CN115571788A - 一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,涉及门机安全运行技术领域,包括安全系统以及用于控制安全系统的执行系统,所述安全系统和执行系统均设置有控制中心;通过将现场安全模块的运行状态进行可视化处理,从而能够对现场安全模块的运行状态进行及时了解;并通过在隔断时间内,获取现场安全模块的运行状态,计算出现场安全模块的运行偏重系数,实现对现场安全模块运行状态的实时掌握,避免意外情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及门机安全运行技术领域,具体是一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统。
背景技术
门机学名是门座式起重机,门式起重机是桥式起重机的一种变形,又叫龙门吊,属于起重设备的一种,是目前港口保有量最多的岸边装卸装备,通常在码头港口用来装卸货物,适用于40吨以下的货物装卸船,主要用于室外的货场、料场货、散货的装卸作业;门机作业工艺多变,工况复杂,具有起升、变幅和回转三维度控制要求,门机多为抓斗式作业,司机人员通过操控手柄控制抓斗完成入仓、抓料等操作;
其中,门机入仓和取料的作业点位是否正常,是对门机自我保护的关键,而一旦现场门机作业点位出现异常而无法被及时发现,此时,再发生违规操作或危险操作时,则会对现场船舶以及作业人员的安全造成重大隐患,如何对现场门机的运行状态进行有效监控,是我们需要解决的问题,为此,现提供一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,包括安全系统以及用于控制安全系统的执行系统,所述安全系统和执行系统均设置有控制中心,且共用同一个控制中心,所述安全系统还包括与控制中心电性连接的数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块;
所述数据采集模块用于获取现场安全模块的运行数据;
所述数据处理模块用于对数据采集模块所获得的运行数据集进行处理;
所述数据分析模块用于根据所获得的运作时序图,对现场安全模块的运行状态进行分析,并根据现场分析结果生成对应的预警信息;
所述控制中心用于接收数据分析模块生成的预警信息;
进一步的,所述控制中心还用于根据所接收到的预警信息生成检测命令,并将检测命令发送至执行系统。
进一步的,所述执行系统用于接收控制中心生成的检测命令,并根据所接收到的检测命令对现场安全模块进行检测。
进一步的,所述数据采集模块获取现场安全模块的运行数据的过程为:
根据实际需求,在船舱的相应节点设置数据采集终端,并将数据采集终端与对应节点的现场安全模块进行连接;
通过数据采集终端获取现场安全模块的运行状态,运行状态包括正常状态、异常状态以及未启用状态;
将数据采集终端所获取到的现场安全模块的运行状态生成运行数据集。
进一步的,所述数据处理模块对所获得的运行数据集进行处理的过程包括:
读取运行数据集内所涉及的现场安全模块,并对每个现场安全模块进行标记,根据所标记的现场安全模块生成对应的状态栏;
根据每个状态栏生成数据区间,并将数据区间与对应的状态栏进行连接,然后将每个状态栏对应的现场安全模块所对应的运行状态导入至对应的数据区间内;对每个数据区间内的现场安全模块的运行状态进行可视化处理。
进一步的,所述数据处理模块对每个数据区间内的现场安全模块的运行状态进行可视化处理的过程包括:
将现场安全模块的运行状态分别进行次序标识:
将现场安全模块的正常状态标记为“A”,异常状态标记为“X”,未启用状态标记为“空白”;
建立运作时序图,将现场安全模块的运行状态映射进运作时序图中;
设置隔断时间T,并将隔断时间T映射至运作时序图中;
隔断时间由第一时间轴和第二时间轴组成,第二时间轴为当前时刻,第一时间轴为与第二时间轴间隔时长为T的前一时刻;
获取隔断时间T内的运作时序图,并将所获取到的运作时序图内对应的现场安全模块的运行状态进行标记,并发送至数据分析模块。
进一步的,所述数据分析模块对现场安全模块的运行状态进行分析的过程包括:
获取隔断时间T内的运作时序图对应的现场安全模块的运行状态;
当隔断时间T内的现场安全模块的运行状态只有一种时,现场安全模块的运行状态即为该运行状态;
当隔断时间T内的现场安全模块的运行状态不止一种时,则按照时间顺序对现场安全模块的运行状态进行标记;
根据所标记的现场安全模块的运行状态,在隔断时间T内获取现场安全模块的运行偏重系数,根据所获得的运行偏重系数,判断现场安全模块在该隔断时间T内的运行状态;
当现场安全模块的运行状态为未运行状态时,则生成正常预警信息;
当现场安全模块的运行状态为异常状态时,则生成异常预警信息。
进一步的,所述执行系统对现场安全模块进行检测的过程包括:
根据现场安全模块的分布情况,建立三维空间建模;
为每个现场安全模块建立对应的工作条,并根据现场安全模块的设定状态对工作条进行不同颜色的显示;
正常状态对应绿色,异常状态对应红色,未运行状态对应灰色;
当接收到正常预警信息时,则获得对应的现场安全模块在安全模块分布图中的工作条是否为灰色;
若为灰色,则不作任何操作;
若不为灰色,则生成检测电流,并通过检测电流对该现场安全模块进行检测;
当接收到异常预警信息时,则获得对应的现场安全模块在安全模块分布图中的工作条是否为红色;
若为红色,则不作任何操作;
若不为红色,则生成检测电流,并通过检测电流对该现场安全模块进行检测。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:通过数据采集终端对门机上的现场安全模块的运行状态进行检测,从而对每个现场安全模块的运行状态进行分析,避免现场安全模块的运行状态出现异常时,而无法对门机的取料安全进行有效监测的问题发生;
通过将现场安全模块的运行状态进行可视化处理,从而能够对现场安全模块的运行状态进行及时了解;并通过在隔断时间内,获取现场安全模块的运行状态,计算出现场安全模块的运行偏重系数,实现对现场安全模块运行状态的实时掌握,避免意外情况发生,并且通过生成对应的预警信息,对现场安全模块进行及时检测,保障安全模块的正常运行,从而保障门机的安全运行;
通过执行系统对现场安全模块进行自动检测,替代人工作业检测,及时发现异常情况的同时,避免了作业人员误操作的安全风险,减少了门机作业故障的次数,利用工作条中不同的颜色,来对应表示现场安全模块每个时刻所对应的运行状态,直观地显示现场安全模块在三维空间建模中的运行状态,使得作业人员能够通过工作条的颜色变化,判断出现场安全模块在对应时刻的运行状态,并且根据三维空间建模,能够直观地看出发生异常状态的现场安全模块所处的现场位置,为后期的维护作业提供了方便,为门机的正常运行提供了保障。
附图说明
图1为本发明一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统的结构框图。
具体实施方式
如图1所示,一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,包括安全系统以及用于控制安全系统的执行系统,所述安全系统和执行系统均设置有控制中心,且共用同一个控制中心;所述安全系统还包括与控制中心电性连接的数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块;
所述数据采集模块用于获取现场安全模块的运行数据,具体过程包括:
根据实际需求,在船舱的相应节点设置数据采集终端,并将数据采集终端与对应节点的现场安全模块进行连接;需要进一步说明的是,在具体实施过程中,所述现场安全模块包括激光扫描、定位、防撞、摄像、航姿参考等;
通过数据采集终端获取现场安全模块的运行状态,需要进一步说明的是,在具体实施过程中,运行状态包括正常状态、异常状态以及未启用状态;
将数据采集终端所获取到的现场安全模块的运行状态生成运行数据集,并将运行数据集发送至数据处理模块。
所述数据处理模块用于对数据采集模块所获得的运行数据集进行处理,具体处理过程包括:
读取运行数据集内所涉及的现场安全模块,并对每个现场安全模块进行标记,根据所标记的现场安全模块生成对应的状态栏,根据每个状态栏生成数据区间,并将数据区间与对应的状态栏进行连接;
然后将每个状态栏对应的现场安全模块所对应的运行状态导入至对应的数据区间内;
数据处理模块对每个数据区间内的现场安全模块的运行状态数据进行可视化处理,具体过程包括:
将现场安全模块的运行状态分别进行次序标识,即将现场安全模块的正常状态标记为“A”,异常状态标记为“X”,未启用状态标记为“空白”;
建立运作时序图,并将现场安全模块的运行状态映射进运作时序图中;
设置隔断时间T,并将隔断时间T映射至运作时序图中;
需要进一步说明的是,在具体实施过程中,隔断时间由第一时间轴和第二时间轴组成,第二时间轴为当前时刻,第一时间轴为与第二时间轴间隔时长为T的前一时刻;
获取隔断时间T内的运作时序图,并将所获取到的运作时序图内对应的现场安全模块的运行状态进行标记,并发送至数据分析模块;
通过建立运作时序图,能够清晰明了地展现出现场安全模块所在隔断时间内的运行状态,使得作业人员能够实时观测到现场每个安全模块的运作状态,为作业人员能够及时发现门机作业点位的异常提供便利。
所述数据分析模块用于根据所获得的运作时序图,对现场安全模块的运行状态进行分析,具体过程包括:
获取隔断时间T内的运作时序图对应的现场安全模块的运行状态,当隔断时间T内的现场安全模块的运行状态只有一种时,则将该运行状态进行标记;需要进一步说明的是,在具体实施过程中,以隔断时间T内的现场安全模块的运行状态只存在“A”时,则表示该运作时序图对应的现场安全模块的运行状态为正常状态;
当隔断时间T内的运作时序图对应的现场安全模块的运行状态不止一种时,则按照时间顺序对现场安全模块的运行状态进行标记,并根据所标记的现场安全模块的运行状态判断门机的运行状态;
需要进一步说明的是,在具体实施过程中,当隔断时间T内对应的现场安全模块的运行状态有两种时;
举例说明,当所存在的两种运行状态为正常状态和异常状态时,则分别将正常状态和异常状态进行标号,记为a和b;其中a=1,2,…,k,k为整数;b=1,2,…,l,l为整数;
分别将隔段时间T内的每个正常状态的持续时长记为ESk,异常状态的持续时长记为ISl;
获取现场安全模块的运行偏重系数ZS1;
设置偏重系数阈值Z0,则当ZS1≥Z0时,则表示该现场安全模块的运行状态正常;反之当ZS1<Z0时,则表示该现场安全模块的运行状态异常;
当现场安全模块的运行状态为异常时,则生成异常预警信息,并将异常预警信息发送至控制中心;
需要进一步说明的是,在具体实施过程中,当隔断时间T内对应的运行状态有三种时,则分别将正常状态、异常状态以及未启用状态分别进行标号,记为a,b,d;其中a=1,2,…,k,k为整数;b=1,2,…,l,l为整数,d=1,2,…,m,m为整数;
则分别将隔段时间T内的每个正常状态的持续时长记为ESk,异常状态的持续时长记为ISl,未启用状态的持续时长记为YSm;
获取现场安全模块的运行偏重系数ZS2:
则当ZS2≥Z0时,则获得现场安全模块的运行偏重系数ZS20;
若ZS20≥Z0时,则表示现场安全模块的运行状态为正常状态,反之当ZS20<Z0时,则表示现场安全模块的运行状态为未运行状态;
需要进一步说明的是,在具体实过程中,当ZS2<Z0时,则获得现场安全模块的运行偏重系数ZS21;
则当ZS21≥Z0时,则表示现场安全模块的运行状态为异常状态,反之当ZS21<Z0时,则表示现场安全模块的运行状态为未运行状态;
当现场安全模块的运行状态为未运行状态时,则生成正常预警信息,当现场安全模块的运行状态为异常状态时,则生成异常预警信息,并发送至控制中心。
所述控制中心根据所接收到的正常预警信息和异常预警信息生成检测命令,并将检测命令发送至执行系统,执行系统根据所接收到的检测命令对现场安全模块进行检测,具体过程包括:
根据现场安全模块的分布情况,建立三维空间建模,并将安全模块分布图内将现场安全模块的位置坐标进行标记;
为每个现场安全模块建立对应的工作条,并根据现场安全模块的设定状态对工作条进行不同颜色的显示,具体为当现场安全模块的设定状态为正常状态,则显示绿色,当现场安全模块的设定状态为异常状态,则显示红色,当现场安全模块的设定状态为未运行状态,则显示灰色;
当接收到正常预警信息时,则获得对应的现场安全模块在安全模块分布图中的工作条是否为灰色,若为灰色,则不作任何操作,若不为灰色,则生成检测电流,并通过检测电流对该现场安全模块进行检测,并将检测数据发送至控制中心;
当接收到异常预警信息时,则获得对应的现场安全模块在安全模块分布图中的工作条是否为红色,若为红色,则不作任何操作,若不为红色,则生成检测电流,并通过检测电流对该现场安全模块进行检测,并将检测数据发送至控制中心。
通过在现场安全模块对应的工作条中,设置不同的颜色,来对应表示现场安全模块每个时刻所对应的运行状态,以此来直观地显示现场安全模块在三维空间建模中的运行状态,使得作业人员能够通过工作条的颜色变化,直观地判断出现场安全模块在对应时刻的运行状态,并且根据三维空间建模,能够直观地看出发生异常状态的现场安全模块所处的现场位置。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (8)
1.一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,包括安全系统以及用于控制安全系统的执行系统,所述安全系统和执行系统均设置有控制中心,且共用同一个控制中心,所述安全系统还包括与控制中心电性连接的数据采集模块、数据处理模块以及数据分析模块;
所述数据采集模块用于获取现场安全模块的运行数据;
所述数据处理模块用于对数据采集模块所获得的运行数据集进行处理;
所述数据分析模块用于根据所获得的运作时序图,对现场安全模块的运行状态进行分析,并根据现场分析结果生成对应的预警信息;
所述控制中心用于接收数据分析模块生成的预警信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述控制中心还用于根据所接收到的预警信息生成检测命令,并将检测命令发送至执行系统。
3.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述执行系统用于接收控制中心生成的检测命令,并根据所接收到的检测命令对现场安全模块进行检测。
4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述数据采集模块获取现场安全模块的运行数据的过程为:
根据实际需求,在船舱的相应节点设置数据采集终端,并将数据采集终端与对应节点的现场安全模块进行连接;
通过数据采集终端获取现场安全模块的运行状态,运行状态包括正常状态、异常状态以及未启用状态;
将数据采集终端所获取到的现场安全模块的运行状态生成运行数据集。
5.根据权利要求4所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述数据处理模块对所获得的运行数据集进行处理的过程包括:
读取运行数据集内所涉及的现场安全模块,并对每个现场安全模块进行标记,根据所标记的现场安全模块生成对应的状态栏;
根据每个状态栏生成数据区间,并将数据区间与对应的状态栏进行连接,然后将每个状态栏对应的现场安全模块所对应的运行状态导入至对应的数据区间内;对每个数据区间内的现场安全模块的运行状态进行可视化处理。
6.根据权利要求5所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述数据处理模块对每个数据区间内的现场安全模块的运行状态进行可视化处理的过程包括:
将现场安全模块的运行状态分别进行次序标识:
将现场安全模块的正常状态标记为“A”,异常状态标记为“X”,未启用状态标记为“空白”;
建立运作时序图,将现场安全模块的运行状态映射进运作时序图中;
设置隔断时间T,并将隔断时间T映射至运作时序图中;
隔断时间由第一时间轴和第二时间轴组成,第二时间轴为当前时刻,第一时间轴为与第二时间轴间隔时长为T的前一时刻;
获取隔断时间T内的运作时序图,并将所获取到的运作时序图内对应的现场安全模块的运行状态进行标记,并发送至数据分析模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述数据分析模块对现场安全模块的运行状态进行分析的过程包括:
获取隔断时间T内的运作时序图对应的现场安全模块的运行状态;
当隔断时间T内的现场安全模块的运行状态只有一种时,现场安全模块的运行状态即为该运行状态;
当隔断时间T内的现场安全模块的运行状态不止一种时,则按照时间顺序对现场安全模块的运行状态进行标记;
根据所标记的现场安全模块的运行状态,在隔断时间T内获取现场安全模块的运行偏重系数,根据所获得的运行偏重系数,判断现场安全模块在该隔断时间T内的运行状态;
当现场安全模块的运行状态为未运行状态时,则生成正常预警信息;
当现场安全模块的运行状态为异常状态时,则生成异常预警信息。
8.根据权利要求3所述的一种基于多传感器融合的全自动门机安全运行保障系统,其特征在于,所述执行系统对现场安全模块进行检测的过程包括:
根据现场安全模块的分布情况,建立三维空间建模;
为每个现场安全模块建立对应的工作条,并根据现场安全模块的设定状态对工作条进行不同颜色的显示;
正常状态对应绿色,异常状态对应红色,未运行状态对应灰色;
当接收到正常预警信息时,则获得对应的现场安全模块在安全模块分布图中的工作条是否为灰色;
若为灰色,则不作任何操作;
若不为灰色,则生成检测电流,并通过检测电流对该现场安全模块进行检测;
当接收到异常预警信息时,则获得对应的现场安全模块在安全模块分布图中的工作条是否为红色;
若为红色,则不作任何操作;
若不为红色,则生成检测电流,并通过检测电流对该现场安全模块进行检测。
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