1、密克羅尼西亞聯(lián)邦缺陷數(shù)據(jù)可視化和人機(jī)界面研究與設(shè)計(jì)，學(xué)生：學(xué)生編號(hào)：S10040715，專業(yè)：安全技術(shù)與工程主任：趙永瑞教授，日期：2011年11月10日，報(bào)告內(nèi)容。1.話題2的來(lái)源和基礎(chǔ)。課題研究的意義及其國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。目標(biāo)和內(nèi)容4。研究計(jì)劃5。創(chuàng)新和可行性6。主題1的預(yù)期結(jié)果和時(shí)間表。話題1的來(lái)源和基礎(chǔ)。話題1的來(lái)源。本課題來(lái)源于與海洋石油工程(青島)有限公司的合作項(xiàng)目，1課題的來(lái)源和依據(jù)，1.2課題的依據(jù)，管道腐蝕監(jiān)測(cè)是石油天然氣行業(yè)安全生產(chǎn)和運(yùn)行的重要組成部分，而在管道腐蝕監(jiān)測(cè)中，一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)就是監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和處理。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)可視化技術(shù)已經(jīng)成為分

2、析和處理數(shù)據(jù)的重要手段。本課題是有限狀態(tài)機(jī)監(jiān)控技術(shù)的創(chuàng)新，基于有限狀態(tài)機(jī)對(duì)不同類型管道缺陷的數(shù)據(jù)采集，建立缺陷類型與采集數(shù)據(jù)之間的關(guān)系模型，深入研究數(shù)據(jù)可視化的基本原理和技術(shù)，編寫相關(guān)程序進(jìn)行實(shí)時(shí)圖形顯示，設(shè)計(jì)人機(jī)界面終端液晶顯示界面，實(shí)現(xiàn)缺陷數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)可視化。2、研究的意義和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的分析，2.1研究的意義，本課題可以初步實(shí)現(xiàn)FSM在線監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化，可以提高FSM檢測(cè)效率，使其應(yīng)用更加簡(jiǎn)便，是對(duì)FSM研究的補(bǔ)充和創(chuàng)新。本課題的研究對(duì)于管道的安全檢測(cè)和維護(hù)具有重要的工程實(shí)踐意義和科學(xué)研究?jī)r(jià)值。FSM技術(shù)的原理是將探頭或電極排列在被測(cè)區(qū)域，然后通過金屬結(jié)構(gòu)測(cè)量電場(chǎng)的微小變化，將測(cè)量的

3、電壓值與初始設(shè)定的測(cè)量值進(jìn)行比較，分析被測(cè)物體表面微小電位差形成的電場(chǎng)特性曲線的變化，從而對(duì)點(diǎn)蝕、均勻腐蝕、局部腐蝕、裂紋及其擴(kuò)展進(jìn)行高精度檢測(cè)。這種技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)形成壟斷，但國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)其研究甚少，對(duì)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理也未見報(bào)道。2、課題研究的意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，2.3可視化技術(shù)的研究，2、課題研究的意義和國(guó)內(nèi)研究的現(xiàn)狀，2.4人機(jī)界面產(chǎn)品在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟。目前，人機(jī)界面技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于電力行業(yè)、工程機(jī)械行業(yè)、紡織行業(yè)等。并將繼續(xù)應(yīng)用于太陽(yáng)能等新的科技項(xiàng)目。以北京德文科技生產(chǎn)的人機(jī)界面及其應(yīng)用為例：在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用，在混合動(dòng)力客車行業(yè)中的應(yīng)用，3個(gè)研究目標(biāo)和內(nèi)容，3.1個(gè)研究

4、目標(biāo)。基于FSM采集的不同類型管道缺陷數(shù)據(jù)和建立的關(guān)聯(lián)模型，深入研究了數(shù)據(jù)可視化的基本原理和技術(shù)，編寫了數(shù)據(jù)可視化程序，設(shè)計(jì)了人機(jī)界面液晶顯示界面，監(jiān)測(cè)到的缺陷數(shù)據(jù)可以以圖像的形式實(shí)時(shí)顯示在液晶屏幕上，實(shí)現(xiàn)了FSM監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化和人機(jī)交互操作。3、研究目標(biāo)和內(nèi)容3.2研究?jī)?nèi)容，采集不同缺陷類型的電場(chǎng)特征信號(hào)，建立缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)和缺陷信號(hào)特征數(shù)據(jù)庫(kù)。編寫缺陷數(shù)據(jù)可視化程序和接口程序，并下載到顯示終端。設(shè)計(jì)液晶顯示界面，編寫相關(guān)程序，如不同界面圖片的相互切換、鍵值的返回、報(bào)警值的設(shè)置等，并下載到顯示終端。結(jié)合有限狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視化。研究結(jié)果應(yīng)用于一段含未知缺陷的

5、管道進(jìn)行測(cè)試。通過檢測(cè)管道上方的電場(chǎng)特征信號(hào)，并根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的圖形顯示結(jié)果，判斷有無(wú)通過對(duì)數(shù)據(jù)可視化原理和技術(shù)的理論分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)檢測(cè)到的不同管道缺陷類型的電場(chǎng)特征信號(hào)，由計(jì)算機(jī)軟件編寫缺陷數(shù)據(jù)可視化程序和液晶顯示界面，下載到顯示終端，實(shí)現(xiàn)缺陷數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視化。4研究方案-技術(shù)路線圖，4研究方案-腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖，4研究方案-需要解決的關(guān)鍵問題，建立缺陷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與缺陷特征信號(hào)分析和特征提取的對(duì)應(yīng)關(guān)系，識(shí)別缺陷類型，實(shí)現(xiàn)缺陷尺寸的量化人機(jī)交互操作，5項(xiàng)目的創(chuàng)新和可行性，管道缺陷圖形顯示程序的自主編寫，PC機(jī)與觸摸屏顯示終端接口程序的編寫，可視化程序下載到觸摸屏終端，實(shí)現(xiàn)觸摸屏上的缺陷數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視

6、化。人機(jī)交互可以通過獨(dú)立設(shè)計(jì)液晶相關(guān)顯示界面，編寫不同界面圖片相互切換、鍵值返回、報(bào)警值設(shè)置等相關(guān)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用于未知缺陷類型的管道進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)研究結(jié)果，檢索未知的缺陷類型和缺陷大小，實(shí)現(xiàn)FSM檢測(cè)的智能化。5.1創(chuàng)新點(diǎn)、5學(xué)科創(chuàng)新與可行性、5.2可行性分析、理論基礎(chǔ)、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)、軟件基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)等國(guó)內(nèi)無(wú)損檢測(cè)方法已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究，我們實(shí)驗(yàn)室歷史系的學(xué)生已經(jīng)對(duì)有限狀態(tài)機(jī)的原理進(jìn)行了一些研究。我們的研究團(tuán)隊(duì)擁有東方研究院INV3018采集儀、STP115便攜式儲(chǔ)能點(diǎn)焊機(jī)、WWL-LSX DC穩(wěn)流電源、人機(jī)界面液晶顯示接口、FLUKE 8808A多功能數(shù)字儀表等多種實(shí)驗(yàn)設(shè)備。該

7、實(shí)驗(yàn)室擁有DASP-V10信號(hào)處理軟件，學(xué)校有權(quán)使用MATLAB、LABVIEW等軟件，對(duì)6個(gè)課題的預(yù)期結(jié)果和進(jìn)度，以及6.1的預(yù)期結(jié)果。總結(jié)不同缺陷類型和缺陷尺寸對(duì)電場(chǎng)特征信號(hào)的影響規(guī)律，建立典型管道缺陷與有限狀態(tài)機(jī)電場(chǎng)特征信號(hào)之間的關(guān)系模型，用c語(yǔ)言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)智能串行液晶終端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可視化。根據(jù)研究結(jié)果，檢索未知的缺陷類型和缺陷大小。6、項(xiàng)目的預(yù)期成果和進(jìn)度計(jì)劃，6.2進(jìn)度計(jì)劃，2011.092011.11查閱與項(xiàng)目相關(guān)的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和資料，制定項(xiàng)目的總體規(guī)劃。從2011年12月到2012年1月，準(zhǔn)備了不同類型的管道缺陷。采用有限狀態(tài)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集相應(yīng)的電場(chǎng)特征信號(hào)。從2012年2月至2012年5月，對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行分析，建立典型管道缺陷特征與電場(chǎng)特征信號(hào)之間的關(guān)系模型。2012年6月至2012年7月，對(duì)國(guó)內(nèi)外可視化關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，選擇了合適的算法和技術(shù)。從2012年8月到2012年10月，編寫了程序和液晶顯示界面，實(shí)現(xiàn)了缺陷數(shù)據(jù)的可視化。從2012年1