Monitoring of flood embankments with the use of tomographic systems with distributed architecture

• Autorzy: Rymarczyk T. , Cieplak T. , Tchórzewski P. , Kłosowski G. , Sikora J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2018.12.37

Warianty tytułu

PL

Monitorowanie wałów przeciwpowodziowych za pomocą systemów tomograficznych o architekturze rozproszonej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The subject of the presented article are studies on the automatic and reliable method of observing flood embankments using a multisensor integrated monitoring system. Designing and developing this type of system is a serious challenge, mainly due to the need to involve experienced specialists and scientists from various fields of science and technology. An element of such a system is the electrical tomograph presented in the article for non-destructive testing. With the help of the presented tomographic system, it is possible to carry out tests of technical objects such as flood barriers and industrial tanks. The described monitoring system, in addition to the software, consists of many subsystems and components, of which sensors play a special role. With their help, the system measures various types of physical parameters, including: wind speed, ambient temperature, voltage, etc. In this text, the authors focused on one of the subsystems of the described solution, namely on the electrical tomography. The principle of operation of the discussed system is based on the observation of the environment using many differentiated, intelligent measurement methods. In addition, an analytical module based on computational intelligence algorithms is an important element of the monitoring system. This module is used to analyze and visualize input data.

PL

Przedmiotem prezentowanego artykułu są badania nad automatyczną i niezawodną metodą obserwacji obwałowań przeciwpowodziowych za pomocą wieloczujnikowego zintegrowanego systemu monitorowania. Projektowanie i opracowywanie tego typu systemu stanowi poważne wyzwanie, głównie ze względu na konieczność zaangażowania doświadczonych specjalistów i naukowców z różnych dziedzin nauki i techniki. Elementem takiego systemu jest tomograf elektryczny umożliwiający badania nieniszczące. Za pomocą systemu tomograficznego można przeprowadzać skanowanie obiektów technicznych, takich jak zapory przeciwpowodziowe i zbiorniki przemysłowe. Opisywany system monitorowania, oprócz oprogramowania, składa się z wielu podsystemów i komponentów, z których czujniki odgrywają szczególną rolę. Za ich pomocą system mierzy różne rodzaje parametrów, w tym: prędkość wiatru, temperaturę otoczenia, napięcie itp. W artykule skoncentrowano się na jednym z podsystemów przedmiotowego systemu, a mianowicie na tomografii elektrycznej. Zasada działania systemu monitorowania oparta jest na obserwacji środowiska przy użyciu wielu zróżnicowanych, inteligentnych metod pomiarowych. Ponadto ważnym elementem systemu jest moduł analityczny oparty na algorytmach inteligencji obliczeniowej. Moduł ten służy do analizy i wizualizacji danych wejściowych.

Słowa kluczowe

EN

electrical tomography; micro-service architecture; multi-agent systems; Internet of things

PL

tomografia elektryczna; architektura mikroserwisowa; systemy wieloagentowe; Internet rzeczy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 94, nr 12
• Strony: 170--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Rymarczyk T.

• University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin
• Poland/ Research & Development Centre Netrix S.A.

autor

Cieplak T.

• Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 38A, Lublin, Poland

autor

Tchórzewski P.

• Research & Development Centre Netrix S.A.

autor

Kłosowski G.

• Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 38A, Lublin, Poland

autor

Sikora J.

• Research & Development Centre Netrix S.A.

Bibliografia

• [1] Rymarczyk T., Cieplak T., Tchórzewski P., Kłosowski G. and Sikora J., Distributed system architecture for the remote monitoring of a flood embankment, PTZE — 2018 Applications of Electromagnetic in Modern Techniques and Medicine, 09-12 September 2018, Racławice, Poland.
• [2] Fiala P., Drexler P., Nešpor D., Szabó Z., Mikulka J., Polívka J., The Evaluation of Noise Spectroscopy Tests, ENTROPY, 12 (2016), 1-16.
• [3] Filipowicz S.F., Rymarczyk T., Measurement Methods and Image Reconstruction in Electrical Impedance Tomography, Przeglad Elektrotechniczny, 88, Issue 6, (2012), 247-250.
• [4] Ito K., Kunish K., and Li Z., The Level-Set Function Approach to an Inverse Interface Problem, Inverse Problems, 17 (2001), No. 5, 1225–1242.
• [5] Karhunen K., Seppänen A., Lehikoinen A., Monteiro P. J., and Kaipio J. P., Electrical Resistance Tomography Imaging of Concrete, Cement and Concrete Research, 40 (2010), 137–145.
• [6] Kłosowski G., Kozłowski E., Gola A., Integer linear programming in optimization of waste after cutting in the furniture manufacturing, Advances in Intelligent Systems and Computing 2018; 637 (2018), 260 -270.
• [7] Kryszyn J., Smolik W., Radzik B., Olszewski T., Szabatin R., Switchless charge-discharge circuit for electrical capacitance tomography, Measurement Science and Technology, 25, no. 11, (2014), p. 115009.
• [8] Kryszyn J., Smolik W., Toolbox for 3d modelling and image reconstruction in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7, no. 1, (2017), 137-145; DOI: 10.5604/01.3001.0010.4603
• [9] Lopato P., Herbko M. A Circular Microstrip Antenna Sensor for Direction Sensitive Strain Evaluation, Sensors, 1, (2018), 310; https://doi.org/10.3390/s18010310
• [10] Mazurkiewicz D., Maintenance of belt conveyors using an expert system based on fuzzy logic”. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15 (2015); No. 2: 412-418.
• [11] Krawczyk A., Korzeniewska E., Łada-Tondyra E., Magnetophosphenes – History and contemporary implications", Przeglad Elektrotechniczny, 94 (2018), No. 1, 61-64.
• [12] Korzeniewska E., Walczak M., Rymaszewski J., Elements of Elastic Electronics Created on Textile Substrate, Proceedings of the 24th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems - MIXDES 2017, 2017, 447-45.
• [13] Osher S. and Fedkiw R., Level Set Methods: An Overview and Some Recent Results, Journal of Computational Physics, 169 (2001), 463–502.
• [14] Osher S. and Santosa F., Level set methods for optimization problems involving geometry and constraints. Frequencies of a two density inhomogeneous drum, Journal of Computational Physics, 171, (2001), 272–288.
• [15] Polakowski K., Filipowicz S.F., Sikora J., Rymarczyk T., Tomography technology application for Workflows of Gases Monitoring in The Automotive Systems, Przeglad Elektrotechniczny, 84 (2008), No. 12, 227-229.
• [16] Psuj G. Multi-Sensor Data Integration Using Deep Learning for Characterization of Defects in Steel Elements, Sensors, 1, (2018), 292; https://doi.org/10.3390/s18010292
• [17] Romanowski A., Big Data-Driven Contextual Processing Methods for Electrical Capacitance Tomography, IEEE Transactions on Industrial Informatics, (2018), 1551-3203, DOI: 10.1109/TII.2018.2855200
• [18] Rymarczyk T., Sikora J., Applying industrial tomography to control and optimization flow systems, Open Physics, 16, (2018); 332–345, DOI: https://doi.org/10.1515/phys-2018-0046
• [19] Rymarczyk T., Kłosowski G., Application of neural reconstruction of tomographic images in the problem of reliability of flood protection facilities, Eksploatacja I Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 20 (2018), No. 3, 425–434, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2018.3.11
• [20] Rymarczyk T., Kłosowski G., Kozłowski E., Non-Destructive System Based on Electrical Tomography and Machine Learning to Analyze Moisture of Buildings, Sensors, 7 (2018), 2285.
• [21] Smolik W., Kryszyn J., Olszewski T., Szabatin R., Methods of small capacitance measurement in electrical capacitance tomography, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ) , 7 (2017), No. 1, 105-110; DOI: 10.5604/01.3001.0010.4596
• [22] Wajman R., Fiderek P., Fidos H., Sankowski D., Banasiak R., Metrological evaluation of a 3D electrical capacitance tomography measurement system for two-phase flow fraction determination, Measurement Science and Technology, 24 (2013), No. 6, 065302.
• [23] Ye Z.., Banasiak R., Soleimani M., Planar array 3D electrical capacitance tomography, Insight: Non-Destructive Testing and Condition Monitoring, 55 (2013), No. 12, 675-680
• [24] Zhang Z., A review of rising damp in masonry buildings. Advanced Polymer and Composite Research, (2010).
• [25] Ziolkowski M., Gratkowski S., and Zywica A. R., Analytical and numerical models of the magnetoacoustic tomography with magnetic induction,” COMPEL - Int. J. Comput. Math. Electr. Electron. Eng., 37 (2018), No. 2, 538–548.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).