2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона




Название2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона
Дата публикации30.08.2013
Размер81.8 Kb.
ТипАнализ
vbibl.ru > Информатика > Анализ

2.1. Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона


Нужно написать, что наше понимание «интеллектуальной поддержки» - это обеспечение проектанта удобными средствами для нетривиального эксперимента. Все про виртуальный полигон (и зачем он нужен). По мотивам первой главы диссера Безгодова 2 стр.Безгодов

Специфика исследовательского проектирования морских объектов состоит в неопределенности и неполноте информации об их поведении в экстремальных ситуациях, совокупно вызванных воздействием внешней среды, инициируемых ими внешних (например, интенсивное обледенение) и внутренних дестабилизирующих факторов (смещение груза, затопление отсеков и пр.). При этом развитие аварийной ситуации происходит по различным сценариям, которые не могут быть в общем случае сведены к ограниченному набору типовых случаев. Однако ретроспективный анализ гибели судов позволяет выделить условия, способствующие возникновению аварийных ситуаций. При движении судна лагом к волне выделяют такие ситуации, как воздействие на судно ветрового шквала в условиях сильной качки, потеря остойчивости по причине затопления палубного колодца, а также ударное воздействие гребня разрушающейся волны. Напротив, при попутном волнении начинают играть роль совершенно другие критические факторы, а именно: параметрический резонанс бортовых колебаний, потеря управляемости на гребне волны, захват судна волной (брочинг). В свою очередь, развитие каждой из вышеперечисленных ситуаций может усложняться за счет внутренних факторов (смещение навалочного груза, затопление отсеков, интенсивное обледенение и пр.). Неоднозначность условий, приводящих к возникновению аварийных ситуаций, в данном случае затрудняет обоснование оптимальных проектных характеристик судна формальными методами и приводит к необходимости использования методов виртуального моделирования. Иными словами, основным инструментом поддержки принятия решений в процессе исследовательского проектирования становятся численные модели динамики морских объектов, позволяющие количественно воспроизвести их поведение под воздействием реалистичных внешних возмущений [1].

Таким образом, единственным способом моделирования рассматриваемых ситуаций является программное численное моделирование. В связи с этим вводится понятие виртуального полигона (Virtual test bed). Виртуальный полигон — это программно-аппаратное средство, которое поддерживает виртуальное проектирование, анализ и прототипирование различных систем [2][3].

Анализ существующих решений виртуальных полигонов позволил выработать общую концепцию виртуального полигона. Центральной подсистемой виртуального полигона является система интеграции различных моделей (интегратор) в одну комплексную модель исследуемого явления. Например, для задач исследования экстремальной динамики с судна в одну модель нелинейной динамики судна на трехмерном волнении объединяются модель морского волнения, модель сил, действующих на судно и модель динамики твердого тела.

Анализ задач моделирования динамики судна [1], а также виртуальных полигонов, использующихся в других научных и инженерных областях показал, что основной частью виртуального полигона является интегрирующая различные модели подсистема — «интегратор». Также в состав виртуального полигона может входить некоторый «конструктор» для формирования объектов и средство анализа. Конструирование объектов может осуществляться как посредством ввода команд, задающих параметры новых объектов, так и с использованием развитых WYSIWYG-редакторов. Средство анализа результатов моделирования — «анализатор» — может представлять собой как простой построитель графиков по данным, так и сложные системы 3D-визуализации. Компоненты виртуального полигона могут быть как локальными (собранными в одно приложение и развернутым на ПК оператора), так и распределенными (развернутыми на нескольких серверах, со множеством клиентов).




^

2.3. Уточненные технические требования к системе интеллектуальной поддержки


Вот здесь мы можем напрямую написать, какие конкретно вещи мы хотим, чтобы наша система делала (с разных сторон – как по функционалу, так и по способу реализации)

1,5 стр.Иванов & Безгодов (обсудить)Бухановский (поправить то, чтоб будет)
^

3.6. Определение состава и конфигурации технических средств


- Описание требований к кластерным системам (из ПЗ ТП, том 1)

Описание СВР ЦСМВ, Описание «приблуды», чтобы гнать видео в интернет,

3 стр, Бухановский – кластера Безгодов – ЦСМВ и видео (1.5 стр.)

В состав ЦСМВ входит широкий ряд наименований аппаратных средств. Ниже приведен перечень только лишь тех аппаратных средств, которые непосредственно используются в процессе моделирования и визуализации:

В состав аппаратного комплекса ЦСМВ входят:

  1. Шесть проекторов Roxar Projectiondesign с фильтрами круговой поляризации: три проектора формируют изображение для левого глаза, три --- для правого.

  2. Две плазменные панели, на которые можно выводить информацию с дополнительных ПК. Виртуальный полигон не поддерживает вывод изображения на несколько монитороводнако на дополнительном ПК можно, например, запустить приложение, которое в реальном времени может считывать лог модельного процесса и строить графики различных параметров.

  3. Комплекс оборудования по коммутации и трансформации видео-сигналов: склейка, разрезание, картинка-в-картинке и т.д.

  4. Недеполяризующий экран обратной проекции.

  5. Программно-аппаратный комплекс управления аппаратными средствами ЦСМВ.

  6. Рабочая станция Hewlett-Packard Z800, оснащенная видеокартой NVidia Quadro FX 5800 — используется для численного моделирования и синтеза изображения.

  7. Рабочая станция Hewlett-Packard Z400, используется как вспомогательный компьютер.

  8. Рабочие места делегатов оснащенные коммутируемыми аудио- и видео-разъемами для подключения мобильных ПК.

  9. Мышь с шестью степенями свободы («3D-мышь») 3dconnexion SpacePilot Pro, реализует приложение внешних сил и моментов, таких как моменты крена, дифферента и рысканья, а также изменения водоизмещения.

Для задач трансляции видео потока в WEB можно использовать решения фирмы Epiphan [4], такие как VGA Broadcaster Lite, VGA Broadcaster Standard, VGA Broadcaster PRO. Данные устройства позволяют транслировать видео и аудио поток снимаемый в видео- и ауидо-выходов в одном из поддерживаемых форматах (MPEG4, H.264, MJPEG, Flash (H.263+)). Таким образом, любой пользователь Internet может видеть в окне браузера изображение сформированное
^

7.2. Конструктор сценариев


Написать, как на Lua в ShipX-DS все конструируется из сущностей (сузиться до ShipX-DS) – из диссертации Безгодова, 3 стр. Безгодов

7.3. Компонент создания динамических сцен и визуализации


Диссертация Безгодова. Любые пожелания и картинки

8 стр., Безгодов
^

7.4. Компонент визуализации в WEB


Фантазии про видеопотоки в интернете

2 стр., Безгодов

8.2. Анализ поведения морского объекта в режиме брочинга


Раздел про брочинг из диссертации Безгодова. С картинками

5 стр., Безгодов

Брочинг — явление потери управляемости при движении судна на попутных волнах, когда судно, подхваченное догоняющей волной, оно начинает двигаться со скоростью волны на ее переднем склоне и стремится развернуться к ней лагом. Когда брочинг заканчивается полным разворотом судна, его крен за счет удара догоняющей волны и инерционного момента может достичь опасных пределов. Наибольшую опасность брочинг представляет для малых судов.
^

Цель и постановка эксперимента


Условием возникновения брочинга является:

  1. Движение судна в направлении распространения волн, приблизительное равенство скорости волн и судна.

  2. Длина волны находится в диапазоне от длины судна до удвоенной длины судна:

  3. Достаточно высокая степень регулярности волнения (зыбь).

Целью эксперимента является сбор статистики возникновения явления брочинга в одинаковых условиях (различие присутствует только в стохастических параметрах, таких как фазы гармоник морского волнения).

Для проведения эксперимента используются следующие параметры волнения:

  1. Частота пика спектра волнения: ωmax = 1.2 рад/с

  2. Параметр узости спектра JONSWAP: γ = 20

  3. Параметр формы углового распределения: m = 64

Для проведения эксперимента используется модель судна класса \frqt{буксир} со следующими характеристиками:

  1. L = 20 м

  2. B = 7 м

  3. T = 2 м

  4. D = 120\ 000 кг

Эксперимент состоит из следующих этапов:

  1. Определение буксировочной диаграммы судна --- зависимости скорости судна от приложенной силы. На основе данной диаграммы выбирается постоянная буксировочная сила. Диаграмма строится следующим образом: на тихой воде к судну прикладывается фиксированная сила в течение заданного промежутка времени 30 с (за это время скорость для столь малого судна должна установиться), после чего средняя скорость за последние 10 секунд сопоставляется с выбранной буксировочной силой.

  2. Проводится N=200 запусков (длительность 60 c — достаточное время развития явления брочинга для столь малого судна) в одинаковых начальных условиях (различается лишь случайная реализация морского волнения).
^

Анализ результатов эксперимента


Частоте волнения соответствует фазовая скорость c = 8.17 м/с.

Согласно эксперименту по определению буксировочной силы, для достижения скорости 8.17 м/с необходимо приложить силу равную 305 кН.
^ БУКСИРОВОЧНАЯ ДИАГРАММА
В ходе эксперимента были записаны все текущие параметры судна. На основе визуального анализа траектории были выделены следующие категории явления:

Присутствует значительное изменение курса с последующим восстановлением направление движения. Явление может повториться вновь.

Изменение курса судна, отклонение и смещение судна от заданной траектории незначительно.

Крайне значительное изменение курса судна. Судно остается лагом к волне.

Значительное изменение курса судна.

Судно сохраняет общее направление движения, но периодически незначительно меняет курс.
На рис.~\ref{all_tracks} представлены пять классов траекторий судна в режиме брочинга,

а на рис.~\ref{broaching11}, ~\ref{broaching12}, ~\ref{broaching13}, ~\ref{broaching14}, ~\ref{broaching15} --- подробные графики различных характеристик судна для наиболее типичных для каждого класса случаев.
\begin{sidewaysfigure}

\begin{center}

\includegraphics[width=210mm]{exp_broaching2/all_tracks}

\end{center}

\caption{Классы траекторий судна в режиме брочинга}

\label{all_tracks}

\end{sidewaysfigure}


\begin{sidewaysfigure}

\begin{center} \includegraphics[width=210mm]{exp_broaching2/class_typical_1} \end{center}

\caption{Классы траектории I} \label{broaching11}

\end{sidewaysfigure}
\begin{sidewaysfigure}

\begin{center} \includegraphics[width=210mm]{exp_broaching2/class_typical_2} \end{center}

\caption{Классы траектории II} \label{broaching12}

\end{sidewaysfigure}
\begin{sidewaysfigure}

\begin{center} \includegraphics[width=210mm]{exp_broaching2/class_typical_3} \end{center}

\caption{Классы траектории III} \label{broaching13}

\end{sidewaysfigure}
\begin{sidewaysfigure}

\begin{center} \includegraphics[width=210mm]{exp_broaching2/class_typical_4} \end{center}

\caption{Классы траектории IV} \label{broaching14}

\end{sidewaysfigure}
\begin{sidewaysfigure}

\begin{center} \includegraphics[width=210mm]{exp_broaching2/class_typical_5} \end{center}

\caption{Классы траектории V} \label{broaching15}

\end{sidewaysfigure}
Результаты эксперимента сведены в таблицу.~\ref{table_broaching}.
\begin{table}[h!]

\caption{Сводная таблица результатов проведения эксперимента}

\label{table_broaching}

\begin{center}
%\rotatebox{90}{ %это обеспечивает поворот любого объекта

\begin{tabular}{|c|ccccc|}

\hline

\rotatebox{90}{Класс траектории} &

\rotatebox{90}{Отклонение от курса ($\phi_{max}$)} &

\rotatebox{90}{Угол крена ($\theta_{max}$)} &

\rotatebox{90}{Скорость ($V$)} &

\rotatebox{90}{Угловая скорость ($\theta'_{max}$)} &

\% \\

\hline

I & 70.63 & 25.92 & 7.84 & 0.18 & 23 \\

II & 68.00 & 25.87 & 7.95 & 0.13 & 10 \\

III & 101.73 & 42.38 & 7.96 & 0.24 & 22 \\

IV & 77.91 & 39.18 & 8.02 & 0.21 & 41 \\

V & 58.54 & 19.23 & 8.74 & 0.13 & 4 \\

\hline

\end{tabular}

%}

\end{center}

\end{table}

\ubf{Выводы}. На основании анализа экспериментальных данных можно сделать следующие выводы:

\begin{enumerate}

\item Потеря управляемости возникает в 90\% случаев.

\item Наиболее опасные варианты развития брочинга (максимальный крен $\theta_{max}$ достигает 40 градусов)

соответствуют классам траекторий III и IV. Суммарная вероятность наиболее опасных вариантов развития события составляет 60\%.

\end{enumerate}
Визуальная картина явления брочинга (несколько стадий), сформированная ВП, представлена на рис.~\ref{exp:broaching_movie}.
\begin{figure}

\begin{center}

\includegraphics[width=100mm]{images/exp_broaching2/shots/movie}

\caption{Стадии развития брочинга, сверху вниз: судно на вершине волны, судно начинает разворачиваться, судно получает опасный крен на борт}

\label{exp:broaching_movie}

\end{center}

\end{figure}

Список литературы


  1. Александров В.Л., Матлах А.П., Начаев Ю.И., Поляков В.И., Ростовцев Д.М., Интеллектуальные системы в морских исследованиях и технологиях / Под ред. Ю.И. Нечаева. СПб, Изд. центр СПбГМТУ, 2001, 395 с.

  2. Charles W. Brice, Levent U. G\"{o}kdere, Roger A. (1998) DougalThe Virtual Test Bed: An Environment for Virtual Prototyping. Proceedings of International Conference on Electric Ship (ElecShip’98), pp. 27-31, Istanbul, Turkey, September

  3. Jorge Bardina and T. Rajkumar. Dougal. Intelligent Launch and Range Operations Virtual Test Bed (ILRO-VTB). Proceedings Vol. 5091 Enabling Technologies for Simulation Science VII, Alex F. Sisti; Dawn A. Trevisani, Editors, pp.141-148.

  4. http://www.epiphan.com/

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона icon2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона
Нужно написать, что наше понимание «интеллектуальной поддержки» это обеспечение проектанта удобными средствами для нетривиального...

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconБазовая модель национальной инновационной системы
...

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconОтдел интеграции. Группа поддержки офиса. Список поддерживаемого по
Определение перечня устанавливаемого и поддерживаемого по. Список работ, выполняемых Группой поддержки офиса в рамках поддержки

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconОбщие положения
Обосновывается новое структурное построение частных криминалистических методик в свете концепции указанного метода

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconКурсовая работа по дисциплине «Цифровые системы управления»
Построение логарифмических амплитудной и фазовой псевдочастотных характеристик нескорректированной системы 7

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconПредпосылки возникновения денег. Концепции возникновения денег
Основные концепции происхождения денег — рационалистическая и эволюционная. В рамках этих концепций используются принципиально различные...

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconОсновы 3Д. Построение сцены
...

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconСоглашение о едином таможенном реестре объектов интеллектуальной собственности
...

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconТехническое задание на построение системы производственно-технологической радиосвязи
Компания зао «Полюс» планирует развертывание и внедрение системы цифровой транкинговой радиосвязи стандарта tetra на промзоне Олимпиадинского...

2 Построение системы интеллектуальной поддержки в рамках концепции виртуального полигона iconТехническое задание на создание сайта 1
Цель технического задания – определить основные требования, исходные данные и функциональность для проектирования информационной...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
vbibl.ru
Главная страница