УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ СВОДООБРУШЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕЙРОННОЙ СЕТИ

  • Alexander A. Vorobyov Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Alexander A. Migrov Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Irina Yu. Romanova Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Stanislav S. Evtyukov Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
  • Oleg V. Moskvichev Самарский государственный университет путей сообщения
Ключевые слова: бункер, сыпучие материалы, пневматическая сводообрушающая система, сводообразование, система автоматического управления, искусственная нейронная сеть, обучение нейронной сети

Аннотация

Состояние вопроса. В настоящей статье представлен состав и алгоритм работы системы автоматизированного управления параметрами пневматической сводообрушающей системы, устанавливаемой на бункеры с сыпучими материалами. Актуальность и практическое значение рассматриваемого в статье вопроса определяется тем, что при выгрузке сыпучего материала из бункера могут возникнуть различные нарушения технологического процесса, проявляющиеся в образовании зависаний материала внутри емкости, уменьшении количества выгружаемого материала, сегрегации, вплоть до полной остановки выгрузки из-за образования сводов.

Материалы и/или методы исследования. Использованы методы математического моделирования, системного анализа, сопоставления, теории систем, а также архитектура и математическая модель рекуррентной нейронной сети с обратной связью.

Результаты. Обоснован состав входных и выходных параметров системы управления. Рассмотрены методы решения задач классификации наборов параметров и выбрана искусственная рекуррентная нейронная сеть с обратной связью и с сигмоидальной функцией активации нейронов скрытого слоя и линейной функцией активации выходного слоя.

Заключение. В статье проведен анализ требований к системе автоматизированного управления параметрами работы пневматической сводообрушающей системы. На основании анализа возможных состояний системы, обоснован состав элементов системы и наборы входных, промежуточных и выходных параметров системы, а также целевая функция работы системы. Показано, что система может быть построена на основе искусственной нейронной сети. Разработан алгоритм системы автоматизированного управления параметрами работы пневматической сводообрушающей системы.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Alexander A. Vorobyov, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

д.т.н., доц. заведующий кафедрой «Наземные транспортно-технологические комплексы»

Alexander A. Migrov, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

старший преподаватель кафедры «Наземные транспортно-технологические комплексы»

Irina Yu. Romanova, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

к.т.н., доцент кафедры «Управление эксплуатационной работой»

Stanislav S. Evtyukov, Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I

 д.т.н., доцент, заведующий кафедрой транспортных систем

Oleg V. Moskvichev, Самарский государственный университет путей сообщения

д.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Управление эксплуатационной работой»

Литература

Список литературы

Куренков П.В., Вакуленко С.П. Финансово-экономическое решение проблемы пригородных перевозок//Экономика железных дорог. – 2012. – № 12. – С. 96.

Баритко А.Л., Куренков П.В. Организация и технология внешнеторговых перевозок// Железнодорожный транспорт. – 1998. – № 8.

Мохонько В.П., Исаков В.С., Куренков П.В. Ситуационное управление перевозочным процессом // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. – 2004. – № 11. – С. 14.

Мохонько В.П., Исаков В.С., Куренков П.В. Проблемы создания ситуационно-аналитической системы управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте// Бюллетень транспортной информации. – 2004. – № 9. – С. 22.

Формирование системы финансового менеджмента: теория, опыт, проблемы, перспективы/ Коллективная монография: Сафронова А.А., Рудакова Е.Н., Куренков П.В. и др. / Москва, 2018. – 228 с. ISBN: 978-5-907084-31-5

Покровская О.Д. Логистические накопительно-распределительные центры как основа терминальной сети региона. –Монография / Новосибирск, 2012. – 184 с. ISBN: 978-5-94301-276-1

Покровская О.Д. Состояние транспортно-логистической инфраструктуры для угольных перевозок в России // Инновационный транспорт. – 2015. – № 1 (15). – С. 13-23.

Покровская О.Д. О терминологии объектов терминально-складской инфраструктуры // Мир транспорта. – 2018. – Т. 16. – № 1 (74). – С. 152-163.

Покровская О.Д. Логистическая классность железнодорожных станций // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. – 2018. – № 2 (38). – С. 68-76.

Покровская О.Д. Логистические транспортные системы России в условиях новых санкций// Бюллетень результатов научных исследований. – 2022. – № 1. – С. 80-94.

Pokrovskaya O.D. Тerminalistica as a new methodology for the study of transport and logistics systems of the regions// Sustainable economic development of regions. Ed. By L. Shlossman. Vienna, 2014. С. 154-175.

Pokrovskaya O., Fedorenko R. Аssessment of transport and storage systems // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Т. 1115. С. 570-577. DOI: 10.1007/978-3-030-37916-2_55

Дроздова М.А. Международные санкции как средства регулирования мировой экономики // В сборнике: Инновационные подходы развития экономики и управления в XXI веке. Сборник трудов III Национальной научно-практической конференции. Федеральное агентство железнодорожного транспорта, ФГБОУ ВО ПГУПС, 2020. С. 113-116.

Дроздова М.А., Кравченко Л.А. Антиглобализм в контексте современного международного экономико-правового дискурса // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева. 2020. Т. 1. № 3 (96). С. 247-253.

Дроздова М.А., Кравченко Л.А., Панков Д.А. Цифровая экономика и инфляция в период пандемии // В сборнике: Инновационные подходы развития экономики и управления в XXI веке. Сборник трудов III Национальной научно-практической конференции. ФГБОУ ВО ПГУПС, 2020. С. 11-14.

Варламов А.В. Конструкция и динамика механизмов предотвращения и устранения сводообразований в бункерах хранения и выпуска сыпучих материалов: монография. - Самара: СНЦ РАН, 2010.

Воробьев А.А., Попов Д.Е., Мигров А.А. Особенности формирования напряженно-деформированного состояния стенок бункера с сыпучим материалом при моделировании материала методом дискретных элементов. - III Бетанкуровский международный инженерный форум: сборник трудов. В 2 томах. Том 1, Санкт-Петербург, 2–3 декабря 2021 года /. – Санкт-Петербург: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2021. –с.92-95 - ISBN 978-5- 7641-1708-9.

Гячев Л.В. Основы теории бункеров и силосов : Учеб. пособие /Л. В. Гячев; Алт. политехн. ин-т им. И. И. Ползунова. - Барнаул : АПИ, 1986. - 84 с. : ил.; 20 см.

Богомягких В. А. Теория и расчет бункеров для сыпучих материалов / В. А. Богомягких. – Ростов-на-Дону: изд-во РГУ, 1974. – 149 с.

Schulze Dietmar. Powders and Bulk Solids.Behavior, Characterization, Stor-age and Flow. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Berlin, New York. 2008. -512 р. ISBN 978-3-540-73768-1.

Shamlou P. A. Handling of bulk solids, theory and practice. London: But-terworths, 1988, 193 p.

Khashayar Saleh, Shahab Golshan, Reza Zarghami. A review on gravity flow of free-flowing granular solids in silos - Basics and practical aspects. Chemical Engineering Science, №192 (2018). p. 1011–1035.

Варламов, А.В. Классификация и анализ устройств для разрушения сводов сыпучих материалов в бункерных устройствах [Текст] / А.В. Варламов. Межвузовский сборник научных трудов, «Механизация и автоматизация техно-логических процессов на транспорте и в агропромышленном комплексе». - Самара, СамИИТ, вып. 16, 1998. – С. 97 – 104.

Andrew R. Webb. Statistical Pattern Recognition. — Wiley & Sons Ltd., 2002. ISBN 0-470-84513-9.

Кандауров И. И. Механика зернистых сред и ее применение в строительстве. 2-е изд., испр. и перераб. Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1988. – 280 с., ил. ISBN 5-274-00152-1

Гилязетдинов, А. О. Методы классификации в решении задач нечеткого сравнения текстовых данных / А. О. Гилязетдинов, Н. А. Петров. – Текст : непосредственный // Молодой ученый. – 2021. – № 14 (356). – С. 19-23. — URL: https://moluch.ru/archive/356/79781/ (дата обращения: 17.11.2022).

Shai Shalev-Shwartz, Shai Ben-David. Understanding Machine Learning: From Theory to Algorithms – Cambridge University Press. 2014. ISBN 978-1-107-05713-5.

Nick McCullum. 9 Key Machine Learning Algorithms Explained in Plain English. [Электронный ресурс]/ URL https://www.freecodecamp.org/news/a-no-code-intro-to-the-9-most-important-machine-learning-algorithms-today/ (дата обращения: 17.11.2022).

Стоянов А.К. Нейронная сеть, основанная на точечных отображениях // Известия Томского политехнического университета. – 2008. – Т. 313. – № 5. – С. 96–101.

Стоянов А.К. Применение рекуррентной нейронной сети для решения задачи кластеризации // Известия Томского политехнического университета. – 2009. – Т. 315. – № 5. – С.144-149.

Однонаправленные многослойные сети сигмоидального типа. [Электронный ресурс]/ URL: http://www.igce.comcor.ru/AI_mag/NN/OneWayNets/OneWayNets.html (дата обращения 17.11.2022).

Горбунова Е. С. Реализация интеллектуальной системы распознавания эмоций с применением нейронных сетей: магистерская диссертация / Е. С. Горбунова; Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Институт «Высшая школа экономики и менеджмента», Кафедра анализа систем и принятия решений. – Екатеринбург, 2017. – 80 с. – Библиогр.: с. 76-80 (62 назв.). [Электронный ресурс]/ URL:https://elar.urfu.ru/handle/10995/54386

References

Kurenkov P.V., Vakulenko S.P. Financial and economic solution of the problem of domestic transportation//Economics of railways. – 2012. – No. 12. – p. 96.

Baritko A.L., Kurenkov P.V. Organization and technology of foreign trade transportation// Rail transport. – 1998. – № 8.

Mokhonko V.P., Isakov V.S., Kurenkov P.V. Situational management of the transportation process // Transport: science, technology, management. Scientific information collection. – 2004. – No. 11. – p. 14.

Mokhonko V.P., Isakov V.S., Kurenkov P.V. Problems of creating a situational and analytical control system for the transportation process on a railway transport// Bulletin of transport information. - 2004. – No. 9. – p. 22.

Formation of the financial management system: theory, experience, problems, prospects/ Collective monograph: Safronova A.A., Rudakova E.N., Kurenkov P.V., etc. / Moscow, 2018. – 228 p. ISBN: 978-5-907084-31-5

Pokrovskaya O.D. Logistic storage and distribution centers as the basis of the terminal network of the region. –Monograph / Novosibirsk, 2012. – 184 p. ISBN: 978-5-94301-276-1

Pokrovskaya O.D. The state of transport and logistics infrastructure for coal transportation in Russia // Innovative transport. – 2015. – № 1 (15). – Pp. 13-23.

Pokrovskaya O.D. On the terminology of objects of terminal and warehouse infrastructure // Mir transport. – 2018. – T. 16. – № 1 (74).Pp. 152-163.

Pokrovskaya O.D. Logistic class of railway stations // Bulletin of the Ural State University of Railways. – 2018. – № 2 (38). – Pp. 68-76.

Pokrovskaya O.D. Logistics transport systems of Russia in the conditions of new sanctions// Bulletin of the results of scientific research. – 2022. – No. 1. – pp. 80-94.

Pokrovskaya O.D. Determinalistica as a new methodology for the study of transport and logistics systems of the regions// Sustainable economic development of regions. Ed. By L. Shloss-man. Vienna, 2014. pp. 154-175.

Pokrovskaya O., Fedorenko R. Accessment of transport and storage systems // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Vol. 1115. pp. 570-577. DOI: 10.1007/978-3-030-37916-2_55

Drozdova M.A. International sanctions as a means of regulating the global economy // In the collection: Innovative approaches to the development of economics and management in the XXI century. Proceedings of the III National Scientific and Practical Conference. Federal Agency of Railway Transport, FSUE IN PGUPS, 2020.pp. 113-116.

Drozdova M.A., Kravchenko L.A. Anti-globalism in the context of modern international economic and legal discourse // Bulletin of the V.N. Tati-shchev Volga State University. 2020. Vol. 1. No. 3 (96). pp. 247-253.

Drozdova M.A., Kravchenko L.A., Pankov D.A. Digital economy and inflation during the pandemic // In the collection: Innovative approaches to the development of economics and management in the XXI century. Proceedings of the III National Scientific and Practical Conference. FGBOU VO PGUPS, 2020. pp. 11-14.

Varlamov A.V. Design and dynamics of mechanisms for preventing and eliminating vaulting in storage bunkers and the release of bulk materials: monograph. - Sa-mara: SNC RAS, 2010.

Vorobyev A.A., Popov D.E., Migrov A.A. Features of the formation of the stress-strain state of the walls of a hopper with bulk material when modeling the material by the method of discrete elements. - III Betancourt International Engineering Forum: proceedings. In 2 volumes. Volume 1, St. Petersburg, December 2-3, 2021 /. – St. Petersburg: FSUE VO PGUPS, 2021. –pp.92-95 - ISBN 978-5- 7641-1708-9.

Gachev L.V. Fundamentals of the theory of bunkers and silos: Textbook / L. V. Gachev; Alt. po-litehn. I. I. Polzunov Institute. - Barnaul: API, 1986. - 84 p. : ill.; 20 cm.

Bogomyagkikh V. A. Theory and calculation of bunkers for bulk materials / V. A. Bogomyagkikh. – Rostov-on-Don: Publishing house of the Russian State University, 1974. – 149 p.

Schulze Dietmar. Powders and Bulk Solids.Behavior, Characterization, Stor-age and Flow. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Berlin, New York. 2008. -512 p. ISBN 978-3-540-73768-1.

Shamlou P. A. Handling of bulk solids, theory and practice. London: But-terworths, 1988, 193 p.

Khashayar Saleh, Shahab Golshan, Reza Zarghami. A review on gravity flow of free-flowing granular solids in silos - Basics and practical aspects. Chemical Engineering Science, No.192 (2018). p. 1011-1035.

Varlamov, A.V. Classification and analysis of devices for destruction of arches of bulk materials in bunker devices [Text] / A.V. Varlamov. Interuniversity collection of scientific works, “Mechanization and automation of technological processes in transport and in the agro-industrial complex”. - Samara, SamIIT, issue 16, 1998. – pp. 97 – 104.

Andrew R. Webb. Statistical Pattern Recognition. — Wiley & Sons Ltd., 2002. ISBN 0-470-84513-9.

Kandaurov I. I. Mechanics of granular media and its application in construction. 2nd ed., ispr. and reprint L.: Stroyizdat, Leningr. edition, 1988. — 280 p., ill. ISBN 5-274-00152-1

Gilyazetdinov, A. O. Classification methods in solving problems of fuzzy comparison of text data / A. O. Gilyazetdinov, N. A. Petrov. – Text: direct // Young scientist. – 2021. – № 14 (356). – Pp. 19-23. – URL: https://moluch.ru/archive/356/79781 / (date of request: 17.11.2022).

Shai Shalev-Shwartz, Shai Ben-David. Understanding Machine Learning: From Theory to Algorithms – Cambridge University Press. 2014. ISBN 978-1-107-05713-5.

Nick McCullum. 9 Key Machine Learning Algorithms Explained in Plain English. [Electronic resource]/ URL https://www.freecodecamp.org/news/a-no-code-intro-to-the-9-most-important-machine-learning-algorithms-today / (date of request: 17.11.2022).

Stoyanov A.K. Neural network based on point maps // Izvestiya Tomsk Polytechnic University. - 2008. – Vol. 313. – No. 5. – pp. 96-101.

Stoyanov A.K. Application of recurrent neural network for solving the clustering problem // Izvestiya Tomsk Polytechnic University. – 2009. – Vol. 315. – No. 5. – pp.144-149.

Unidirectional multilayer networks of sigmoidal type. [Electronic resource]/ URL: http://www.igce.comcor.ru/AI_mag/NN/OneWayNets/OneWayNets.html (date of issue 17.11.2022).

Gorbunova E. S. Implementation of an intelligent emotion recognition system using neural networks: Master’s thesis / E. S. Gorbunova; Ural Federal University named after the First President of Russia B. N. Yeltsin, Institute “Higher School of Economics and Management”, Department of Systems Analysis and Decision-making. – Yekaterinburg, 2017. – 80 p. – Bibliogr.: pp. 76-80 (62 titles). [Electronic resource]/ URL:https://elar.urfu.ru/handle/10995/54386


Просмотров аннотации: 121
Загрузок PDF: 80
Опубликован
2023-03-31
Как цитировать
Vorobyov, A., Migrov, A., Romanova, I., Evtyukov, S., & Moskvichev, O. (2023). УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ СВОДООБРУШЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕЙРОННОЙ СЕТИ. International Journal of Advanced Studies, 13(1), 229-251. https://doi.org/10.12731/2227-930X-2023-13-1-229-251
Раздел
Оригинальные статьи