CN118132774A - 一种工程机械设备多源异构数据采集系统及方法 - Google Patents

一种工程机械设备多源异构数据采集系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工程机械设备多源异构数据采集系统及方法，系统包括：数据采集终端，用于采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；服务器，用于获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；数据调用平台，用于根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。本发明对产品后续的性能提升与改进具有重要的指导意义。

Description

一种工程机械设备多源异构数据采集系统及方法
技术领域
本发明涉及工程机械数据采集技术领域，具体涉及一种工程机械设备多源异构数据采集系统及方法。
背景技术
工程机械在施工过程中，会产生大量施工过程数据，目前记录的数据主要为设备发动机的状态数据与故障记录，贯穿设备全生命周期的数据应用主要停留在设备的工作记录及维护保养记录，忽略了设备与工作环境的耦合关系，从而使收集的设备数据成为数据孤岛，得不到充分的应用，目前对于工程机械设备施工过程产生数据的综合利用仍处于探索阶段，大量的工程机械施工过程数据不能结合实际施工工况，尤其在对设备性能描述及实际工作中可靠性的预测等方面，缺乏相关应用，并且目前对于工程机械源头数据的分类收集和梳理系统以及具体采集实现的相关研究较少，无法精确获取设备的生产信息及工作状态，缺少对数据的整体分析把控，不利于对工程机械设备生产过程的可视化监视。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种工程机械设备多源异构数据采集系统及方法。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种工程机械设备多源异构数据采集系统，包括：
数据采集终端，用于采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；
服务器，用于获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；
数据调用平台，用于根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；
其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。
结合第一方面，可选的，所述数据采集终端包括传感器和摄像头；
所述传感器安装在工程机械设备上，用于采集各工程机械设备施工过程的数值型数据；
所述摄像头用于采集各工程机械设备施工过程的图像数据。
结合第一方面，可选的，所述服务器包括数据分类层和数据传输层；
所述数据分类层，用于接收所述数据采集终端发送的数据，并所述按照设定的规则对所述数据进行分类获得分类后的数据；
所述数据传输层与所述数据分类层连接，用于接收所述数据分类层发送的分类后的数据，并将所述分类后的数据传输至所述数据库。
结合第一方面，可选的，所述按照设定的规则对所述数据进行分类包括：
将传感器采集的数值型数据按用途分为设备状态类属数据和设备工作环境类数据；
将摄像头采集的图像数分为用于呈现所述工程机械设备工作环境的图片数据和用于记录所述工程机械设备工作过程的视频数据；
其中，所述设备状态类数据分为动力系统数据、液压系统数据及铰接点载荷数据；所述的动力系统数据包括发动机的转速、扭矩、冷却水温度及油耗；所述的液压系统数据包括压力、流量、液压油温度及液压油污染度；所述的铰接点载荷数据包括铰接点上力矩数据；
所述设备工作环境类数据包括环境温度、环境湿度、粉尘浓度和大气压力。
结合第一方面，可选的，所述设备工作环境描述模板被配置为：将图片数据与设备工作环境数据按照日期数据整合后进行日志输出。
结合第一方面，可选的，所述设备工作状态描述模板被配置为：按照时间段统计所述动力系统数据、液压系统数据以及设备工作环境类数据并进行日志输出，和/或输出设备工作状态曲线。
结合第一方面，可选的，所述设备性能描述模板被配置为：根据动力系统数据、液压系统数据和铰接点载荷数据分别计算动力系统输入输出功率、液压系统的输入输出功率和工况负载，以对设备性能进行评价描述；并添加设备工作环境类数据及视频数据作为辅助描述进行日志输出，和/或输出输出设备性能曲线。
结合第一方面，可选的，所述设备可靠性与安全状态描述模板被配置为：通过分析设备工作时长与工作环境、工程机械设备硬件配置信息，根据可靠性预测模型数据库进行设备可靠性预测，提前预示维护保养信息，并对当前工作环境下的设备安全运行预测后进行日志输出。
第二方面，本发明提供了一种工程机械设备多源异构数据采集方法，基于如第一方面任一所述的数据采集系统，包括以下步骤：
数据采集终端采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；
服务器获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；
数据调用平台根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；
其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面任一所述的工程机械设备多源异构数据采集系统的步骤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明通过对工程机械设备施工过程数据进行采集，采集的数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据等多源异构数据，按照设备状态类、工作环境类对采集的数据进行分类，提高数据可用性，按照需要对采集的数据进行提取分析，充分考虑施工环境与施工设备的长期耦合影响关系，可对设备工作环境、设备工作状态、设备性能、设备可靠性与安全状态进行描述，并按照相应的描述模板从数据库中提取数据进行日志输出；通过输出的日志对现场施工过程数据的应用分析，对产品后续的性能提升与改进具有重要的指导意义。
附图说明
图1为本发明实施例提供的工程机械设备多源异构数据采集方法的结构原理框图；
图2为本发明实施例提供的设备工作环境描述模板及调用数据库的逻辑框图
图3为本发明实施例提供的设备工作状态描述模板及调用数据库的逻辑框图
图4为本发明实施例提供的设备性能描述模板及调用数据库的逻辑框图
图5为本发明实施例提供的设备可靠性与安全状态描述模板及调用数据库的逻辑框图。
具体实施方式
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符"/"，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例介绍一种工程机械设备多源异构数据采集系统，具体包括：
数据采集终端，用于采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；
服务器，与数据采集终端连接，用于获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；
数据调用平台，与服务器连接，用于根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；
其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。
作为本发明的一种实施例，数据采集终端包括传感器和用于采集各工程机械设备施工过程的图像数据摄像头；其中，数值型数据为工程机械设备上安装的传感器采集的数据，传感器类型按用途分为设备状态类、设备工作环境类。
如图1所述，服务器包括数据分类层和数据传输层；所述数据分类层，用于接收所述数据采集终端发送的数据，并所述按照设定的规则对所述数据进行分类获得分类后的数据；所述数据传输层与所述数据分类层连接，用于接收所述数据分类层发送的分类后的数据，并将所述分类后的数据传输至所述数据库。
进一步说明的是，数据分类层进行数据分类包括：
将传感器采集的数值型数据按用途分为设备状态类属数据和设备工作环境类数据；将摄像头采集的图像数分为用于呈现所述工程机械设备工作环境的图片数据和用于记录所述工程机械设备工作过程的视频数据；
其中，所述设备状态类数据分为动力系统数据、液压系统数据及铰接点载荷数据；所述的动力系统数据包括发动机的转速、扭矩、冷却水温度及油耗；所述的液压系统数据包括压力、流量、液压油温度及液压油污染度；所述的铰接点载荷数据包括铰接点上力矩数据；所述设备工作环境类数据包括环境温度、环境湿度、粉尘浓度和大气压力；
本实施例中的图像数据，是通过摄像头拍摄图片数据和视频数据；图片数据为工程设备四周的场景照片，通过照片能清楚的判断工程设备的工作环境，根据图片标识数据库，工作环境包括涉水环境、隧道环境、露天环境等；视频数据为拍摄工程设备工作视频，通过视频能清楚了解当前的施工作业任务。
进一步说明的是，数据调用平台包括设备工作环境描述、设备工作状态描述、设备性能描述、设备可靠性与安全状态描述，确定描述目标后，按照对应的标准描述模板数据库进行日志输出。
如图2所示，设备工作环境描述模板被配置为：将图片数据与设备工作环境数据按照日期数据整合后进行日志输出；其中，日期数据为系统时间，每个传感器采集的数据与摄像头拍摄的图像数据都附带日期数据，日期数据作为数据应用时的身份标识。
如图3所示，设备工作状态描述模板被配置为：通过动力系统数据、液压系统数据进行描述，可以是按照时间段进行统计，也可以是实时显示，对于设备工作状态的描述还应该包括设备的工作环境描述信息，按照设备工作状态从数据库提取数据日志输出，同时可选择输出设备工作状态曲线，其中横轴为时间，纵轴为设备的各项状态数据。
如图4所示，设备性能描述模板被配置为：根据动力系统数据、液压系统数据、铰接点载荷数据分别计算动力系统输入功率、输出功率，液压系统的输入功率、输出功率，工况负载，通过分析负载与动力系统输入功率、动力系统输出功率、液压系统的输入功率、液压系统输出功率的变化关系，输出设备性能评价描述，对于设备性能的描述还应该包括设备的工作环境描述信息，并添加视频数据作为辅助描述，按照设备性能描述从数据库提取数据进行日志输出，同时可选择输出设备性能曲线，其中横轴为时间，纵轴为设备性能参数。
如图5所示，设备可靠性与安全状态描述模板被配置为：通过分析设备工作时长与工作环境、工程机械设备硬件配置信息，根据可靠性预测模型数据库进行设备可靠性预测，提前预示维护保养信息，并对当前工作环境下的设备安全运行预测后进行日志输出。
实施例二：
如图2所示，本发明实施例提供了一种工程机械设备多源异构数据采集方法，基于实施例一所述的数据采集系统，包括以下步骤：
数据采集终端采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；
服务器获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；
数据调用平台根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；
其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。
本发明实施例提供的工程机械设备多源异构数据采集方法与实施例一提供的工程机械设备多源异构数据采集系统基于相同的技术构思，能够产生如实施例一所述的有益效果，在本实施例中未详尽描述的内容可以参见实施例一。
实施例三：
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如实现实施例二中任一项方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，包括：
数据采集终端，用于采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；
服务器，用于获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；
数据调用平台，用于根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；
其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。
2.根据权利要求1所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述数据采集终端包括传感器和摄像头；
所述传感器安装在工程机械设备上，用于采集各工程机械设备施工过程的数值型数据；
所述摄像头用于采集各工程机械设备施工过程的图像数据。
3.根据权利要求1所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述服务器包括数据分类层和数据传输层；
所述数据分类层，用于接收所述数据采集终端发送的数据，并所述按照设定的规则对所述数据进行分类获得分类后的数据；
所述数据传输层与所述数据分类层连接，用于接收所述数据分类层发送的分类后的数据，并将所述分类后的数据传输至所述数据库。
4.根据权利要求1或3所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述按照设定的规则对所述数据进行分类包括：
将传感器采集的数值型数据按用途分为设备状态类属数据和设备工作环境类数据；
将摄像头采集的图像数分为用于呈现所述工程机械设备工作环境的图片数据和用于记录所述工程机械设备工作过程的视频数据；
其中，所述设备状态类数据分为动力系统数据、液压系统数据及铰接点载荷数据；所述的动力系统数据包括发动机的转速、扭矩、冷却水温度及油耗；所述的液压系统数据包括压力、流量、液压油温度及液压油污染度；所述的铰接点载荷数据包括铰接点上力矩数据；
所述设备工作环境类数据包括环境温度、环境湿度、粉尘浓度和大气压力。
5.根据权利要求4所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述设备工作环境描述模板被配置为：将图片数据与设备工作环境数据按照日期数据整合后进行日志输出。
6.根据权利要求4所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述设备工作状态描述模板被配置为：按照时间段统计所述动力系统数据、液压系统数据以及设备工作环境类数据并进行日志输出，和/或输出设备工作状态曲线。
7.根据权利要求4所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述设备性能描述模板被配置为：根据动力系统数据、液压系统数据和铰接点载荷数据分别计算动力系统输入输出功率、液压系统的输入输出功率和工况负载，以对设备性能进行评价描述；并添加设备工作环境类数据及视频数据作为辅助描述进行日志输出，和/或输出输出设备性能曲线。
8.根据权利要求4所述的工程机械设备多源异构数据采集系统，其特征在于，所述设备可靠性与安全状态描述模板被配置为：通过分析设备工作时长与工作环境、工程机械设备硬件配置信息，根据可靠性预测模型数据库进行设备可靠性预测，提前预示维护保养信息，并对当前工作环境下的设备安全运行预测后进行日志输出。
9.一种工程机械设备多源异构数据采集方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的数据采集系统，包括以下步骤：
数据采集终端采集各工程机械设备施工过程的多源异构数据，所述多源异构数据包括数值型数据、图像数据及采集时附带的日期数据；
服务器获取数据采集终端上传的数据，并按照设定的规则对所述数据进行分类后存储在数据库中；
数据调用平台根据所需描述目标从服务器的数据库中调取相应的数据，并将调取的数据按照设定的标准描述模板进行日志输出；
其中，设定的标准描述模板包括设备工作环境描述模板、设备工作状态描述模板、设备性能描述模板、设备可靠性与安全状态描述模板。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求9所述的工程机械设备多源异构数据采集系统的步骤。
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