СУБОПТИМАЛЬНАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА Российский патент 2017 года по МПК B61D27/00 G05B13/00 F24H9/20 H04N5/225 H04N5/243 

Изобретение относится к энергетике и может использоваться для промышленных, сельскохозяйственных и бытовых нужд.

Известна система отопления пассажирского вагона, содержащая теплогенерирующий блок, выход которого соединен через напорные трубы с калорифером и со входом расширителя, выходы которого соединены с отопительными ветвями купейной и коридорной сторон с нагревательными трубами, которые другими своими концами подсоединены к входу теплогенерирующего блока, выполненного в виде статора асинхронного двигателя, в пазах магнитопровода которого уложена первичная обмотка переменного тока, в расточке статора расположена вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка, представляющая собой полый цилиндр, вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, на внутренней поверхности вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти (Патент RU №78747, МПК B61D 27/00, опубл. 10.12.2008).

Также известна система отопления пассажирского вагона, содержащая теплогенерирующий блок, выход которого соединен через напорные трубы с калорифером и со входом расширителя, выходы которого соединены с отопительными ветвями купейной и коридорной сторон с нагревательными трубами, которые другими своими концами подсоединены к входу теплогенерирующего блока, теплогенерирующий блок выполнен в виде статора асинхронного двигателя, в пазах магнитопровода которого уложена первичная обмотка переменного тока, в расточке статора расположена вращающаяся короткозамкнутая вторичная обмотка, представляющая собой полый цилиндр, вращающаяся вторичная обмотка и магнитопровод разделены дополнительным теплоизолирующим элементом из антифрикционного неэлектропроводящего материала, выполняющего функцию радиально-упорного подшипника скольжения и составляющего единое целое с магнитопроводом и первичной обмоткой, на внутренней поверхности вторичной обмотки сформированы и жестко связаны с ней напорные лопасти, а на внутренней поверхности расточки статора жестко закреплен теплогенерирующий элемент, представляющий собой цилиндр, выполненный из электропроводящего материала (Патент RU №85425, МПК B61D 27/00, опубл. 10.08.2009).

Недостатком этих устройств является низкая энергетическая эффективность вследствие отсутствия блока управления системой отопления.

Наиболее близкой по технической сущности является автоматизированная система отопления пассажирского вагона, содержащая теплогенерирующий блок с первичной обмоткой переменного тока, выход которого с помощью напорных труб соединен с калорифером, который в свою очередь с помощью напорных труб соединен с входом расширителя, выход расширителя соединен с отопительными ветвями купейной и коридорной сторон с нагревательными трубами, отопительные ветви другими своими концами подсоединены к входу теплогенерирующего блока, причем в отопительные ветви встроены измерительные датчики, выходы которых соединены с входом сумматора, выход которого соединен с входом блока управления, а выход блока управления соединен с первичной обмоткой переменного тока теплогенерирующего блока (Патент RU №85426, МПК B61D 27/00, опубл. 10.08.2009). В рассматриваемом устройстве измерительные датчики фиксируют температуру окружающей среды.

Недостатком устройства является низкая энергоэффективность системы отопления, обусловленная использованием блока управления, учитывающим только температуру окружающей среды.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности устройства за счет учета наличия физических объектов в зоне действия системы отопления.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик энергетической системы отопления, а конкретно - в повышении ее энергоэффективности.

Этот результат является следствием использования устройства субоптимальной помеховой фильтрации, интегрированного в блок управления энергетической системы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняет чертеж, на котором приведены следующие обозначения: теплогенерирующий блок с первичной обмоткой переменного тока, который является объектом управления (ОУ), блок управления (БУ), встроенная в блок управления камера наблюдения (КН), являющаяся датчиком измерений, регистрирующим наличие физических объектов, устройство стабилизации изображения (УСИ), блок адаптации фона (БАФ), блок детекции движения (БДД), блок выделения блобов (Binary Large OBject - blob) переднего плана (БВБПП), модуль определения вектора оптического потока (МОВОП), блок стабилизации изображения (БСИ), устройство субоптимальной помеховой фильтрации (УСПФ), блок анализа освещенности (БАО), модуль анализа зашумленности (МАЗ), блок выбора пороговых значений (БВПЗ), блок выбора коэффициента фильтрации (БВКФ), блок выбора фильтров (БВФ), модуль предобработки (МП), модуль повышения контраста (МПК), устройство обучения и распознавания образов (УОиРО), блок нормализации (БН), блок обучения (БО), блок выбора признаков (БВП), блок распознавания (БР), интеллектуальный блок принятия решений (ИБПР), блок целевого управления (БЦУ).

Субоптимальная энергетическая система (СЭС) работает следующим образом.

Питание на сетевую обмотку теплогенерирующего блока ОУ подается через блок управления БУ, включающий интеллектуальный блок принятия решений ИБПР, состоящий из устройства обучения и распознавания образов УОиРО, устройства субоптимальной помеховой фильтрации УСПФ и устройства стабилизации изображения УСИ. Датчиком измерений является камера наблюдения КН, которая транслирует видеопоток с области действия объекта управления ОУ. При появлении физических объектов в зоне действия СЭС информация с КН отправляется на устройство стабилизации изображения УСИ. В данном устройстве происходит сравнение текущего кадра с предыдущим в МОВОП и сравнение текущего кадра с эталоном фона в БВБПП. Обновление эталона фона производится БАФ. БДД делает вывод, к какому классу относится движение: наличие в кадре посторонних объектов, изменение уровня освещенности, помехи, вызванные смещением или вибрацией камеры наблюдения, что исключает ложное срабатывание устройства. После того как БСИ устраняет инструментальные помехи, при обнаружении других помех, изображение передается на устройство субоптимальной помеховой фильтрации УСПФ.

На основании анализа, проведенного в МАЗ, производится выбор применяемого фильтра. Определив тип и уровень освещенности, БАО передает данные на БВПЗ для вычисления пороговых значений фильтрации. В модуле предобработки происходит применение выбранных фильтров к изображению, после чего выполняется повышение контраста.

В УОиРО изображение нормализуется, и выделяются области интереса. БР анализирует полученные области на предмет наличия в них физических объектов.

Учитывая целевое управление, интеллектуальный блок принятия решений воздействует на ОУ. Так же, анализируя предыдущие решения, ИБПР может сделать вывод об ошибочной работе БР и внести изменения в БВП, используя блок обучения. В соответствии с распознанным образом в наблюдаемой сцене ИБПР отправляет управляющий сигнал на объект управления.

Таким образом, за счет применения устройства субоптимальной помеховой фильтрации блок управления становится восприимчивым к информации о наличии физических объектов в зоне действия субоптимальной энергетической системы, что в свою очередь приводит к повышению энергетической эффективности устройства.

Изобретение относится к системе отопления в железнодорожных вагонах. Субоптимальная энергетическая система содержит теплогенерирующий блок с первичной обмоткой переменного тока, являющийся объектом управления. Выход блока соединен с входом блока управления, использующим измерительные датчики. В блок управления включена камера наблюдения, являющаяся датчиком наличия физических объектов. Блок управления содержит устройство стабилизации изображения, блок адаптации фона, блок детекции движения, блок выделения блобов переднего плана, модуль определения вектора оптического потока, блок стабилизации изображения, устройство субоптимальной помеховой фильтрации, блок анализа освещенности, модуль анализа зашумленности, блок выбора пороговых значений, блок выбора коэффициента фильтрации, блок выбора фильтров, модуль предобработки, модуль повышения контраста, устройство обучения и распознавания образов, блок нормализации, блок обучения, блок выбора признаков, блок распознавания, интеллектуальный блок принятия решений и блок целевого управления. Технический результат заключается в повышении эффективности энергетической системы. 1 ил.

Субоптимальная энергетическая система, содержащая теплогенерирующий блок с первичной обмоткой переменного тока, являющийся объектом управления, выход которого соединен с входом блока управления, использующим измерительные датчики, отличающаяся тем, что в блок управления включена камера наблюдения, являющаяся датчиком наличия физических объектов, которая соединена с модулем определения вектора оптического потока и с блоком выделения блобов переднего плана, который соединен с блоком адаптации фона и с блоком детекции движения, который соединен с блоком адаптации фона и с модулем определения вектора оптического потока, который соединен с блоком стабилизации изображения, выход которого соединен с модулем анализа зашумленности, который соединен с блоком выбора фильтров и блоком анализа освещенности, который соединен с блоком адаптации фона и блоком выбора пороговых значений, который соединен с модулем предобработки, который соединен с блоком выбора коэффициента фильтрации, с модулем повышения контраста и с блоком выбора фильтров, который соединен с модулем анализа зашумленности и блоком выбора коэффициента фильтрации, модуль повышения контраста соединен с блоком нормализации, который соединен с блоком распознания, блок обучения соединен с блоком выбора признаков, интеллектуальный блок принятия решений соединен с блоком целевого управления, с блоком выбора признаков, с блоком распознания, с блоком обучения и с теплогенерирующим блоком.