一种基于数据分析的矿车行驶智能评估系统的制作方法

本发明涉及矿车评估领域，具体为一种基于数据分析的矿车行驶智能评估系统。

背景技术：

1、矿山轨道运输的专用车辆。为适应井下巷道狭小的条件，外形尺寸紧凑。有货车、人车、料车等，矿车是矿山中输送煤、矿石和废石等散状物料的窄轨铁路搬运车辆，矿车按结构和卸载方式不同分为：固定式矿车、翻斗式矿车、单侧曲轨侧卸式矿车、底卸式矿车和梭式矿车共5大类，矿车一般由机车或绞车牵引，运送煤炭、矸石、器材、设备和人员的车辆。矿车主要用于矿井井下巷道、井筒以及地面的轨道运输，是煤矿中用量最大、应用最广的一种运输设备，矿山中输送矿石、废石和煤炭等散状物料的标准或窄轨铁路搬运车辆，一般用机车或绞车牵引；

2、目前，现有技术中的矿车管理仍存在不足之处，现有矿车在使用时，一般都是在矿车出现故障后再进行维修，同时根据厂家所设定的维护间隔对矿车进行维护检查，而对于不同运行条件下的矿车，在实际运行过程中，其老化损耗程度不同，因此依照固定的维护间隔对于矿车的故障不易发现，同时在矿车出现故障后再进行维修容易造成故障矿车的失控，从而导致财产损失，因此需要一种能够对矿车进行有效管理、监测和预警功能的矿车行驶评估系统；

3、针对上述技术问题，本技术提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明中，对矿车的自身状态和运行参数进行获取，量化评估矿车的行驶状态，根据评估的结果对矿车进行分类，对分类的矿车实现故障预警和运行管理，确保矿车在出现异常时能够及时的发现，避免状态较差的矿车持续运行从而导致矿车损坏，提高了矿车运行时的安全性，在对矿车进行评估后，根据矿车的评估结果进行分类，并通过分类结果进行数据的归类分析，从而对矿车的运行维保管理策略实时更新，提高了矿车故障的预警能力，解决缺少对矿车进行监测和预警导致矿车故障不易发现同时维保间隔不够灵活的问题，而提出一种基于数据分析的矿车行驶智能评估系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于数据分析的矿车行驶智能评估系统，包括行驶状态采集单元、车辆采集监管单元、数据分析单元、信息反馈单元和策略优化单元，所述行驶状态采集单元能够对矿车的行驶数据进行采集，根据采集到的行驶数据进行分析，生成行驶分析信号，并将行驶分析信号发送至数据分析单元；

4、所述车辆采集监管单元对车辆状态进行采集，并根据采集到的车辆状态进行分析，根据分析结果生成车辆监管信号，并将车辆监管信号发送至数据分析单元；

5、所述数据分析单元获取到行驶分析信号和车辆监管信号后，对行驶分析信号和车辆监管信号进行综合分析，根据分析结果生成车辆行驶效果评估，并将车辆行驶效果评估发送信息反馈单元和策略优化单元；

6、所述信息反馈单元获取到车辆行驶效果评估后，若车辆行驶效果评估为正常车辆，则不作出反应，若车辆行驶效果评估为异常车辆，则生成车辆异常信号，并将车辆异常信号发送至策略优化单元；

7、所述策略优化单元获取到车辆异常信号后，对车辆异常信号进行统计，并根据统计后的车辆异常信号从数据分析单元中获取到异常车辆的运行特征，将运行特征进行记录，生成车辆异常预警。

8、作为本发明的一种优选实施方式，所述行驶状态采集单元采集的行驶数据包括矿车的行驶速度、输出功率、载重量以及行驶角度，其中行驶角度为矿车当前行驶路面与底面的夹角，所述行驶状态采集单元获取到矿车的行驶速度，通过行驶速度的变化计算获得行驶加速度，所述行驶状态采集单元通过公式分析获取行驶特征值x，其中，f为行驶角度、m为矿车载重量、v为矿车的行驶速度、p为矿车的输出功率，a为矿车的行驶加速度，q为预设的系数，所述行驶状态采集单元将行驶特征值x与预设的特征阈值进行对比，若行驶特征值x小于预设的特征阈值，则生成矿车行驶异常信号，若行驶特征值x大于预设的特征阈值，则生成矿车行驶正常信号。

9、作为本发明的一种优选实施方式，所述车辆采集监管单元对车辆状态进行采集时，所采集的种类包括车辆行驶噪音、车辆电池温度和车辆振动强度，所述车辆采集监管单元获取到车辆行驶噪音后，将车辆行驶噪音与预设的噪音阈值进行对比，若车辆行驶噪音大于预设的噪音阈值，则生成噪音超标信号，若车辆行驶噪音小于等于预设的噪音阈值，则生成噪音合格信号；

10、所述车辆采集监管单元将车辆振动强度和预设的振动强度阈值进行对比，若车辆振动强度大于预设的振动强度阈值，则生成振动超标信号，若车辆振动强度小于等于预设的振动强度阈值，则生成振动合格信号；

11、所述车辆采集监管单元在同时获取到噪音超标信号和振动超标信号时，生成车辆振动异常信号，所述车辆采集监管单元在仅获取到噪音超标信号时，生成车辆噪音异常信号，所述车辆监管单元在同时获取到噪音正常信号和振动合格信号时，生成车辆正常信号；

12、所述车辆采集监管单元获取到车辆电池温度，并根据预设的检测时间对车辆电池温度进行持续统计，将检测时间内电池温度的上升量记录为温升幅度，所述车辆监管单元在矿车运行时对温升幅度进行计算，若任意一段检测时间内的温升幅度超过预设的温升阈值，则生成电池高温信号，若检测时间内的温升幅度未超过预设的温升阈值，则生成电池正常信号。

13、作为本发明的一种优选实施方式，所述车辆监管单元将车辆正常信号、车辆振动异常信号和车辆噪音异常信号作为车辆监管信号发送至数据分析单元。

14、作为本发明的一种优选实施方式，所述数据分析单元获取到矿车行驶异常信号后，若同时获取到车辆振动异常信号或车辆噪音异常信号，则生成矿车自身故障信号，所述数据分析单元获取到矿车行驶异常信号后，若同时获取到车辆正常信号，则生成矿车驱动故障信号，所述数据分析单元获取到矿车行驶正常信号后，若同时获取到车辆振动异常信号或车辆噪音异常信号，则生成矿车连接故障信号，所述数据分析单元获取到矿车行驶正常信号后，若同时获取到车辆正常信号，则生成矿车良好信号，其中矿车良好信号、矿车连接故障信号、矿车驱动故障信号和矿车自身故障信号均为车辆行驶效果评估。

15、作为本发明的一种优选实施方式，所述信息反馈单元获取到车辆行驶效果评估后，将生成矿车连接故障信号、矿车驱动故障信号和矿车自身故障信号的矿车记录为异常车辆，将生成矿车良好信号的矿车记录为正常车辆；

16、所述策略优化单元对通过数据分析单元获取到异常车辆在运行时的运行时长和维护间隔，根据异常车辆的运行时长和维护间隔按照时间由短至长进行排序，获取到运行时长序列和维护间隔序列，所述策略优化单元获取到预设的时长故障比例和维护故障比例，并从运行时长序列中从前向后将预设的时长故障比例的数据进行删除，将剩余的时长序列中的最前一组数据作为易发故障时长；

17、所述策略优化单元从维护间隔序列中从前向后将预设的维护故障比例的数据进行删除，将剩余的维护间隔序列中的最前一组数据作为易发故障维护间隔；

18、所述策略优化单元根据易发故障时长和易发故障维护间隔对被记录为正常车辆的矿车进行对比，将正常车辆中运行时长大于易发故障时长的或维护间隔大于易发故障维护间隔的矿车记录为预警车辆，生成车辆异常预警。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、1、本发明中，在矿车运行中，对矿车运行参数和自身状态进行评估，根据评估的结果对矿车进行分类，同时对分类的矿车实现故障预警和运行管理，确保矿车在出现异常时能够及时的发现，避免状态较差的矿车持续运行从而导致矿车损坏，提高了矿车运行时的安全性。

21、2、本发明中，对矿车的自身状态和运行参数进行评估时，通过对多重数据的采集，根据采集结果实现公式化分析，从而量化评估矿车的行驶状态，提高了矿车评估系统的科学性和准确性。

22、3、本发明中，在对矿车进行评估后，根据矿车的评估结果进行分类，并通过分类结果进行数据的归类分析，从而对矿车的运行维保管理策略实时更新，提高了矿车故障的预警能力。