Непараметрические методы и программные средства на их основе для согласования и уточнения неточных данных, основанные на учете известных взаимосвязей и априорной информации

Настоящая НИОКТР направлена на получение методов и средств осуществления согласования неточных данных, представляющих собой взаимосвязанные значения, зависимости между которыми известны (полностью или частично), не зависящие от распределения случайных погрешностей, эти данные искажающих. Современное состояние развития киберфизических систем, систем управления сложными объектами, широкое внедрение средств цифрового моделирования и технологий цифровых двойников в производство привели к тому, что при взаимодействии информационных систем с объектами наблюдения или управления практически всегда наличествует значительный объем информации об этих объектах, представленный в той или иной форме. Данная информация, выраженная обычно в виде систем обычных или дифференциальных уравнений или систем неравенств, может быть использована для повышения качества измерительных данных, поступающих с объекта, или иных количественных сведений об его состоянии, используемых для выработки сигналов управления или принятия решений. Выполненные в данной области исследования представляют в основном качественные методы подобной валидации (удаление выбросов), которые практически никогда не используются для количественного уточнения анализируемых данных за счет анализа сведений об имеющихся взаимосвязях между входящими в их состав отдельными значениями. Практически ни одна работа в этой области не пытается учитывать сведения о погрешности обрабатываемых данных, а лишь выполняет их фильтрацию на предмет соответствия условиям, налагаемых априорной информацией на их потенциальные значения, т.е. предоставляет по большому счету качественные методы согласования данных. Предлагаемые к разработке методы и программные средства свободны от предположения о нормальности закона распределения обрабатываемых данных (которое на текущий момент является практически обязательным предположением в существующих подходах), что существенно расширяет возможности их использования как для задачи повышения точности результатов измерений, так и для детектирования выбросов в неточных сигналах измерительной информации. Также поставлена задача уточнения неточных данных за счет имеющейся информации о взаимосвязях между их значениями (также неточной) в условиях, когда упомянутые неопределенности выражены с применением современных формализмов описания (прежде всего – probability boxes). Предлагаемая НИОКТР направлена на теоретическое решение важной и актуальной задачи практической направленности (повышение качества данных об объектах наблюдения или управления за счет использования всего объема информации о них), на составление соответствующих программных средств для внедрения разрабатываемых методов и подходов в информационные системы управления и измерительные системы и обеспечит развитие в соответствующих областях отечественной метрологии, паритет с зарубежной научной школой в области валидации и согласования неточных данных, что позволит среди прочего повысить конкурентоспособность отечественной высокотехнологичной продукции. Повышение точности измерений на производствах и сложных технологических установках позволяет существенно повысить контролируемость и управляемость технологических процессов, а также достоверность и надежность принимаемых решений. Поскольку повышение точности достигается только лишь за счет более полного использования имеющейся информации, а не за счет развития аппаратной части средств измерений, то планируемые к получению в рамках данной НИОКТР результаты позволят получить существенное удешевление точных измерений и снижение экономических издержек, связанных с обеспечением надлежащей точности измерений.