Розробка моделі з використанням регресії опорних векторів для системи вимірювання концентрації вуглекислого газу на основі бездротового оптико-електронного сенсора

Abstract

В роботі запропоновано модель з використанням регресії опорних векторів для системи вимірювання концентрації вуглекислого газу на основі бездротового оптико-електронного сенсора. В середовищі, що може бути небезпечним для людини, розташовується сенсор, який дистанційно передає дані про концентрацію газу на комп’ютер, де за допомогою машинного навчання проводиться обробка отриманої інформації. В якості такого сенсора запропоновано використати оптико-електронний сенсор концентрації вуглекислого газу завдяки високій точності, чутливості, стабільності та надійності, а також швидкій реакції, стійкості до завад, безконтактності вимірювань, мінімальному технічному обслуговуванню та можливості дистанційного моніторингу. Також в роботі запропоновано використовувати модель регресії опорних векторів для обробки даних бездротового оптико-електронного сенсора концентрації вуглекислого газу. Регресія опорних векторів добре працює з нелінійними даними та, порівняно з іншими методами, демонструє високу точність при малій та середній кількості вхідних даних. Такі системи можуть виявляти вуглекислий газ завдяки вимірюванню його концентрації з високою точністю внаслідок збору даних в режимі реального часу оптико-електронним сенсором, що в поєднанні з обробкою зібраних даних за допомогою машинного навчання демонструє великий потенціал у вимірюванні концентрації вуглекислого газу, а, отже, і раннього попередження про його появу. Основними показниками ефективності запропонованої моделі вимірювання концентрації вуглекислого газу з використанням регресії опорних векторів, що визначалися в процесі дослідження, було обрано такі характеристики як середньоквадратична похибка (MSE), середня абсолютна похибка (MAE) та коефіцієнт детермінації (R2 ). Для аналізу цих показників була проведена оцінка зміни MSE, MAE та точності за метрикою R2 під час навчання та перевірки моделі, порівняння даних з оптичного сенсора та з моделі, а також оцінки зміни MSE та MAE в процесі вимірювання.