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一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新能源原動設(shè)備遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)

專利號
CN119206625B
公開日期
2025-01-28
申請人
陜西銀漢空天科技有限公司(陜西省西安市高陵區(qū)融豪工業(yè)城第13座G2棟)
發(fā)明人
索文韜; 梁鍵; 柳濟濟; 信濤濤; 楊文廣
IPC分類
G06V20/52; G16Y10/35; G16Y40/10; G06N3/006; G06N3/0442; G06N3/08; G06Q50/06; G06T17/00; G06F18/2131; G06F18/24
技術(shù)領(lǐng)域
廠區(qū),模型,序列,振動,異常,尺度,新能源,數(shù)據(jù),監(jiān)控,能源
地域: 陜西省 陜西省西安市

摘要

本發(fā)明涉及設(shè)備遠程監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域,具體為一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新能源原動設(shè)備遠程監(jiān)控管理系統(tǒng),包括模型更新單元、異常驗證單元、監(jiān)控界面單元、特征提取單元、模型訓(xùn)練單元、狀態(tài)分類單元、態(tài)勢要素預(yù)測單元、實景影像獲取單元、應(yīng)急處理單元和異常排序單元,還包括:場景建模單元,所述場景建模單元用于對目標廠區(qū)內(nèi)的多個新能源原動設(shè)備進行3D建模,以得到多個新能源原動設(shè)備3D模型,并基于所述多個新能源原動設(shè)備在所述目標廠區(qū)內(nèi)的實際位置。本發(fā)明通過場景建模單元能夠?qū)δ繕藦S區(qū)內(nèi)的多個新能源原動設(shè)備進行精確的3D建模,這使得整個目標廠區(qū)的設(shè)備布局和位置關(guān)系更加直觀、清晰,有助于設(shè)備的管理和監(jiān)控。

說明書

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[0028] A4、若迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)閾值,則終止優(yōu)化,以得到最優(yōu)的懲罰參數(shù)和核函數(shù)參數(shù)的組合,否則,則重復(fù)執(zhí)行步驟A2?A3。 [0029] 優(yōu)選的,將所述振動數(shù)據(jù)序列進行粗?;幚?,以得到不同尺度下的振動數(shù)據(jù)序列,并計算所述不同尺度下的振動數(shù)據(jù)序列的樣本熵值,包括以下步驟: [0030] B1、通過粗粒化公式對所述振動數(shù)據(jù)序列進行粗?;幚?,以得到不同尺度下的振動數(shù)據(jù)序列,所述粗?;饺缦拢? [0031] ; [0032] 其中, 表示尺度i下的振動數(shù)據(jù)序列,表示尺度因子, 表示原始振動數(shù)據(jù)序列,即粗?;幚砬暗乃稣駝訑?shù)據(jù)序列; [0033] B2、基于所述不同尺度下的振動數(shù)據(jù)序列構(gòu)建序列向量,并基于所述序列向量與其他序列向量之間的距離,所述序列向量如下: [0034] ; [0035] 其中, 表示尺度i下的序列向量, 表示嵌入維數(shù); [0036] 所述距離公式如下: [0037] ; [0038] 其中, 表示尺度i下的序列向量 與其他任一尺度j下的序列向量 之間的距離, 表示 尺度下的振動數(shù)據(jù)序列, 表示 尺度下的振動 數(shù)據(jù)序列; [0039] B3、計算所述序列向量與其他序列向量之間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值與向量個數(shù)的比值,所述比值公式如下: [0040] ; [0041] 其中, 表示比值,表示預(yù)設(shè)距離閾值, 表示不同尺度下的振動數(shù)據(jù)序列中數(shù)據(jù)個數(shù),count()表示一個計數(shù)函數(shù),用于計算滿足條件 的序列向量個 數(shù); [0042] B4、計算所述序列向量與其他序列向量之間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值與向量個數(shù)的比值的平均值,所述平均值公式如下: [0043] ; [0044] 其中, 表示第m次迭代的平均值; [0045] B5、基于所述序列向量與其他序列向量之間的距離小于預(yù)設(shè)距離閾值與向量個數(shù)的比值的平均值,計算不同尺度下的振動數(shù)據(jù)序列的樣本熵值,所述樣本熵值公式如下: [0046] ; [0047] 其中, 表示樣本熵值, 表示第m+1次迭代的平均值,ln()表示自 然對數(shù)函數(shù)。 [0048] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下有益的技術(shù)效果: [0049] 1、?本發(fā)明通過場景建模單元能夠?qū)δ繕藦S區(qū)內(nèi)的多個新能源原動設(shè)備進行精確的3D建模,并整合成整體的目標廠區(qū)場景模型,這使得整個目標廠區(qū)的設(shè)備布局和位置關(guān)系更加直觀、清晰,有助于設(shè)備的管理和監(jiān)控,通過網(wǎng)格劃分單元對目標廠區(qū)場景模型進行網(wǎng)格劃分并與實際廠區(qū)進行等比關(guān)聯(lián),生成位置關(guān)系映射表,這有助于準確定位設(shè)備及其異常位置,提高故障檢測和處理的效率,通過數(shù)據(jù)監(jiān)控單元采集設(shè)備運行狀態(tài)、環(huán)境數(shù)據(jù)、能耗數(shù)據(jù)、運行參數(shù)和振動數(shù)據(jù)序列,通過特征提取單元進行時域和頻域特征分析、多尺度加權(quán)排列特征提取,能夠全面反映設(shè)備的運行狀態(tài)及其變化趨勢,通過模型訓(xùn)練單元利用支持向量機算法構(gòu)建狀態(tài)分類模型,并通過灰狼優(yōu)化算法進行參數(shù)優(yōu)化,從而得到最優(yōu)的懲罰參數(shù)和核函數(shù)參數(shù)組合,這確保了狀態(tài)分類模型的準確性和魯棒性,提高了故障識別和預(yù)測的準確率,通過監(jiān)控界面單元將目標廠區(qū)動態(tài)場景模型與監(jiān)控數(shù)據(jù)整合在監(jiān)控智能終端的界面上,使用戶可以通過點擊設(shè)備3D模型以彈窗形式查看詳細監(jiān)控數(shù)據(jù),這種人性化設(shè)計極大地提升了用戶體驗和操作便捷性。 [0050] 2、?本發(fā)明通過態(tài)勢要素預(yù)測單元采用門控循環(huán)單元構(gòu)建態(tài)勢預(yù)測模型,對振動數(shù)據(jù)序列進行預(yù)測,通過狀態(tài)分類單元則結(jié)合預(yù)測值和實時值,分別提取各項特征并輸入狀態(tài)分類模型,從而獲取設(shè)備的未來狀態(tài)和實時狀態(tài),這種雙重狀態(tài)監(jiān)控方式增強了系統(tǒng)的預(yù)警能力和實時響應(yīng)能力,通過模型更新單元定期對目標廠區(qū)動態(tài)場景模型進行動態(tài)更新,并結(jié)合多組攝像頭獲取的實景影像,通過異常驗證單元對異常信息進行驗證,這提高了故障信息的真實性和確認速度,通過異常排序單元基于異常信息構(gòu)建關(guān)聯(lián)知識圖譜,分析異常信息的順序、并發(fā)和沖突關(guān)系,計算相似度并提升處理等級,這種智能排序和關(guān)聯(lián)分析方式可以更好地管理多重故障,提高處理效率和準確性,通過應(yīng)急處理單元生成故障排查清單并根據(jù)此清單進行排查,有助于快速響應(yīng)和處理故障,降低設(shè)備停機時間,保障生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性。 附圖說明 [0051] 圖1為本發(fā)明提出的一種實施例中整體系統(tǒng)的流程示意圖; [0052] 圖2為本發(fā)明提出的一種實施例中參數(shù)優(yōu)化的流程示意圖; [0053] 圖3為本發(fā)明提出的一種實施例中樣本熵值計算的流程示意圖。 [0054] 附圖標記:1、場景建模單元;2、網(wǎng)格劃分單元;3、模型更新單元;4、異常驗證單元; 5、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元;6、監(jiān)控界面單元;7、特征提取單元;8、模型訓(xùn)練單元;9、狀態(tài)分類單元; 10、態(tài)勢要素預(yù)測單元;11、實景影像獲取單元;12、應(yīng)急處理單元;13、異常排序單元。 具體實施方式

權(quán)利要求

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A1、隨機初始化灰狼種群個體,所述灰狼種群個體的位置表示所述狀態(tài)分類模型的懲罰參數(shù)和核函數(shù)參數(shù)的參數(shù)組合; A2、對所述灰狼種群個體的位置進行更新,以得到所述灰狼種群個體的新位置,所述新位置更新公式如下: ; 其中, 表示第t+1次迭代時的位置, 表示獵物位置, 表示第一隨機參數(shù), 且 ,表示非線性收斂因子,r1表示[0,1]區(qū)間的第一隨機數(shù),D表示獵物與狼群之間的距離, , 表示第t次迭代時的位置,C表示第二隨機參數(shù),且 ,r2表示[0,1]區(qū)間的第二隨機數(shù); A3、計算新位置的所述灰狼種群個體的新適應(yīng)度,并與上一迭代最優(yōu)適應(yīng)度相對比,若所述新適應(yīng)度大于所述最優(yōu)適應(yīng)度,則將所述新適應(yīng)度替換為所述最優(yōu)適應(yīng)度,并保留所述灰狼種群個體的新位置,所述適應(yīng)度計算公式如下: ; 其中, 表示K折交叉驗證的平均準確度, 表示第k折計算出的準確度; A4、若迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)閾值,則終止優(yōu)化,以得到最優(yōu)的懲罰參數(shù)和核函數(shù)參數(shù)的組合,否則,則重復(fù)執(zhí)行步驟A2?A3; 所述態(tài)勢要素預(yù)測單元(10)對數(shù)據(jù)監(jiān)控單元(5)傳輸?shù)乃稣駝訑?shù)據(jù)序列進行接收,并通過滑動窗口將所述振動數(shù)據(jù)序列構(gòu)建為時序數(shù)據(jù),并將所述時序數(shù)據(jù)輸入至訓(xùn)練好的態(tài)勢預(yù)測模型中,所述態(tài)勢預(yù)測模型采用門控循環(huán)單元,通過所述練好的態(tài)勢預(yù)測模型輸出所述振動數(shù)據(jù)序列所對應(yīng)的下一預(yù)設(shè)時刻的振動數(shù)據(jù)序列預(yù)測值,并將所述振動數(shù)據(jù)序列預(yù)測值傳輸至狀態(tài)分類單元(9); 所述狀態(tài)分類單元(9)對模型訓(xùn)練單元(8)傳輸?shù)乃鲇?xùn)練好的狀態(tài)分類模型和態(tài)勢要素預(yù)測單元(10)傳輸?shù)乃稣駝訑?shù)據(jù)序列預(yù)測值進行接收,并提取所述振動數(shù)據(jù)序列預(yù)測值的所述時域特征、所述頻域特征、所述樣本熵特征和所述多尺度加權(quán)排列熵特征,并將所述振動數(shù)據(jù)序列預(yù)測值的所述時域特征、所述頻域特征、所述樣本熵特征和所述多尺度加權(quán)排列熵特征輸入至所述訓(xùn)練好的狀態(tài)分類模型中,以得到所述新能源原動設(shè)備所對應(yīng)的未來設(shè)備狀態(tài),并提取振動數(shù)據(jù)序列實時值的所述時域特征、所述頻域特征、所述樣本熵特征和所述多尺度加權(quán)排列熵特征,將振動數(shù)據(jù)序列實時值的所述時域特征、所述頻域特征、所述樣本熵特征和所述多尺度加權(quán)排列熵特征輸入至所述訓(xùn)練好的狀態(tài)分類模型中,以得到所述新能源原動設(shè)備所對應(yīng)的實時設(shè)備狀態(tài),并將所述新能源原動設(shè)備所對應(yīng)的未來設(shè)備狀態(tài)和實時設(shè)備狀態(tài)傳輸至模型更新單元(3);
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