Введение ............................................................................................................................................ 6
Глава 1. Анализ методов и автоматизированных информационных систем анализа показателей
качества газа .................................................................................................................................... 14
1.1 Классификация методов анализа показателей качества газа ................................................... 14
1.2 Физико-химические методы определения энергетических характеристик газа ..................... 15
1.3 Аналитические методы определения энергетических характеристик газа ............................. 23
1.4 Системы и приборы контроля качества в газовой промышленности...................................... 28
1.5 Надёжность систем и приборы контроля качества в газовой промышленности .................... 31
1.6 Исследуемые статистические модели....................................................................................... 32
1.6.1 Многопараметрическая линейная регрессия ......................................................................... 32
1.6.2 Гребневая регрессия ............................................................................................................... 33
1.6.3 Регрессия на основе гауссовских процессов ......................................................................... 34
1.6.4 Модель на основе метода опорных векторов ........................................................................ 35
1.6.5 Нейросетевая модель (многослойный перцептрон) .............................................................. 35
1.6.6 Рекуррентная нейронная сеть................................................................................................. 36
1.6.7 Рекуррентная нейронная сеть с долгой краткосрочной памятью......................................... 37
1.6.8 Рекуррентная нейронная сеть с управляемым рекуррентным блоком................................. 40
Выводы по первой главе: ................................................................................................................ 43
Глава 2. Метод обработки информации для анализа энергетических параметров природного газа
.......................................................................................................................................................... 453
2.1 Выбор объекта, к которому будет применяться исследуемая система ................................... 53
2.2 Выбор измеряемых (входных) физических параметров и выходных параметров.................. 57
2.2.1 Алгоритм многокритериальной оценки входных параметров.............................................. 61
2.2.2 Подтверждение результатов многокритериальной оценки путем нейросетевого анализа.. 69
2.3 Применение алгоритма перехода от рассматриваемой газовой смеси к модели
эквивалентной псевдогазовой смеси .............................................................................................. 72
2.3.1 Описание алгоритма перехода к информационным параметрам модели эквивалентного
псевдогаза ........................................................................................................................................ 74
2.3.2 Подтверждение алгоритма на расчётных данных ................................................................. 76
2.3.3 Подтверждение алгоритма на результатах экспериментов................................................... 78
2.3.4 Алгоритм проведения эксперимента ..................................................................................... 80
2.3.5 Анализ результатов эксперимента ......................................................................................... 81
2.4 Разработка статистической модели для определения компонентного состава псевдогаза по
измеряемым физическим параметрам ............................................................................................ 82
2.4.1 Выбор статистической модели............................................................................................... 82
2.4.1.1 Выбор параметров для оценки выбранных моделей .......................................................... 84
2.4.1.2 Проведение сравнительного анализа выбранных статистических моделей...................... 84
2.4.2 Обучение модели .................................................................................................................... 85
2.4.3 Тестирование разработанной модели .................................................................................... 91
2.5 Апробация аналитического метода анализа качества газа на результатах имитационного
моделирования и экспериментальных данных............................................................................... 92
2.5.1 Сравнение предлагаемого метода с аналитическим методом определения только
энергетической характеристики ..................................................................................................... 924
2.5.2 Тестирование разработанной модели расчета компонентного состава псевдогаза на данных
имитационного моделирования и определение характеристик газовых смесей .......................... 99
2.5.3 Расчет методической погрешности метода анализа качества природного газа ................. 100
2.5.4 Результат апробации метода определения энергетических характеристик природного газа
........................................................................................................................................................ 102
Выводы по второй главе: .............................................................................................................. 104
Глава 3. Методика и математические модели оценки эффективности обработки информации
при использовании разработанного метода ................................................................................. 105
3.1 Построение системы сбора данных на основе исследуемого метода обработки информации
для анализа качества газа.............................................................................................................. 105
3.2 Исследование надёжности информационно-вычислительной системы на основе
аналитического метода анализа газа............................................................................................. 107
3.2.1 Исследование модели надёжности измерительных приборов ............................................ 114
3.2.2 Модель надёжности подсистемы для измерения одного параметра газовой смеси .......... 116
3.2.3 Предварительные исследования. Надёжность подсистемы измерительных приборов для
случая, когда N = 1 ........................................................................................................................ 118
3.2.4 Надёжность подсистемы измерительных приборов............................................................ 121
Выводы по третьей главе: ............................................................................................................. 127
Глава 4. Архитектура автоматизированной информационной системы интеллектуального
анализа качества газа..................................................................................................................... 128
4.1 Архитектура автоматизированной системы анализа качества газа....................................... 128
4.2 Подсистема измерительной информации............................................................................... 129
4.3 Подсистема алгоритмов и программное обеспечение ........................................................... 133
4.4 Подсистема проведения анализа............................................................................................. 1375
4.5 Преимущества автоматизированной информационной системы для определения значений
энергетических характеристик природного газа.......................................................................... 145
Выводы по четвертой главе: ......................................................................................................... 146
Заключение .................................................................................................................................... 147
Основные научные результаты..................................................................................................... 148
Список сокращений и условных обозначений ............................................................................. 149
Список литературы........................................................................................................................ 151
Приложение 1. Акты о внедрении результатов диссертационной работы ................................. 163
Приложение 2. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ ............. 165
Приложение 3. Примеры кода программы алгоритмов метода обработки информации для
анализа качества газа..................................................................................................................... 166
3.1 Код программы алгоритмов формирования расчетных данных............................................ 166
3.2 Код программы алгоритмов нейросетевого анализа.............................................................. 173
3.3 Код программы алгоритмов визуализации данных................................................................ 175
Приложение 4. Часть журнала экспериментов для получения экспериментальных данных..... 177
