Оценка точности спектрально-акустического прогноза выбросоопасности в условиях узкополосных и широкополосных помех различной амплитуды

09 авг 2016


Выполнен анализ влияния основных параметров цифровой обработки сигналов на относительную погрешность определения показателя выбросоопасности спектрально-акустическим методом прогноза в условиях наложения на полезный сигнал узкополосных и широкополосных помех различной амплитуды. Дана оценка погрешности, вызванной неправильным выбором параметров цифровой обработки сигналов.
 
Спектрально-акустический метод прогноза внезапных выбросов угля и газа предполагает использование трёх основных алгоритмов обработки входного сигнала. Первый определяет показатель выбросоопасности как отношение амплитуд детектированных сигналов в низкочастотной и высокочастотной областях диапазона рабочих частот, его используют при аналоговой обработке сигнала. По второму алгоритму входной сигнал оцифровывают и раскладывают в спектр, после чего показатель выбросоопасности рассчитывается как отношение сумм амплитуд гармоник, входящих в высокочастотную и низкочастотную области спектра. Третий алгоритм аналогичен второму, за исключением того, что при нём берутся суммы не амплитуд гармоник, а норм сигналов.
 
В статье рассмотрено воздействие параметров цифровой обработки сигнала на точность определения показателя выбросоопасности при втором и третьем алгоритмах. Учитывается воздействие непрерывной широкополосной помехи, амплитуда которой лежит в пределах от минимального значения до соизмеримого с амплитудой полезного сигнала, а также влияние узкополосной помехи большой амплитуды. Предполагается, что ошибка определения показателя выбросоопасности обусловлена искажениями спектра исходного сигнала, которые возникли в процессе его оцифровывания, а также дальнейшей процедуры быстрого преобразования Фурье с некорректным выбором параметров цифровой обработки и наложением помех.
 
По итогам проведённых исследований обозначены диапазоны частот дискретизации и длин выборки, при которых относительная погрешность спектрально-акустического прогноза выбросоопасности не превышает 5 % в различных условиях: без помехи; при наличии широкополосной помехи в виде белого шума; при воздействии узкополосной помехи, соизмеримой по амплитуде с полезным сигналом.
 
Шадрин А.В., Бирева Ю.А., Ермолаев А.М., Фомин А.И.
Статья планируется к публикации в седьмом номере журнала

Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней кандидата и доктора наук, сформированный ВАК Минобрнауки России. Публикуются статьи по следующим отраслям и группам научных специальностей: 01.04.00 — физика; 05.26.00 — безопасность деятельности человека; 02.00.00 — химические науки.

Журнал включен в Российский индекс научного цитирования (РИНЦ) и в международные базы данных: Scopus, Chemical Abstracts Service (CAS), EBSCO Publishing, Ulrich's Periodicals Directory.

подробнее

Федеральные новости

Региональные новости