Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of multi-parameter data visualization by means of multidimensional scaling to evaluate possibility of coal gasification

Jamróz D., Niedoba T., Surowiak A., Tumidajski T., Szostek R., Gajer M.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 3

445--457

EN

The application of methods drawing upon multi-parameter visualization of data by transformation of multidimensional space into two-dimensional one allow to show multi-parameter data on computer screen. Thanks to that, it is possible to conduct a qualitative analysis of this data in the most natural way for human being, i.e. by the sense of sight. An example of such method of multi-parameter visualization is multidimensional scaling. This method was used in this paper to present and analyze a set of seven-dimensional data obtained from Janina Mining Plant and Wieczorek Coal Mine. It was decided to examine whether the method of multi-parameter data visualization allows to divide the samples space into areas of various applicability to fluidal gasification process. The “Technological applicability card for coals” was used for this purpose [Sobolewski et al., 2012; 2013], in which the key parameters, important and additional ones affecting the gasification process were described.

PL

Metody służące do wizualizacji złożonych, wielowymiarowych danych poprzez transformację przestrzeni wielowymiarowej do dwuwymiarowej umożliwiają prezentację tych danych na ekranie komputera. Tym samym są przystępnym instrumentem analizy zbiorów danych, pozwalającym wykorzystać połączenie naszego wzroku z mocą naszej osobistej sieci neuronowej (mózgu) do wyodrębnienia z danych cech, których zauważenie przy pomocy innych metod może być bardzo trudne. W artykule zastosowano jedną z takich metod – skalowanie wielowymiarowe – w celu sprawdzenia, skuteczności tej metody do analizy próbek węgla ze względu na jego przydatność do procesu zgazowania w kotle fluidalnym. W tym celu pobrano próbki dwóch węgli, z KWK „Wieczorek” (węgiel typu 32) oraz ZG „Janina” (węgiel typu 31.2), które następnie miały być poddane testom pod względem ich przydatności do zgazowania. Każda z próbek została zbadana ze względu na cechy, których określone poziomy są kluczowe oraz wskazane w kontekście procesu zgazowania według „Karty przydatności węgli do zgazowania” (Sobolewski et al., 2012; 2013). Każdy z węgli został rozdzielony na osadzarce pierścieniowej (10 pierścieni, uziarnienie węgla 0-18 mm) w wyniku czego powstało pięć warstw (po 2 pierścienie każda). Następnie każda z warstw została rozsiana na 10 klas ziarnowych. Tak otrzymane produkty zostały poddane technicznej oraz chemicznej analizie (ogółem 50 próbek z ZG „Janina” oraz 49 próbek z KWK „Wieczorek” – klasa ziarnowa 16-18 mm w tej drugiej kopalni nie została uzyskana i pomiar był niemożliwy do zrealizowania. Tym samym otrzymano takie parametry do analizy jak: zawartość siarki, zawartość wodoru, zawartość azotu, zawartość chloru, zawartość węgla organicznego, ciepło spalania oraz zawartość popiołu. W wyniku przeprowadzonych badań oraz porównania ich z wymogami prezentowanymi w „Karcie przydatności węgli do zgazowania” okazało się, że tylko 18 próbek spełnia wszystkie wymogi, z czego aż 17 pochodziło z KWK „Wieczorek”. Postanowiono poddać ocenie wszystkie próbki bardziej złożonej obserwacji – wielowymiarowej analizie danych za pomocą skalowania wielowymiarowego. W rozdziale 3 przedstawiono szczegółowo zastosowaną metodologię analizy wraz z opisem algorytmu. Następnie, w rozdziale 4 przedstawiono wyniki obserwacji przeprowadzonych za pomocą opracowanego w tym celu programu komputerowego, napisanego w języku C++. Rysunki 1-3 przedstawiają sytuację, gdzie dane reprezentujące próbki węgla mniej lub bardziej przydatne do zgazowania zaczynają tworzyć podgrupy. Proces grupowania został przedstawiony etapowo, tzn. rys. 1 prezentuje sytuację wyjściową, Rys. 2 sytuację przy bardzo małej wartości parametru ITER = 5, zaś Rys. 3 najlepszy możliwy widok, otrzymany przy wartości parametru ITER = 340. Widać na tym rysunku, że obrazy punktów reprezentujących próbki węgla bardziej oraz mniej podatnego na zgazowanie zajmują osobne podobszary. Widać, że na całym obszarze rysunku, podobszary te można łatwo od siebie odseparować. Przez to możemy na podstawie tego rysunku stwierdzić, że skalowanie wielowymiarowe pozwala podzielić przestrzeń próbek na obszary o różnej przydatności do procesu zgazowania fluidalnego. Dzięki temu analizując następne, nieznane próbki możemy poprzez ich wizualizację zakwalifikować je do grupy bardziej podatnych na zgazowanie lub mniej podatnych na zgazowanie. Ważne jest to szczególnie dlatego, ponieważ w analizowanej sytuacji próbki węgla bardziej podatnego na zgazowanie zajmują wnętrze siedmiowymiarowego prostopadłościanu – co jest znacznym uproszczeniem. Wynika to bezpośrednio z faktu, iż przyjęte warunki określające przynależność do tej grupy („Karta przydatności Technologicznej węgla”) to proste nierówności przy pomocy których łatwo można sprawdzić taką przynależność. W rzeczywistości, może się jednak okazać, że obszar przynależności może mieć znacznie bardziej skomplikowany kształt. Wtedy na podstawie większej ilości próbek, których przynależność do klasy węgla bardziej podatnego na zgazowanie zostanie stwierdzona empirycznie, można będzie próbować przy pomocy skalowania wielowymiarowego uzyskać podział przestrzeni na obszary reprezentujące próbki węgla bardziej oraz mniej podatnego na zgazowanie. Rys. 4 przedstawia podobny podział, ale bez wzięcia pod uwagę parametru „zawartość chloru”. Również i w tym przypadku próbki węgla mniej lub bardziej podatnego na zgazowanie tworzą wyraźne podgrupy. Przy pominięciu parametru „zawartość chloru” już 78 próbek (37 z ZG „Janina” oraz 41 z KWK „Wieczorek”) z analizowanych 99-ciu spełniałoby wymogi zawarte w „Karcie przydatności węgla do zgazowania”. Rys. 5 przedstawia inne podejście do analizowanych próbek węgla. Tym razem za kryterium podziału przyjęto pochodzenie węgla z KWK „Wieczorek” lub ZG „Janina”, bez rozpatrywania ich w kontekście przydatności do zgazowania. Również i tym razem okazało się, że zastosowana metodologia pozwala stwierdzić możliwość efektywnego rozdzielenia, a tym samym prawidłowego rozpoznania analizowanych próbek węgla. Tym samym dowiedziono, że metoda skalowania wielowymiarowego może być bardzo przydatnym narzędziem podczas wieloparametrycznej analizy próbek różnego typu węgli.

2

Comparison of selected methods of multi-parameter data visualization used for classification of coals

Jamroz D., Niedoba T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2015

|

Vol. 51, iss. 2

769--784

EN

Methods of multi-parameter data visualization through the transformation of multidimensional space into two-dimensional one allow to present multidimensional data on computer screen, thus making it possible to conduct a qualitative analysis of this data in the most natural way for human – by a sense of sight. In the paper a comparison was made to show the efficiency of selected seven methods of multidimensional visualization and further, to analyze data describing various coal type samples. Each of the methods was verified by checking how precisely a coal type can be classified when a given method is applied. For this purpose, a special criterion was designed to allow an evaluation of the results obtained by means of each of these methods. Detailed information included presentation of methods, elaborated algorithms, accepted parameters for best results as well the results. The framework for the comparison of the analyzed multi-parameter visualization methods includes: observational tunnels method multidimensional scaling MDS, principal component analysis PCA, relevance maps, autoassociative neural networks, Kohonen maps and parallel coordinates method.

3

Application of multi-parameter data visualization by means of autoassociative neural networks to evaluate classification possibilities of various coal types

Jamroz D.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2014

|

Vol. 50, iss. 2

719--734

EN

The significance of data visualization in modern research is growing steadily. In mineral processing scientists have to face many problems with understanding data and finding essential variables from a large amount of data registered for material or process. Hence it is necessary to apply visualization of such data, especially when a set of data is multi-parameter and very complex. This paper puts forward a proposal to introduce the autoassociative neural networks for visualization of data concerning three various types of hard coal. Apart from theoretical discussion of the method, the empirical applications of the method are presented. The results revealed that it is a useful tool for a researcher facing a complicated set of data which allows for its proper classification. The optimal neural network parameters to successfully separate the analyzed three types of coal were found out for the analyzed example.

4

Metody usprawnienia wizualizacji i interpretacji powierzchniowej budowy geologicznej

Nita J., Małolepszy Z.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2004

|

R. 43, nr 3

39-43

PL

W artykule zaprezentowano dwie metody usprawniające wizualizację powierzchniowej budowy geologicznej i jej bezpośrednich związków z ukształtowaniem oraz obecnym zagospodarowaniem powierzchni terenu. W pierwszej wykorzystano cieniowany relief powierzchni terenu utworzony z numerycznego modelu wysokościowego (DEM). Cieniowany relief posłużył jako tło dla mapy geologicznej. Dzięki połączeniu dwóch obrazów uzyskano pseudo-trójwymiarowy model wychodni geologicznych, prezentujący w sposób czytelny geomorfologiczne cechy powierzchni terenu. W drugiej metodzie obraz geologii powierzchniowej zestawiono z fragmentem satelitarnej mozaiki archiwalnych obrazów Landsat 5 w formacie kompresji danych MrSID. Obraz jest udostępniony przez NASA i doskonale nadaje się do ogólnej oceny zagospodarowania powierzchni terenu. Zasięg prezentowanego opracowania ograniczono do obszaru województwa śląskiego. Autorzy wskazują inne możliwości praktycznego wykorzystania przez różnych użytkowników metod wizualizacji przestrzeni geologicznej w opracowaniach dokumentacyjnych i naukowych.

EN

On the base of geological map of the Silesia province two methods of significant improvement of surficial geology visualisation are presented in the paper. The application of digital techniques to image processing combined with spatial information makes presentation clear and more understandable regarding interaction between geology and topography. According to the first method the shaded relief of DEM is overlaid by geological map what gives pseudo three-dimensional impression. According to the second method, the geological map is combined with the Landsat image (NASA) available in the MrSID format, what improves the understanding of relationships between geology and landuse.