statistical Models: Theory and Practice”,
Cambridge University Press
,
Cambridge, England.

8. Rubin, D. B. an
d Roderick, J. A. (2002),
“Statistical analysis with missing data”
, Wiley, New York,
USA.

9.
Surogina, V. A., Kalashnikov, V. I. and Rannev, G. G. (2006
),
Informatsionno
-
izmeritelnaya tekhnika
i elektronika

[Information and measuring equipment and electron
ics],
V
y
shaya shkola, Moscow, Russia.

10. Volkov, V. L. (2008),
Programnoe obespechenie izmeritelnykh protsessov

[The software measur
e-
ment processes],

Association of scientists, Arzamas, Russia.

11. Latishenko, K. P. (2006
),

Avtomatizatsiya izmereniy,
ispytaniy i kontrolya

[Automation of measur
e-
ment, testing and monitoring], Mosco
w State University of Environmental Engineering, Moscow, Russia.

–––––––––––––––––––––––––––––––

Об авторах

Сергиенко Виктор Николаевич
,
кандидат технических наук, старший науч
ный сотрудник,
старший научный сотрудник в отделе механики горных ород, Институт геотехнической механики
им.

Н.С.

Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАНУ), Дне ро етровск, Украина,
[email protected]
yandex.ua

.


Красовский Игорь Святославович
, магистр, инженер в отделе механики горных ород, Инст
и-
тут геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ
НАНУ), Дне ро етровск, Украина,
[email protected]

.


About the authors

Sergienko Viktor Nikolayevich,

Candidate

of Technical Sciences (Ph.D.), Senior Researcher, Senior
Researcher in
Rock Mechanics Department,
M.

S.

Polyakov Institute of

Geotechnical Mechanics under the
National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM, NASU),
Dnepropetrovsk,
Ukraine,
[email protected]

.

Krasovskiy Igor Svyatoslavovich
, Master of Science, Engineer in
Rock
Mechanics Department
,
M.S.

Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine
(IGTM, NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine,
[email protected]

.


ISSN

1607
-
4556 (
Print
),
ISSN

2309
-
6004 (
Online
)
Геотехнічна

механіка
.
201
5. №12
4



157

––––––––––––––––––––––
–––––––––

Анотація.

Об’єкт досліджень


автоматизована ервинна статистична обробка масив
у

числових даних без осередньо ри виконанні вимірювань. Мета роботи


розробка алгори
т-
му для мікро роцесора з метою отримання значення інформативного араметру з зада
ним
сту енем варіації ри о тимізації числа вимірювань.

Показано в лив основних факторів, що визначають розкид оказань засобів контролю
елементів геотехнічних систем ри виконанні вимірювань в масиві: власна охибка засоб
у

вимірювань, суб’єктивний фактор,

росторово
-
часова мінливість об’єкту вимірювань. Відм
і-
чено ротиріччя між необхідністю ідвищення достовірності вимірювань та зниженням тр
у-
довитрат ри їх виконанні. Один із шляхів його вирішення


виконання ервинної статист
и-
чної обробки без осередньо на

місці виконання вимірювань. Розроблено алгоритм, що
е-
редбачає використання мікро роцесора. Його особливостями є гнучке рограмування зн
а-
чень араметрів обробки з
a

до омогою зовнішнього ком ’ютера індивідуально для кожної
виконуваної роботи. При заданих в
имогах щодо достовірності
здійснюється автоматичне

в
і-
дбраковування аномальних значень і визначення необхідного числа вимірювань в циклі. По
закінченню циклу результати заносяться в ам'ять, а їх кінцеву обробку знову здійснюють на
зовнішньому ком ’ютері.

Ключові слова:

варіація значень араметра, статистична обробка, мікро роцесор, засіб
вимірювання, достовірність результатів.


Abstract
. An object of the research
wa
s automated primary statistical processing of
the

nume
r-
ical data array immediately in the process of measuring. Purpose of the research
wa
s
to
design an
algorithm for the microprocessor for the purpose of obtaining a value for the informative parameter
with a predetermined degree of variation in the optimizati
on of the number of measurements.

Influence of the following key factors, which determine spread of control device indications on
elements of geotechnical systems in the process of measuring,
wa
s shown: inherent accuracy of the
measuring instrument, subje
ctive factor, spatial
-
temporal variability of the object of measurement.
A contradiction was noted between the need to improve reliability of the measurements and need to
reduce labor costs of the measuring operations. One of the ways of solving this probl
em is in
-
situ
primary statistical processing of the measuring results. An algorithm
wa
s designed which assume
d

usage of a microprocessor. This algorithm features flexible programming of parameter values
per
each work operation

for
their
processing by an e
xternal computer. Under the given requirements to
the data reliability, anomalous values are automatically rejected

with simultaneous specifying

a
needed number of measurements per each cycle. At the end of the cycle, the results are saved in
memory, and t
heir final processing is performed by the external computer.

Key
words:

variations of parameter values, statistical processing, microprocessor, measurement
instrument, reliability of results.


Статья осту ила в редакцию 10.08.201
5

Рекомендовано к убликац
ии д
-
ром технических наук Ски очкой С.И.






Приложенные файлы

  • pdf 44278635
    Размер файла: 435 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий