CN114323141A - 一种作业记录仪数据采集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种作业记录仪数据采集系统，所述采集系统包括内部采集模块、外部采集模块以及采集控制模块；所述内部采集模块用于对作业设备运行数据进行获取，所述作业设备运行数据包括作业设备的各项运行参数以及运行状态数据；所述外部采集模块用于对作业设备产出的产品数据进行获取，所述产出的产品数据包括产品的产出速度数据以及产出数量数据，本发明能够对设备进行全方位的监控数据的采集，同时能够有针对性的进行逐级监控采集，并对采集的数据进行处理后输出结果，提高监控全面性和合理性，以解决现有的铁路施工的作业设备的作业数据采集不够全面、监控的有效性不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及铁路施工技术领域，尤其涉及一种作业记录仪数据采集系统。
背景技术
铁路上的各种土木工程设施，同时也指修建铁路各阶段(勘测设计、施工、养护、改建)所运用的技术。铁路工程最初包括与铁路有关的土木(轨道、路基、桥梁、隧道、站场)、机械(机车、车辆)和信号等工程。在工业领域中，自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。
在铁路施工过程中，铁路施工设备能够不间歇的进行全天候的自动工作，从而极大的提高工作效率，但同时施工设备在长期运作时容易出现故障损坏，现有的采用人工进行检修的过程中，大量的施工设备设备及其不同的功能部件会增加人工检修的工作量，并且每个路段上都会分布一些设备，使得检修工作量巨大，使检修过程中出现漏检的问题，同时现有的采用设备进行监控的过程中，监控不够细致全面，同时监控设备需要长期保持监控状态，资源浪费严重，同时监控过程中只能进行数据的输出，输出的数据还需要人工进行查看。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种作业记录仪数据采集系统，能够对设备进行全方位的监控数据的采集，同时能够有针对性的进行逐级监控采集，并对采集的数据进行处理后输出结果，提高监控全面性和合理性，以解决现有的铁路施工的作业设备的作业数据采集不够全面、监控的有效性不足的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种作业记录仪数据采集系统，所述采集系统包括内部采集模块、外部采集模块以及采集控制模块；
所述内部采集模块用于对作业设备运行数据进行获取，所述作业设备运行数据包括作业设备的各项运行参数以及运行状态数据；
所述外部采集模块用于对作业设备产出的产品数据进行获取，所述产出的产品数据包括产品的产出速度数据以及产出数量数据；
所述采集控制模块与内部采集模块和外部采集模块电连接，所述采集控制模块用于对内部采集模块和外部采集模块的采集运作进行控制，并根据接收到的作业设备运行数据和作业设备产出的产品的产品数据进行处理，然后得到设备的作业状态。
进一步地，所述内部采集模块包括若干温度传感器、红外检测仪以及若干振动传感器，所述作业设备设置有若干温度检测点，若干温度传感器分别设置在若干温度检测点上，若干温度传感器分别用于获取若干温度检测点的温度；在实际的安装过程中，若干温度传感器主要安装在作业设备的用电设备和动作部件的连接位置的外侧，如转动杆的连接位置外部，这些位置容易出现高温现象。
若干温度检测点一侧分别设置有振动检测点，若干振动传感器分别设置在若干振动检测点上，若干振动传感器分别用于获取若干振动检测点的振动幅值；振动检测点对应设置在每个温度检测点的旁边，能够使二者监测到的温度和振动数据能够与二者的位置进行对应，从而提高对某一处检测点的故障检测全面性。
所述红外检测仪设置在作业设备的一侧，所述红外检测仪用于获取作业设备的红外成像。红外成像能够展示出设备在运行过程中的温度状况，通过红外成像图的亮度展示，能够配合温度传感器精准的测量出设备上出现的高温点。
进一步地，所述采集控制模块包括内部采集控制单元，所述内部采集控制单元用于控制内部采集模块进行采集运作，所述内部采集控制单元配置有采集点标记策略，所述采集点标记策略包括：对若干温度检测点依次标记为Jt1至Jtn，对若干振动检测点依次标记为Jz1至Jzn，其中，n为若干温度检测点或若干振动检测点的数量，Jt1表示第一温度检测点，Jtn表示第n温度检测点，Jz1表示第一振动检测点，Jzn表示第n温度检测点。
进一步地，所述内部采集控制单元还配置有内部采集控制策略，所述内部采集控制策略包括：每间隔第一时间控制若干温度传感器测量一次温度，将第一个温度检测点至第n个温度检测点检测到的温度依次标记为T1至Tn；
获取T1至Tn中的最大温度值，当最大温度值大于第一温度警戒阈值时，输出第一温度预警信号；当T1至Tn中不存在大于第一温度警戒阈值的数值时，将T1至Tn带入温度预警算法中计算得到温度预警值，当温度预警值大于第二温度警戒阈值时，输出第二温度预警信号。
进一步地，所述温度预警算法配置为：
其中，Tyj为温度预警值，a1为温度预警转换系数，且a1大于零，a1根据不同作业设备的承受温度可以分别进行设定，从而保证最终得到的温度预警值能够与检测的作业设备的运作状态进行匹配。
进一步地，所述内部采集控制策略还包括：每间隔第一时间进行一次第一振动测量方案的运作，所述第一振动测量方案包括：每间隔第二时间测量一次振动检测点的振动幅值，每次测量i次，将第n振动检测点测量的i次振动幅值依次标记为Zn1至Zni，其中Zn1表示为第n振动检测点的第一次测量的振动幅值，Zni表示为第n振动监测点的第i次测量的振动幅值；
将n个振动检测点测量的i次振动幅值分别带入振动幅值转换算法中测量出每个振动检测点的振动转换幅值，然后将n个检测点的振动转换幅值带入振动总值算法中计算得到振动参考总值；当振动参考总值大于第一振动预警阈值时，输出第一振动预警信号。
进一步地，所述振动幅值转换算法配置为：
其中，Zzhn为第n振动检测点的振动转换幅值，b1为振动幅值转换系数，且b1大于零，振动幅值转换算法中n可以替换为1至n中的任意一个，即表示n个振动检测点测量的i次振动幅值均可以使用振动幅值转换算法进行计算，第1振动检测点至第n振动检测点的振动转换幅值依次为Zzh1值Zzhn；
进一步地，所述振动总值算法配置为：
其中，Zzp为振动参考总值，b2为振动总值转换系数，且b2大于零。
进一步地，所述内部采集控制策略还包括：将红外检测仪保持第一角度对作业设备进行红外检测，根据第一角度拍摄到的作业设备图像进行重点区域划分；当接收到第一温度预警信号时，启动红外检测仪进行作业设备的红外图像的获取，然后获取到的红外图像进行重点区域的标记，统计重点区域中亮度值大于第一亮度阈值的面积并标记为第一预警面积，当第一预警面积大于第一面积阈值时，输出第一警报信号。
进一步地，所述外部采集控制模块包括外部摄像头，所述外部摄像头用于检测作业设备输出产品的速率；
所述采集控制模块还包括外部采集控制单元，所述外部采集控制单元配置有外部采集控制策略，所述外部采集控制策略包括：控制外部摄像头对作业设备输出的产品进行监控，统计输出产品的速率；
当输出第一温度预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第一速率；当输出第二温度预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第二速率；当输出第一振动预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第三速率；将正常状态下检测到的作业设备输出产品的速率标记为第四速率。
本发明的有益效果：本发明通过设置内部采集模块能够对作业设备运作时的运行状态数据进行获取，并且通过采集控制模块能够分层级的开启内部采集模块，从而避免内部采集模块处于长时间的开启状态，同时内部采集模块通过定点采集作业设备的温度和振动幅值，保证作业设备的电气部件和运转部件能够得到有效检测，再配合红外检测能够进一步提高检测的准确性，工作人员可以根据不同的预警信号进行检修，从而有针对性的提高作业设备检测的有效性。
本发明通过设置外部采集模块能够对施工作业设备产出的产品的速率进行监控，并且分别对不同的预警状态下进行产出产品的速率进行分别统计，从而能够得出作业设备在不同的预警状态下和正常状态下的工作效率，从而提高作业记录的全面性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的系统原理框图；
图2为实施例一中本发明的原理框图；
图3为实施例二中本发明的原理框图。
图中：1、采集控制模块；11、内部采集控制单元；12、外部采集控制单元；2、内部采集模块；21、温度传感器；22、红外检测仪；23、振动传感器； 3、外部采集模块； 31、外部摄像头。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例一，请参阅图1和图2，在实施例一中，作业设备具体为铁路施工领域的一系列设备，一种作业记录仪数据采集系统，所述采集系统包括内部采集模块2以及采集控制模块1；
所述内部采集模块2用于对作业设备运行数据进行获取，所述作业设备运行数据包括作业设备的各项运行参数以及运行状态数据；
所述采集控制模块1与内部采集模块2电连接，所述采集控制模块1用于对内部采集模块2的采集运作进行控制，并根据接收到的作业设备运行数据和作业设备产出的产品的产品数据进行处理，然后得到设备的作业状态。
所述内部采集模块2包括若干温度传感器21、红外检测仪22以及若干振动传感器23，所述作业设备设置有若干温度检测点，若干温度传感器21分别设置在若干温度检测点上，若干温度传感器21分别用于获取若干温度检测点的温度；在实际的安装过程中，若干温度传感器21主要安装在作业设备的用电设备和动作部件的连接位置的外侧，如转动杆的连接位置外部，这些位置容易出现高温现象。
若干温度检测点一侧分别设置有振动检测点，若干振动传感器23分别设置在若干振动检测点上，若干振动传感器23分别用于获取若干振动检测点的振动幅值；振动检测点对应设置在每个温度检测点的旁边，能够使二者监测到的温度和振动数据能够与二者的位置进行对应，从而提高对某一处检测点的故障检测全面性。
所述红外检测仪22设置在作业设备的一侧，所述红外检测仪22用于获取作业设备的红外成像。红外成像能够展示出设备在运行过程中的温度状况，通过红外成像图的亮度展示，能够配合温度传感器21精准的测量出设备上出现的高温点。
所述采集控制模块1包括内部采集控制单元11，所述内部采集控制单元11用于控制内部采集模块2进行采集运作，所述内部采集控制单元11配置有采集点标记策略，所述采集点标记策略包括：对若干温度检测点依次标记为Jt1至Jtn，对若干振动检测点依次标记为Jz1至Jzn，其中，n为若干温度检测点或若干振动检测点的数量，Jt1表示第一温度检测点，Jtn表示第n温度检测点，Jz1表示第一振动检测点，Jzn表示第n温度检测点。
所述内部采集控制单元11还配置有内部采集控制策略，所述内部采集控制策略包括：每间隔第一时间控制若干温度传感器21测量一次温度，将第一个温度检测点至第n个温度检测点检测到的温度依次标记为T1至Tn；
获取T1至Tn中的最大温度值，当最大温度值大于第一温度警戒阈值时，输出第一温度预警信号；当T1至Tn中不存在大于第一温度警戒阈值的数值时，将T1至Tn带入温度预警算法中计算得到温度预警值，当温度预警值大于第二温度警戒阈值时，输出第二温度预警信号。
所述温度预警算法配置为：
其中，Tyj为温度预警值，a1为温度预警转换系数，且a1大于零，a1根据不同作业设备的承受温度可以分别进行设定，从而保证最终得到的温度预警值能够与检测的作业设备的运作状态进行匹配。
所述内部采集控制策略还包括：每间隔第一时间进行一次第一振动测量方案的运作，所述第一振动测量方案包括：每间隔第二时间测量一次振动检测点的振动幅值，每次测量i次，将第n振动检测点测量的i次振动幅值依次标记为Zn1至Zni，其中Zn1表示为第n振动检测点的第一次测量的振动幅值，Zni表示为第n振动监测点的第i次测量的振动幅值；
将n个振动检测点测量的i次振动幅值分别带入振动幅值转换算法中测量出每个振动检测点的振动转换幅值，然后将n个检测点的振动转换幅值带入振动总值算法中计算得到振动参考总值；当振动参考总值大于第一振动预警阈值时，输出第一振动预警信号。
所述振动幅值转换算法配置为：
其中，Zzhn为第n振动检测点的振动转换幅值，b1为振动幅值转换系数，且b1大于零，振动幅值转换算法中n可以替换为1至n中的任意一个，即表示n个振动检测点测量的i次振动幅值均可以使用振动幅值转换算法进行计算，第1振动检测点至第n振动检测点的振动转换幅值依次为Zzh1值Zzhn；
所述振动总值算法配置为：
其中，Zzp为振动参考总值，b2为振动总值转换系数，且b2大于零，其中b1和b2可以根据不同作业设备的功率进行调整，保证不同设备通过算法求得的值能够尽量的进行平衡。
所述内部采集控制策略还包括：将红外检测仪22保持第一角度对作业设备进行红外检测，根据第一角度拍摄到的作业设备图像进行重点区域划分；重点区域为作业设备的重要电气部件和运作频繁的部件的位置，这些区域出现高温会极大的影响作业设备的正常运行，当接收到第一温度预警信号时，启动红外检测仪22进行作业设备的红外图像的获取，然后获取到的红外图像进行重点区域的标记，统计重点区域中亮度值大于第一亮度阈值的面积并标记为第一预警面积，当第一预警面积大于第一面积阈值时，输出第一警报信号。
实施例二，请参阅图1和图3，实施例二在实施例一的基础上增加了外部采集模块3，通过外部采集模块3能够监测作业设备输出产品的速率，从而能够得到作业设备在不同的状态下的工作效率，具体的，作业设备具体为铁路施工领域的一系列设备，例如铁路输送设备，输送的产品为方形或圆形结构，通过外部摄像头31能够识别产品输出的数量，通过输出的数量比上输出的速度，能够得到产品输出的速率，所述数据采集系统还包括外部采集模块3，所述外部采集模块3用于对作业设备产出的产品数据进行获取，所述产出的产品数据包括产品的产出速度数据以及产出数量数据，所述采集控制模块1与外部采集模块3电连接。
所述外部采集控制模块1包括外部摄像头31，所述外部摄像头31用于检测作业设备输出产品的速率；
所述采集控制模块1还包括外部采集控制单元12，所述外部采集控制单元12配置有外部采集控制策略，所述外部采集控制策略包括：控制外部摄像头31对作业设备输出的产品进行监控，统计输出产品的速率；
当输出第一温度预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第一速率；当输出第二温度预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第二速率；当输出第一振动预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第三速率；将正常状态下检测到的作业设备输出产品的速率标记为第四速率。
工作原理：在对作业设备进行数据采集时，先通过内部若干温度传感器21对作业设备的温度进行检测，同时通过若干振动传感器23对作业设备的震动幅值进行检测，通过对检测到的温度和振动幅值进行处理，能够得到作业设备的运作状态，当运作状态不佳时，可以启动红外检测仪22对作业设备的整体高温区域进行监控，从而保证数据采集的全面性，通过外部摄像头31能够对作业设备在不同运作状态下的产品输出情况进行监控，从而能够使工作人员更加全面的了解作业设备的工作状态。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述采集系统包括内部采集模块(2)、外部采集模块(3)以及采集控制模块(1)；
所述内部采集模块(2)用于对作业设备运行数据进行获取，所述作业设备运行数据包括作业设备的各项运行参数以及运行状态数据；
所述外部采集模块(3)用于对作业设备产出的产品数据进行获取，所述产出的产品数据包括产品的产出速度数据以及产出数量数据；
所述采集控制模块(1)与内部采集模块(2)和外部采集模块(3)电连接，所述采集控制模块(1)用于对内部采集模块(2)和外部采集模块(3)的采集运作进行控制，并根据接收到的作业设备运行数据和作业设备产出的产品的产品数据进行处理，然后得到设备的作业状态。
2.根据权利要求1所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述内部采集模块(2)包括若干温度传感器(21)、红外检测仪(22)以及若干振动传感器(23)，所述作业设备设置有若干温度检测点，若干温度传感器(21)分别设置在若干温度检测点上，若干温度传感器(21)分别用于获取若干温度检测点的温度；
若干温度检测点一侧分别设置有振动检测点，若干振动传感器(23)分别设置在若干振动检测点上，若干振动传感器(23)分别用于获取若干振动检测点的振动幅值；
所述红外检测仪(22)设置在作业设备的一侧，所述红外检测仪(22)用于获取作业设备的红外成像。
3.根据权利要求2所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述采集控制模块(1)包括内部采集控制单元(11)，所述内部采集控制单元(11)用于控制内部采集模块(2)进行采集运作，所述内部采集控制单元(11)配置有采集点标记策略，所述采集点标记策略包括：对若干温度检测点依次标记为Jt1至Jtn，对若干振动检测点依次标记为Jz1至Jzn，其中，n为若干温度检测点或若干振动检测点的数量，Jt1表示第一温度检测点，Jtn表示第n温度检测点，Jz1表示第一振动检测点，Jzn表示第n温度检测点。
4.根据权利要求3所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述内部采集控制单元(11)还配置有内部采集控制策略，所述内部采集控制策略包括：每间隔第一时间控制若干温度传感器(21)测量一次温度，将第一个温度检测点至第n个温度检测点检测到的温度依次标记为T1至Tn；
获取T1至Tn中的最大温度值，当最大温度值大于第一温度警戒阈值时，输出第一温度预警信号；当T1至Tn中不存在大于第一温度警戒阈值的数值时，将T1至Tn带入温度预警算法中计算得到温度预警值，当温度预警值大于第二温度警戒阈值时，输出第二温度预警信号。
5.根据权利要求4所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述温度预警算法配置为：
其中，Tyj为温度预警值，a1为温度预警转换系数，且a1大于零。
6.根据权利要求5所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述内部采集控制策略还包括：每间隔第一时间进行一次第一振动测量方案的运作，所述第一振动测量方案包括：每间隔第二时间测量一次振动检测点的振动幅值，每次测量i次，将第n振动检测点测量的i次振动幅值依次标记为Zn1至Zni，其中Zn1表示为第n振动检测点的第一次测量的振动幅值，Zni表示为第n振动监测点的第i次测量的振动幅值；
将n个振动检测点测量的i次振动幅值分别带入振动幅值转换算法中测量出每个振动检测点的振动转换幅值，然后将n个检测点的振动转换幅值带入振动总值算法中计算得到振动参考总值；当振动参考总值大于第一振动预警阈值时，输出第一振动预警信号。
7.根据权利要求6所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述振动幅值转换算法配置为：
其中，Zzhn为第n振动检测点的振动转换幅值，b1为振动幅值转换系数，且b1大于零，振动幅值转换算法中n可以替换为1至n中的任意一个，即表示n个振动检测点测量的i次振动幅值均可以使用振动幅值转换算法进行计算，第1振动检测点至第n振动检测点的振动转换幅值依次为Zzh1值Zzhn。
8.根据权利要求6所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述振动总值算法配置为：
其中，Zzp为振动参考总值，b2为振动总值转换系数，且b2大于零。
9.根据权利要求6所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述内部采集控制策略还包括：将红外检测仪(22)保持第一角度对作业设备进行红外检测，根据第一角度拍摄到的作业设备图像进行重点区域划分；
当接收到第一温度预警信号时，启动红外检测仪(22)进行作业设备的红外图像的获取，然后获取到的红外图像进行重点区域的标记，统计重点区域中亮度值大于第一亮度阈值的面积并标记为第一预警面积，当第一预警面积大于第一面积阈值时，输出第一警报信号。
10.根据权利要求9所述的一种作业记录仪数据采集系统，其特征在于，所述外部采集控制模块(1)包括外部摄像头(31)，所述外部摄像头(31)用于检测作业设备输出产品的速率；
所述采集控制模块(1)还包括外部采集控制单元(12)，所述外部采集控制单元(12)配置有外部采集控制策略，所述外部采集控制策略包括：控制外部摄像头(31)对作业设备输出的产品进行监控，统计输出产品的速率；
当输出第一温度预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第一速率；当输出第二温度预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第二速率；当输出第一振动预警信号时，将此时作业设备输出产品的速率标记为第三速率；将正常状态下检测到的作业设备输出产品的速率标记为第四速率。
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