CN116755414B - 一种基于物联网的矿采设备监管系统 - Google Patents

一种基于物联网的矿采设备监管系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116755414B
CN116755414B CN202311054245.8A CN202311054245A CN116755414B CN 116755414 B CN116755414 B CN 116755414B CN 202311054245 A CN202311054245 A CN 202311054245A CN 116755414 B CN116755414 B CN 116755414B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
mining equipment
characteristic
waveform
mining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311054245.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116755414A (zh
Inventor
郑兴博
白光超
王春耀
张强
巨峰
吴立忠
傅瑞华
王永强
党崇哲
李帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANDONG XINJULONG ENERGY CO Ltd
Original Assignee
SHANDONG XINJULONG ENERGY CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANDONG XINJULONG ENERGY CO Ltd filed Critical SHANDONG XINJULONG ENERGY CO Ltd
Priority to CN202311054245.8A priority Critical patent/CN116755414B/zh
Publication of CN116755414A publication Critical patent/CN116755414A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116755414B publication Critical patent/CN116755414B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41875—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by quality surveillance of production
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/32—Operator till task planning
    • G05B2219/32252—Scheduling production, machining, job shop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及设备管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的矿采设备监管系统，包括采集层、分析及识别层；矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，本发明能够以传感设备采集数据来提供以矿采设备监测条件，使得矿采设备运行过程中存在的异常波动稳定能够高精度、高效率的得到捕捉，确保矿采设备的运行过程能够得到一定程度的安全保障，避免矿采设备在运行过程中，因故障、轻微损伤未及时发现、处理，进而引发的严重问题。

Description

一种基于物联网的矿采设备监管系统
技术领域
本发明涉及设备管理技术领域，具体涉及一种基于物联网的矿采设备监管系统。
背景技术
矿采设备即矿山机械设备，是指专业从事采矿、选矿、探矿的机械，矿山作业中应用的大量起重机、输送机、通风机和排水机械等都统称为矿山机械设备。
申请号为201410093199.7的发明专利中公开了一种矿采设备的智能监控系统，其特征在于，包括：控制装置（1），与所述矿采设备的电控设备连接 ；显示装置（2），与所述控制装置（1）连接：监控装置，与所述显示装置（2） 连接，用于监控所述矿采设备并向所述显示装置（2）提供监控数据。所述电控设备与所述矿采设备的至少一级皮带电机连接。所述监控装置为两台以上，且分布设置于所述矿采设备作业环境中的所有巷道中和或，所述矿采设备上设置有所述监控装置。所述控制装置（1）配置有控制按钮（3），所述控制按钮（3）与所述控制装置（1） 通过转换板通信连接 所述控制装置（1）与所述显示装置（2）通过控制装置局域网络（CAN）总线通信连接；其中，所述控制按钮（3）设置在所述显示装置（2）上，或与所述显示装置（2） 一同设置在所述矿采设备的操作台上。所述显示装置设置有：故障应对模块，存储有针对不同故障类型及作业环境设置的最短时间的逃生路线图触发器，用于选择不同故障类型及作业环境，所述触发器与所述故障应对模块连接。接收器（4），与所述显示装置（2）及所述两台以上监控装置有线通信连接。
该申请在于解决：“现有的井下监控技术无法有效改善上述状况，至多只能是针对单一巷道系统作业中的部分设备进行控制，不能有效降低井下人员的数量。特别是，当某巷道发生事故时，其他巷道不能第一时间了解事故的发生情况，无法做好应对准备，”的问题。
然而，现有的矿采设备中，针对矿产掘进设备而言，其根据指定掘进路径对矿石进行挖掘的过程中，掘进路径中大概率会存在不同材质的土壤、石块或各类不同性状的物质，这些物质可能会对掘进设备的掘进端带来损伤或故障，如不在掘进设备运行过程对其进行安全监控，一旦掘进设备出现故障、损伤，对于矿采工程而言不仅因此造成延误，且设备的维修同样产生了大量的费用支出。
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于物联网的矿采设备监管系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于物联网的矿采设备监管系统，包括采集层、分析及识别层；
矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，基于矿采设备运行参数特征识别矿采设备运行安全性，并进一步对矿采设备安全性识别结果向用户端反馈，及对矿采设备发出适应性控制命令；
所述分析层包括接收模块、构建模块及提取模块，接收模块用于接收矿采设备运行参数，构建模块用于遍历读取接收模块接收到的矿采设备运行参数，通过矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图，提取模块用于接收构建模块中构建的运行参数波形图，提取运行参数波形图中特征波形，并进一步求取特征波形差异性；
所述特征波形差异性通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为特征波形x与y的差异值；/>为特征波形x与y的相似度，/>，/>为特征波形x与y中交汇点集合；为特征波形x中交汇点k的特征向量；/>为特征波形y中交汇点k的特征向量。
更进一步地，所述采集层包括上传模块、设计模块及传感模块，上传模块用于上传矿采设备的运行参数，设计模块用于接收上传模块中上传的矿采设备运行参数，基于矿采设备运行参数设计运行逻辑，传感模块用于监测矿采设备运行状态下的振幅数据；
其中，矿采设备运行参数包括掘进截面大小、掘进路径及路径长度、掘进位置深度，所述设计模块中设计的运行逻辑供传感模块及分析层运行所使用，传感模块部署于矿采设备上，且所述传感模块部署数量不少于两组。
更进一步地，所述设计模块运行设计运行逻辑时，运行逻辑的设计服从如下逻辑：
；
式中：为运行周期；/>为矿采设备掘进路径及路径长度；/>为矿采设备掘进位置深度；/>为矿采设备掘进截面大小；/>为基础运行周期；
其中，所述由系统端用户设定，通过上式于上传模块运行阶段同步求取/>，且所述上式求取的/>值应用于传感模块的，设计模块设计的运行逻辑即传感模块根据/>实时运行。
更进一步地，所述传感模块监测到的振幅数据通过下式执行求精的操作，并以求精结果作为传感模块监测结果将分析层发送，公式为：
；
式中：为求精后振幅数据；/>为误差标准差；/>为振幅波形采样点数；/>为第i个采样点的求精幅值；/>为第i个采样点的真实幅值；
其中，所述振幅数据表现形式即波形图像，传感模块监测结果即矿采设备的运行参数。
更进一步地，所述构建模块在应用矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图时，应用的矿采设备运行参数为传感模块监测结果；
其中，所述提取模块中运行参数波形图中特征波形的提取操作，通过对各运行参数波形图中特征波形进行相似度求取，进一步设定特征判定阈值，使/>≥50%的判定为相似特征波形，并对≥50%中的特征波形x或特征波形y择一进行删除，直至由上式计算特征波形相互之间皆/>＜50%，剩余特征波形即提取模块中提取到的特征波形。
更进一步地，所述分析层中提取模块运行提取到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性均向识别层反馈，且所述运行参数波形图中特征波形为识别层第一接收目标，在第一接收目标完成接收后，进一步接收特征波形差异性求取结果；
其中，识别层以第一接收目标完成接收作为触发信号实时运行。
更进一步地，所述识别层包括储存模块、比对模块及设定模块，储存模块用于储存矿采设备掘进状态下掘进土层或矿石时对应的特征波形，比对模块用于接收提取模块运行得到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性，应用运行参数波形图中特征波形与储存模块中储存的特征波形比对，获取未比对到相同项的特征波形，设定模块用于设定安全判定阈值及接收比对模块中获取到的特征波形，应用特征波形对应的特征波形差异性与安全判定阈值比对识别判定矿采设备运行是否安全；
其中，储存模块中储存的特征波形通过系统端用户手动上传，所述比对模块中特征波形相同项比对逻辑为≥98%，所述设定模块中设定的安全判定阈值设定范围，处于储存模块中储存的特征波形对应差异值中两组极值组成集合的范围内。
更进一步地，所述识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为安全时，进一步反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形，识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为不安全时，控制矿采设备停止运行、按掘进路径返回及按原控制命令继续执行，再执行反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形的操作；
其中，控制矿采设备停止运行或按掘进路径返回的操作即对矿采设备发出的适应性控制命令，且所述对矿采设备发出的适应性控制命令由系统端用户自主选择使用。
更进一步地，所述比对模块获取到未比对到相同项的特征波形后，同步于设定模块运行阶段监测矿采设备接收的控制命令，在监测到的控制命令为按原控制命令继续执行时，以比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形为转发目标向储存模块发送，于储存模块中储存。
更进一步地，所述上传模块通过介质电性连接有设计模块及传感模块，所述传感模块通过介质电性连接有接收模块，所述接收模块通过介质电性连接有构建模块及提取模块，所述提取模块通过介质电性连接有储存模块，所述储存模块通过介质电性连接有比对模块及设定模块。
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明提供一种基于物联网的矿采设备监管系统，该系统在运行过程中，能够以传感设备采集数据来提供以矿采设备监测条件，使得矿采设备运行过程中存在的异常波动稳定能够高精度、高效率的得到捕捉，确保矿采设备的运行过程能够得到一定程度的安全保障，避免矿采设备在运行过程中，因故障、轻微损伤未及时发现、处理，进而引发的严重问题。
2、本发明中系统运行过程中，主要采用设备运行振幅传感波形的分析来判定矿采设备是否异常，且基于该异常分析，不仅可用于设备本身异常，也使得设备运行环境存在的异常能够以振幅传感波形作为依据有所察觉，从而使得矿采设备运行更加稳定，尽可能规避掘进设备因故障、损伤，而造成的矿采周期延误及设备的维修费用支出增加的问题。
3、本发明中系统运行过程中，通过先验数据的载入，能够提供以系统运行稳定的数据支持，且进一步的采用系统运行采集数据储存的方式来提升系统运行可用先验数据，由此，体现该系统具备一定程度的学习能力，使得系统的长期运行，其对于矿采设备所带来的监测效果逐步趋于更佳。
4、本发明中系统运行过程中，还能够基于矿采设备监测结果来提供矿采设备进一步的运行控制命令，为矿采设备的运行带来更多安全保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种基于物联网的矿采设备监管系统的结构示意图；
图2为本发明中构建模块构建的矿采设备运行参数波形图一；
图3为本发明中构建模块构建的矿采设备运行参数波形图二；
图4为本发明中矿采设备运行参数波形图中提取的特征波形展示示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例一
本实施例的一种基于物联网的矿采设备监管系统，如图1所示，包括采集层、分析及识别层；
矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，基于矿采设备运行参数特征识别矿采设备运行安全性，并进一步对矿采设备安全性识别结果向用户端反馈，及对矿采设备发出适应性控制命令；
分析层包括接收模块、构建模块及提取模块，接收模块用于接收矿采设备运行参数，构建模块用于遍历读取接收模块接收到的矿采设备运行参数，通过矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图，提取模块用于接收构建模块中构建的运行参数波形图，提取运行参数波形图中特征波形，并进一步求取特征波形差异性；
特征波形差异性通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为特征波形x与y的差异值；/>为特征波形x与y的相似度，/>，/>为特征波形x与y中交汇点集合；为特征波形x中交汇点k的特征向量；/>为特征波形y中交汇点k的特征向量；
采集层包括上传模块、设计模块及传感模块，上传模块用于上传矿采设备的运行参数，设计模块用于接收上传模块中上传的矿采设备运行参数，基于矿采设备运行参数设计运行逻辑，传感模块用于监测矿采设备运行状态下的振幅数据；
其中，矿采设备运行参数包括掘进截面大小、掘进路径及路径长度、掘进位置深度，设计模块中设计的运行逻辑供传感模块及分析层运行所使用，传感模块部署于矿采设备上，且传感模块部署数量不少于两组；
识别层包括储存模块、比对模块及设定模块，储存模块用于储存矿采设备掘进状态下掘进土层或矿石时对应的特征波形，比对模块用于接收提取模块运行得到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性，应用运行参数波形图中特征波形与储存模块中储存的特征波形比对，获取未比对到相同项的特征波形，设定模块用于设定安全判定阈值及接收比对模块中获取到的特征波形，应用特征波形对应的特征波形差异性与安全判定阈值比对识别判定矿采设备运行是否安全；
其中，储存模块中储存的特征波形通过系统端用户手动上传，比对模块中特征波形相同项比对逻辑为≥98%，设定模块中设定的安全判定阈值设定范围，处于储存模块中储存的特征波形对应差异值中两组极值组成集合的范围内；
上传模块通过介质电性连接有设计模块及传感模块，传感模块通过介质电性连接有接收模块，接收模块通过介质电性连接有构建模块及提取模块，提取模块通过介质电性连接有储存模块，储存模块通过介质电性连接有比对模块及设定模块。
在本实施例中，上传模块运行上传矿采设备的运行参数，设计模块同步接收上传模块中上传的矿采设备运行参数，基于矿采设备运行参数设计运行逻辑。传感模块实时运行监测矿采设备运行状态下的振幅数据，接收模块后置运行接收矿采设备运行参数，构建模块同步遍历读取接收模块接收到的矿采设备运行参数，通过矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图，提取模块进一步的接收构建模块中构建的运行参数波形图，提取运行参数波形图中特征波形，并进一步求取特征波形差异性，最后通过储存模块储存矿采设备掘进状态下掘进土层或矿石时对应的特征波形，再由比对模块接收提取模块运行得到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性，应用运行参数波形图中特征波形与储存模块中储存的特征波形比对，获取未比对到相同项的特征波形，并通过设定模块设定安全判定阈值及接收比对模块中获取到的特征波形，应用特征波形对应的特征波形差异性与安全判定阈值比对识别判定矿采设备运行是否安全；
通过上述公式能够对运行参数波形图中特征波形相互之间的差异性进行求取，从而以求取结果作为数据支持，确保系统运行结果稳定输出；
参见图2~4所示，图2及图3中示出了两组基于运行周期T构建的矿采设备运行参数波形图，进一步根据图4所示，完成了特征波形的提取。
实施例二
在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例对实施例1中一种基于物联网的矿采设备监管系统做进一步具体说明：
设计模块运行设计运行逻辑时，运行逻辑的设计服从如下逻辑：
；
式中：为运行周期；/>为矿采设备掘进路径及路径长度；/>为矿采设备掘进位置深度；/>为矿采设备掘进截面大小；/>为基础运行周期；
其中，由系统端用户设定，通过上式于上传模块运行阶段同步求取/>，且上式求取的/>值应用于传感模块的，设计模块设计的运行逻辑即传感模块根据/>实时运行。
通过上述设置，使系统运行过程中，能够根据矿采设备运行参数来设计传感模块运行周期，不仅保证了传感模块的稳定运行，且以此提升了系统运行状态下与矿采设备运行参数之间的适配性。
如图1所示，传感模块监测到的振幅数据通过下式执行求精的操作，并以求精结果作为传感模块监测结果将分析层发送，公式为：
；
式中：为求精后振幅数据；/>为误差标准差；/>为振幅波形采样点数；/>为第i个采样点的求精幅值；/>为第i个采样点的真实幅值；
其中，振幅数据表现形式即波形图像，传感模块监测结果即矿采设备的运行参数。
通过上述公式计算，能够对系统运行过程中提取特征波形阶段使用的矿采设备运行参数波形图精度更佳，进而以此来提升系统最终输出结果精度的目的。
如图1所示，构建模块在应用矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图时，应用的矿采设备运行参数为传感模块监测结果；
其中，提取模块中运行参数波形图中特征波形的提取操作，通过对各运行参数波形图中特征波形进行相似度求取，进一步设定特征判定阈值，使/>≥50%的判定为相似特征波形，并对≥50%中的特征波形x或特征波形y择一进行删除，直至由上式计算特征波形相互之间皆/>＜50%，剩余特征波形即提取模块中提取到的特征波形。
通过上述设置，为提取模块运行提取矿采设备运行参数波形图中特征波形时，提供了必要的逻辑支持。
实施例三
在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例对实施例1中一种基于物联网的矿采设备监管系统做进一步具体说明：
分析层中提取模块运行提取到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性均向识别层反馈，且运行参数波形图中特征波形为识别层第一接收目标，在第一接收目标完成接收后，进一步接收特征波形差异性求取结果；
其中，识别层以第一接收目标完成接收作为触发信号实时运行。
通过上述设置，对识别层的运行条件提供限定，使得该系统中各层的运行能够更加快捷、高效。
如图1所示，识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为安全时，进一步反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形，识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为不安全时，控制矿采设备停止运行、按掘进路径返回及按原控制命令继续执行，再执行反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形的操作；
其中，控制矿采设备停止运行或按掘进路径返回的操作即对矿采设备发出的适应性控制命令，且对矿采设备发出的适应性控制命令由系统端用户自主选择使用。
通过上述设置，为系统最后运行对于矿采设备发出的适应性控制命令进行限定。
如图1所示，比对模块获取到未比对到相同项的特征波形后，同步于设定模块运行阶段监测矿采设备接收的控制命令，在监测到的控制命令未按原控制命令继续执行时，以比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形为转发目标向储存模块发送，于储存模块中储存。
通过上述设置，使得识别层中储存模块中储存的特征波形能够进一步扩容，从而以提升储存模块中储存的特征模型存量的方式，使该系统对于矿采设备的监控效果逐步趋于全面，系统输出结果更加可靠。
综上而言，上述实施例中系统能够以传感设备采集数据来提供以矿采设备监测条件，使得矿采设备运行过程中存在的异常波动稳定能够高精度、高效率的得到捕捉，确保矿采设备的运行过程能够得到一定程度的安全保障，避免矿采设备在运行过程中，因故障、轻微损伤未及时发现、处理，进而引发的严重问题；且该系统运行过程中，主要采用设备运行振幅传感波形的分析来判定矿采设备是否异常，且基于该异常分析，不仅可用于设备本身异常，也使得设备运行环境存在的异常能够以振幅传感波形作为依据有所察觉，从而使得矿采设备运行更加稳定，尽可能规避掘进设备因故障、损伤，而造成的矿采周期延误及设备的维修费用支出增加的问题；同时，本系统通过先验数据的载入，能够提供以系统运行稳定的数据支持，且进一步的采用系统运行采集数据储存的方式来提升系统运行可用先验数据，由此，体现该系统具备一定程度的学习能力，使得系统的长期运行，其对于矿采设备所带来的监测效果逐步趋于更佳；此外，本系统还能够基于矿采设备监测结果来提供矿采设备进一步的运行控制命令，为矿采设备的运行带来更多安全保障。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，包括采集层、分析及识别层；
矿采设备的运行参数通过采集层上传，并基于矿采设备运行参数设计分析层运行逻辑，分析层基于采集层提供运行逻辑实时运行，分析矿采设备运行参数特征，识别层实时接收矿采设备运行参数特征，基于矿采设备运行参数特征识别矿采设备运行安全性，并进一步对矿采设备安全性识别结果向用户端反馈，及对矿采设备发出适应性控制命令；
所述分析层包括接收模块、构建模块及提取模块，接收模块用于接收矿采设备运行参数，构建模块用于遍历读取接收模块接收到的矿采设备运行参数，通过矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图，提取模块用于接收构建模块中构建的运行参数波形图，提取运行参数波形图中特征波形，并进一步求取特征波形差异性；
所述特征波形差异性通过下式进行求取，公式为：
；
式中：为特征波形x与y的差异值；/>为特征波形x与y的相似度，，/>为特征波形x与y中交汇点集合；/>为特征波形x中交汇点k的特征向量；/>为特征波形y中交汇点k的特征向量；
所述采集层包括上传模块、设计模块及传感模块，上传模块用于上传矿采设备的运行参数，设计模块用于接收上传模块中上传的矿采设备运行参数，基于矿采设备运行参数设计运行逻辑，传感模块用于监测矿采设备运行状态下的振幅数据；
其中，矿采设备运行参数包括掘进截面大小、掘进路径及路径长度、掘进位置深度，所述设计模块中设计的运行逻辑供传感模块及分析层运行所使用，传感模块部署于矿采设备上，且所述传感模块部署数量不少于两组；
所述设计模块运行设计运行逻辑时，运行逻辑的设计服从如下逻辑：
；
式中：为运行周期；/>为矿采设备掘进路径及路径长度；/>为矿采设备掘进位置深度；/>为矿采设备掘进截面大小；/>为基础运行周期；
其中，所述由系统端用户设定，通过上式于上传模块运行阶段同步求取/>，且所述上式求取的/>值应用于传感模块的，设计模块设计的运行逻辑即传感模块根据/>实时运行；
所述传感模块监测到的振幅数据通过下式执行求精的操作，并以求精结果作为传感模块监测结果将分析层发送，公式为：
；
式中：为求精后振幅数据；/>为误差标准差；/>为振幅波形采样点数；/>为第i个采样点的求精幅值；/>为第i个采样点的真实幅值；
其中，所述振幅数据表现形式即波形图像，传感模块监测结果即矿采设备的运行参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述构建模块在应用矿采设备运行参数构建矿采设备运行参数波形图时，应用的矿采设备运行参数为传感模块监测结果；
其中，所述提取模块中运行参数波形图中特征波形的提取操作，通过对各运行参数波形图中特征波形进行相似度求取，进一步设定特征判定阈值，使/>≥50%的判定为相似特征波形，并对≥50%中的特征波形x或特征波形y择一进行删除，直至由上式计算特征波形相互之间皆/>＜50%，剩余特征波形即提取模块中提取到的特征波形。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述分析层中提取模块运行提取到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性均向识别层反馈，且所述运行参数波形图中特征波形为识别层第一接收目标，在第一接收目标完成接收后，进一步接收特征波形差异性求取结果；
其中，识别层以第一接收目标完成接收作为触发信号实时运行。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述识别层包括储存模块、比对模块及设定模块，储存模块用于储存矿采设备掘进状态下掘进土层或矿石时对应的特征波形，比对模块用于接收提取模块运行得到的运行参数波形图中特征波形及求取的特征波形差异性，应用运行参数波形图中特征波形与储存模块中储存的特征波形比对，获取未比对到相同项的特征波形，设定模块用于设定安全判定阈值及接收比对模块中获取到的特征波形，应用特征波形对应的特征波形差异性与安全判定阈值比对识别判定矿采设备运行是否安全；
其中，储存模块中储存的特征波形通过系统端用户手动上传，所述比对模块中特征波形相同项比对逻辑为≥98%，所述设定模块中设定的安全判定阈值设定范围，处于储存模块中储存的特征波形对应差异值中两组极值组成集合的范围内。
5.根据权利要求1或4所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为安全时，进一步反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形，识别层运行阶段向用户端反馈的矿采设备安全性识别结果为不安全时，控制矿采设备停止运行、按掘进路径返回及按原控制命令继续执行，再执行反馈比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形的操作；
其中，控制矿采设备停止运行或按掘进路径返回的操作即对矿采设备发出的适应性控制命令，且所述对矿采设备发出的适应性控制命令由系统端用户自主选择使用。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述比对模块获取到未比对到相同项的特征波形后，同步于设定模块运行阶段监测矿采设备接收的控制命令，在监测到的控制命令未按原控制命令继续执行时，以比对模块中获取到的未比对到相同项的特征波形为转发目标向储存模块发送，于储存模块中储存。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的矿采设备监管系统，其特征在于，所述上传模块通过介质电性连接有设计模块及传感模块，所述传感模块通过介质电性连接有接收模块，所述接收模块通过介质电性连接有构建模块及提取模块，所述提取模块通过介质电性连接有储存模块，所述储存模块通过介质电性连接有比对模块及设定模块。
CN202311054245.8A 2023-08-22 2023-08-22 一种基于物联网的矿采设备监管系统 Active CN116755414B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311054245.8A CN116755414B (zh) 2023-08-22 2023-08-22 一种基于物联网的矿采设备监管系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311054245.8A CN116755414B (zh) 2023-08-22 2023-08-22 一种基于物联网的矿采设备监管系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116755414A CN116755414A (zh) 2023-09-15
CN116755414B true CN116755414B (zh) 2023-11-07

Family

ID=87953756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311054245.8A Active CN116755414B (zh) 2023-08-22 2023-08-22 一种基于物联网的矿采设备监管系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116755414B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117348491B (zh) * 2023-11-16 2024-05-03 安徽睿新智造科技有限公司 基于工业互联网的联网设备数据采集系统、方法
CN117475338B (zh) * 2023-12-28 2024-03-29 山东舜捷资源综合利用有限公司 一种基于土地管理的土地整治修复进程监测系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102542262A (zh) * 2012-01-04 2012-07-04 东南大学 一种基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法
CN102566555A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 安徽建筑工业学院 基于模式识别的白色家电工作状态监测方法
CN107102236A (zh) * 2017-03-24 2017-08-29 国网浙江余姚市供电公司 一种基于故障后波形相关分析的单相接地故障选线方法
CN113932849A (zh) * 2021-09-30 2022-01-14 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿 一种矿山设备的故障检测方法及终端设备
US11500117B1 (en) * 2021-09-13 2022-11-15 Institute Of Geology And Geophysics, Chinese Academy Of Sciences Method and system for evaluating filling characteristics of deep paleokarst reservoir through well-to-seismic integration
CN116295156A (zh) * 2023-03-20 2023-06-23 中国矿业大学 一种作业场所落尘沉积厚度监测装置及方法
CN116423292A (zh) * 2023-05-15 2023-07-14 西安交通大学 一种综合能量比和幅值标准差的铣削颤振在线监测方法
CN116464452A (zh) * 2023-04-04 2023-07-21 中铁工程装备集团有限公司 地质感知方法及系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102542262A (zh) * 2012-01-04 2012-07-04 东南大学 一种基于高铁运行特征工况波形库的波形识别方法
CN102566555A (zh) * 2012-02-10 2012-07-11 安徽建筑工业学院 基于模式识别的白色家电工作状态监测方法
CN107102236A (zh) * 2017-03-24 2017-08-29 国网浙江余姚市供电公司 一种基于故障后波形相关分析的单相接地故障选线方法
US11500117B1 (en) * 2021-09-13 2022-11-15 Institute Of Geology And Geophysics, Chinese Academy Of Sciences Method and system for evaluating filling characteristics of deep paleokarst reservoir through well-to-seismic integration
CN113932849A (zh) * 2021-09-30 2022-01-14 深圳市中金岭南有色金属股份有限公司凡口铅锌矿 一种矿山设备的故障检测方法及终端设备
CN116295156A (zh) * 2023-03-20 2023-06-23 中国矿业大学 一种作业场所落尘沉积厚度监测装置及方法
CN116464452A (zh) * 2023-04-04 2023-07-21 中铁工程装备集团有限公司 地质感知方法及系统
CN116423292A (zh) * 2023-05-15 2023-07-14 西安交通大学 一种综合能量比和幅值标准差的铣削颤振在线监测方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
矿用旋转类机械故障自动监测及预警系统设计;李涛涛;;煤矿机械(05);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116755414A (zh) 2023-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116755414B (zh) 一种基于物联网的矿采设备监管系统
CN102797462B (zh) 一种采煤机自动截割控制系统及自动截割控制方法
CN103366374B (zh) 基于图像匹配的消防通道障碍物检测方法
CN110244186B (zh) 一种基于孤立点检测算法的电缆故障预测报警方法
CN113283344B (zh) 一种基于语义分割网络的矿用输送带跑偏检测方法
CN111898669B (zh) 一种基于机器学习的直流矿热炉异常事件预警系统
CN202731919U (zh) 一种采煤机自动截割控制系统
CN102337908A (zh) 基于多传感器数据融合的液压支架姿态检测方法及装置
CN107222169B (zh) 一种基于离群点检测的光伏阵列实时监控与故障检测方法
CN202562477U (zh) 集装箱码头堆场集装箱危险堆存方式检测装置
CN104503412A (zh) 一种选煤工艺优化控制系统及方法
CN214409649U (zh) 一种基于红外辐射特征的煤自燃监控预测系统
CN204984462U (zh) 急倾斜特厚煤层短壁放顶煤工作面的放煤控制系统
CN117315593A (zh) 煤矿井下运输系统异物侵入的识别方法
CN113065664A (zh) 一种地质层识别模型构建方法和地质层识别方法
CN102866158B (zh) 面向隧道巡检的输配电线缆检测方法
CN104298162A (zh) 仓库火灾预警机器人控制系统
CN115123897B (zh) 对象检测方法、装置及设备
CN103761828A (zh) 一种客车发动机舱内火灾早期预警方法
CN106640845B (zh) 旋转导向液压系统电磁阀组测试方法
CN115163107A (zh) 截割臂控制方法、装置、掘进机及掘进机控制系统
CN102602856B (zh) 一种高空车工作斗的调平控制方法及调平控制系统
CN115807685A (zh) 矿用锚护装备钻锚作业的自动控制系统
CN112621750B (zh) 一种工业机器人自动控制系统
Holm et al. Concept of shield-data-based horizon control for longwall coal mining automation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant