本發(fā)明屬于車輛監(jiān)測(cè)，具體涉及一種礦鏟車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、礦用鏟車，即礦井專用裝載機(jī)，是一種廣泛應(yīng)用于礦山、隧道等惡劣環(huán)境下的鏟裝作業(yè)設(shè)備，由于其特殊的作業(yè)環(huán)境和要求，礦鏟車輛必須具備高效、穩(wěn)定、耐用等特點(diǎn)?，F(xiàn)有的礦鏟車輛在運(yùn)行使用時(shí)，缺乏相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段，特別是針對(duì)礦鏟車輛的液壓系統(tǒng)，缺乏有效的液壓系統(tǒng)安全隱患監(jiān)測(cè)手段，一旦礦鏟車輛的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，就容易導(dǎo)致車輛操作失控，進(jìn)而帶來(lái)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種礦鏟車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，提供一種礦鏟車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括：

4、采集礦用鏟車在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，并對(duì)車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，得到清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集；

5、從清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中提取液壓油溫升參數(shù)、冷卻液溫升參數(shù)以及液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)；

6、利用液壓油溫升參數(shù)計(jì)算液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)，利用液壓油溫升參數(shù)和液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)計(jì)算液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)；

7、基于冷卻液溫升參數(shù)、液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)和液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)確定礦用鏟車在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)；

8、將礦用鏟車在多個(gè)歷史時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)與當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)按時(shí)序組合，得到特征參數(shù)序列；

9、將特征參數(shù)序列輸入預(yù)置的異常檢測(cè)模型中進(jìn)行異常檢測(cè)，得到對(duì)應(yīng)的異常檢測(cè)結(jié)果；

10、根據(jù)異常檢測(cè)結(jié)果判定礦用鏟車是否存在液壓系統(tǒng)工作異常情況，并在判定礦用鏟車存在液壓系統(tǒng)工作異常情況時(shí)，根據(jù)異常檢測(cè)結(jié)果確定異常等級(jí)，根據(jù)異常等級(jí)輸出對(duì)應(yīng)的車輛液壓系統(tǒng)報(bào)警信息。

11、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述對(duì)車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，得到清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，包括：

12、刪除車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中的冗余數(shù)據(jù)，并采用線性差值法補(bǔ)全車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中的缺失數(shù)據(jù)。

13、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集包含各采樣時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的液壓油溫度參數(shù)、冷卻液溫度參數(shù)和液壓系統(tǒng)電機(jī)輸出功率，所述從清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中提取液壓油溫升參數(shù)、冷卻液溫升參數(shù)以及液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)，包括：

14、用各采樣時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)液壓油溫度參數(shù)中的最大液壓油溫度參數(shù)減去最小液壓油溫度參數(shù)，得到液壓油溫升參數(shù)；

15、用各采樣時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)冷卻液溫度參數(shù)中的最大冷卻液溫度參數(shù)減去最小冷卻液溫度參數(shù)，得到冷卻液溫升參數(shù)；

16、將各采樣時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)液壓系統(tǒng)電機(jī)輸出功率的平均值作為液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)。

17、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述利用液壓油溫升參數(shù)計(jì)算液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)，包括：

18、將液壓油溫升參數(shù)代入預(yù)置的第一系數(shù)算式中進(jìn)行計(jì)算，得到液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)，所述第一系數(shù)算式為p＝δt0×v×c×ρ，其中，p為液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)，δt0為液壓油溫升參數(shù)，v為設(shè)定的液壓系統(tǒng)液壓油容積，c為設(shè)定的液壓油比熱容，ρ為設(shè)定的液壓油密度。

19、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述利用液壓油溫升參數(shù)和液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)計(jì)算液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)，包括：

20、將液壓油溫升參數(shù)和液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)代入預(yù)置的第二系數(shù)算式中進(jìn)行計(jì)算，得到液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)，所述第二系數(shù)算式為其中，t為液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)，q為液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)，α為設(shè)定的溫度系數(shù)，β為設(shè)定的液壓油體積膨脹系數(shù)，δ為設(shè)定的高斯常數(shù)。

21、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述基于冷卻液溫升參數(shù)、液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)和液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)確定礦用鏟車在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)，包括：

22、將冷卻液溫升參數(shù)、液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)和液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)代入預(yù)置的特征參數(shù)算式中進(jìn)行計(jì)算，得到礦用鏟車在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)，所述特征參數(shù)算式為其中，s為液壓系統(tǒng)特征參數(shù)，δt1為冷卻液溫升參數(shù)，k為設(shè)定的冷卻系數(shù)。

23、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，在將特征參數(shù)序列輸入預(yù)置的異常檢測(cè)模型中進(jìn)行異常檢測(cè)前，所述方法還包括：

24、構(gòu)建初始化的邏輯回歸模型，并利用預(yù)置的訓(xùn)練集對(duì)初始化的邏輯回歸模型進(jìn)行訓(xùn)練優(yōu)化，得到訓(xùn)練后的異常檢測(cè)模型，所述訓(xùn)練集包含若干標(biāo)注有正標(biāo)簽的第一特征參數(shù)序列樣本以及若干標(biāo)注有負(fù)標(biāo)簽的第二特征參數(shù)序列樣本。

25、在一個(gè)可能的設(shè)計(jì)中，所述異常檢測(cè)結(jié)果為[0，1]范圍內(nèi)的概率值，所述根據(jù)異常檢測(cè)結(jié)果判定礦用鏟車是否存在液壓系統(tǒng)工作異常情況，并在判定礦用鏟車存在液壓系統(tǒng)工作異常情況時(shí)，根據(jù)異常檢測(cè)結(jié)果確定異常等級(jí)，包括：

26、在異常檢測(cè)結(jié)果大于0.5時(shí)，判定礦用鏟車存在液壓系統(tǒng)工作異常情況，并用異常檢測(cè)結(jié)果減去0.5，得到概率差；

27、將概率差導(dǎo)入預(yù)置的異常等級(jí)表中進(jìn)行匹配，確定對(duì)應(yīng)的異常等級(jí)，所述異常等級(jí)表中包含若干異常等級(jí)以及各異常等級(jí)關(guān)聯(lián)對(duì)應(yīng)的概率差區(qū)間。

28、第二方面，提供一種礦鏟車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)提取單元、參數(shù)計(jì)算單元、特征計(jì)算單元、特征組建單元、異常檢測(cè)單元和監(jiān)測(cè)判定單元，其中：

29、數(shù)據(jù)采集單元，用于采集礦用鏟車在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集，并對(duì)車輛運(yùn)行初始監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，得到清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集；

30、數(shù)據(jù)提取單元，用于從清洗后的車輛運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集中提取液壓油溫升參數(shù)、冷卻液溫升參數(shù)以及液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)；

31、參數(shù)計(jì)算單元，用于利用液壓油溫升參數(shù)計(jì)算液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)，利用液壓油溫升參數(shù)和液壓系統(tǒng)電機(jī)功率參數(shù)計(jì)算液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)；

32、特征計(jì)算單元，用于基于冷卻液溫升參數(shù)、液壓系統(tǒng)熱功系數(shù)和液壓系統(tǒng)溫升系數(shù)確定礦用鏟車在當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)；

33、特征組建單元，用于將礦用鏟車在多個(gè)歷史時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)與當(dāng)前時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)按時(shí)序組合，得到特征參數(shù)序列；

34、異常檢測(cè)單元，用于將特征參數(shù)序列輸入預(yù)置的異常檢測(cè)模型中進(jìn)行異常檢測(cè)，得到對(duì)應(yīng)的異常檢測(cè)結(jié)果；

35、監(jiān)測(cè)判定單元，用于根據(jù)異常檢測(cè)結(jié)果判定礦用鏟車是否存在液壓系統(tǒng)工作異常情況，并在判定礦用鏟車存在液壓系統(tǒng)工作異常情況時(shí)，根據(jù)異常檢測(cè)結(jié)果確定異常等級(jí)，根據(jù)異常等級(jí)輸出對(duì)應(yīng)的車輛液壓系統(tǒng)報(bào)警信息。

36、第三方面，提供一種礦鏟車輛狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：

37、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)指令；

38、處理器，用于讀取所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令，并根據(jù)指令執(zhí)行上述第一方面中任意一種所述的方法。

39、第四方面，提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有指令，當(dāng)所述指令在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行第一方面中任意一種所述的方法。同時(shí)，還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行第一方面中任意一種所述的方法。

40、有益效果：本發(fā)明通過(guò)對(duì)礦用鏟車進(jìn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和液壓系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)計(jì)算，得到對(duì)應(yīng)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)，然后利用礦用鏟車在連續(xù)時(shí)間段內(nèi)的液壓系統(tǒng)特征參數(shù)組建特征參數(shù)序列，再利用特征參數(shù)序列進(jìn)行異常分析，判定礦用鏟車否存在液壓系統(tǒng)工作異常情況，進(jìn)而在確定異常時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的異常等級(jí)判定和報(bào)警輸出，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)礦鏟車輛的智能化作業(yè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明可以在礦鏟車輛作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行異常分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的故障和隱患，保證礦鏟車輛的安全、可靠和高效運(yùn)行，幫助車輛駕駛員做出準(zhǔn)確、明智的駕駛決策。