Search academic texts

Information × Registration Number 0826U002410, PhD dissertation Status Доктор філософії Date popup.evolution o Title Automated system for calibrating steel cylindrical horizontal tanks by geometric method Author Denys M. Proskurenko, popup.head Mykhailo O. Bezuhlyi popup.opponent Fedir D. Matiko popup.opponent Serhii I. Plankovskyi popup.review Nataliia M. Ausheva popup.review Igor V. Orynyak Description Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-прикладної задачі підвищення точності та ефективності калібрування сталевих циліндричних горизонтальних резервуарів шляхом розроблення автоматизованої програмно-апаратної системи, що базується на використанні тривимірного лазерного сканування та геометричного аналізу просторових даних. Необхідність виконання таких досліджень обумовлена зростанням вимог до точності обліку рідких продуктів у нафтогазовій, хімічній, енергетичній та транспортно-логістичній галузях, де навіть незначні похибки у визначенні місткості резервуарів можуть призводити до суттєвих економічних втрат, викривлення результатів комерційного обліку та зниження достовірності метрологічного забезпечення. Існуючі методи калібрування, зокрема об’ємний та геометричний, мають ряд обмежень, пов’язаних із трудомісткістю, недостатнім рівнем автоматизації, а також спрощеним урахуванням геометрії резервуара, що, як правило, розглядається як ідеалізована. У реальних умовах експлуатації резервуари зазнають деформацій, мають технологічні відхилення форми, локальні нерівності та інші фактори, які впливають на точність визначення їх місткості. У зв’язку з цим особливої актуальності набуває застосування методів, що дозволяють враховувати фактичну геометрію об’єкта на основі високоточного 3D-сканування. Метою дисертаційного дослідження є підвищення точності калібрування сталевих циліндричних горизонтальних резервуарів шляхом удосконалення геометричного методу на основі використання 3D-хмари точок та створення автоматизованої системи, яка забезпечує повний цикл оброблення даних — від сканування до формування поміліметрової градуювальної таблиці. Для досягнення поставленої мети у роботі виконано комплекс взаємопов’язаних теоретичних та експериментальних досліджень. У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та завдання дослідження, визначено об’єкт і предмет дослідження, наведено методи та засоби, що використовуються в роботі, розкрито наукову новизну, практичне значення та особистий внесок здобувача. У першому розділі проведено системний аналіз існуючих методів калібрування резервуарів, включаючи об’ємні, геометричні та комбіновані підходи. Розглянуто нормативно-методичне забезпечення процесів калібрування та сучасні технічні засоби їх реалізації. Особливу увагу приділено аналізу обмежень традиційних методів у контексті автоматизації та врахування реальної геометрії поверхні резервуарів. Встановлено, що існуючі підходи не забезпечують достатньої інтеграції процесів збору, оброблення та аналізу даних, а також не містять ефективних засобів оцінювання якості отриманих 3D-даних. На основі проведеного аналізу сформульовано постановку задачі дослідження, яка полягає у створенні автоматизованої системи калібрування з урахуванням фактичної геометрії резервуара та адаптивного керування процесом сканування. У другому розділі розроблено структуру автоматизованої системи калібрування резервуарів геометричним методом, яка включає підсистеми збору даних, оцінювання якості 3D-хмари точок, керування положенням сканера, оброблення просторових даних та формування результатів калібрування. Запропоновано аналітичну модель функціонування системи, що описує взаємозв’язки між її складовими та визначає логіку прийняття рішень щодо адаптивного переміщення 3D-сканера у вертикальній площині. Розроблено метод оцінювання якості 3D-хмари точок, який базується на аналізі таких характеристик, як щільність розподілу точок, рівень шуму, повнота покриття поверхні та наявність викидів. На основі цих показників реалізовано алгоритм прийняття рішень щодо необхідності повторного сканування та визначення напряму і величини переміщення сканера. Це дозволяє забезпечити адаптивне формування повної та репрезентативної моделі поверхні резервуара. Запропоновано комбінований метод сегментації 3D-хмари точок, який поєднує використання ітераційного алгоритму RANSAC для виділення циліндричної частини резервуара та кластеризації методом DBSCAN для визначення днищ. Подальше уточнення меж сегментів здійснюється на основі аналізу нормалей та кривизни поверхні, що забезпечує підвищення точності виділення геометричних елементів. На основі сегментованих даних розроблено математичні моделі визначення геометричних параметрів циліндричної частини та днищ резервуара з урахуванням їх реальної форми. У третьому розділі наведено результати експериментальних досліджень розробленої системи. Проведено апробацію алгоритмів оцінювання якості 3D-хмари точок та адаптивного керування положенням сканера, що підтвердило їх ефективність у забезпеченні повноти покриття поверхні резервуара та зменшенні кількості повторних сканувань. Виконано дослідження точнос Registration Date 2026-06-10 popup.nrat_date 2026-06-10 Close