本發(fā)明涉及故障監(jiān)測(cè)控制，特別是一種整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著鐵路運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，鐵路設(shè)備的自動(dòng)化和智能化水平逐步提高，尤其是整車(chē)鐵路運(yùn)輸中對(duì)于貨物運(yùn)輸和設(shè)備維護(hù)的需求不斷增加，折疊輸送帶作為鐵路運(yùn)輸中用于轉(zhuǎn)運(yùn)貨物的重要設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、便于安裝和操作的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，然而，隨著使用頻率的增加，折疊輸送帶在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)了各類(lèi)故障問(wèn)題，這些故障不僅影響運(yùn)輸效率，還可能引發(fā)安全隱患，傳統(tǒng)方法通常采用振動(dòng)信號(hào)的時(shí)域或頻域分析，依據(jù)信號(hào)的幅度變化、頻率成分等特征來(lái)判斷故障類(lèi)型，然而，這些方法往往忽略了振動(dòng)信號(hào)的高階特征，導(dǎo)致故障診斷的準(zhǔn)確性和及時(shí)性受到限制，難以精確提取與故障相關(guān)的深層次信息，綜合分析能力和故障處理能力仍顯不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明提供了一種整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)忽略了振動(dòng)信號(hào)的高階特征，導(dǎo)致故障診斷的準(zhǔn)確性和及時(shí)性受到限制，難以精確提取與故障相關(guān)的深層次信息，綜合分析能力和故障處理能力仍顯不足的問(wèn)題。

3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明提供了一種整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法，其包括，

5、在折疊輸送帶上安裝振動(dòng)傳感器和張力傳感器收集輸送帶振動(dòng)信號(hào)和張力信號(hào)，基于折疊輸送帶確定方向，并分析輸送帶振動(dòng)特性構(gòu)建輸送帶剛度矩陣，同步通過(guò)快速譜峰度計(jì)算提取振動(dòng)信號(hào)特征，構(gòu)建dbn模型并使用麻雀搜索算法結(jié)合火蠅擾動(dòng)公式優(yōu)化，通過(guò)dbn模型得到輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果；

6、基于輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果采用對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)生成故障處理方案并通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估后實(shí)施故障處理方案；

7、將故障處理方案進(jìn)行可視化展示，并形成故障處理記錄存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中。

8、作為本發(fā)明所述整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基于折疊輸送帶確定方向，并分析輸送帶振動(dòng)特性構(gòu)建輸送帶剛度矩陣，同步通過(guò)快速譜峰度計(jì)算提取振動(dòng)信號(hào)特征，構(gòu)建dbn模型并使用麻雀搜索算法結(jié)合火蠅擾動(dòng)公式優(yōu)化，通過(guò)dbn模型得到輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果指將折疊輸送帶的物料運(yùn)輸方向定義為縱向，并將物料運(yùn)輸方向的平面垂直方向定義為橫向，獲取折疊運(yùn)輸帶的材料參數(shù)，分別構(gòu)建折疊運(yùn)輸帶的縱向振動(dòng)方程和橫向振動(dòng)方程，并通過(guò)有限差分法求解分別獲取折疊運(yùn)輸帶的縱向位移響應(yīng)和橫向位移響應(yīng)；

9、根據(jù)折疊運(yùn)輸帶的縱向位移響應(yīng)和橫向位移響應(yīng)構(gòu)建折疊運(yùn)輸帶的剛度矩陣k；

10、使用短時(shí)傅里葉變換提取振動(dòng)信號(hào)的復(fù)頻域表示，計(jì)算復(fù)頻域表示的幅度包絡(luò)；

11、通過(guò)幅度包絡(luò)計(jì)算振動(dòng)信號(hào)的譜峰度并組合所有頻率b的振動(dòng)信號(hào)的譜峰度作為振動(dòng)信號(hào)特征：

12、使用主成分分析對(duì)振動(dòng)信號(hào)特征進(jìn)行降維處理，構(gòu)建dbn模型，通過(guò)麻雀搜索算法更新dbn模型參數(shù)：

13、

14、其中為時(shí)間t的第i個(gè)麻雀的第j個(gè)參數(shù)，包含每個(gè)dbn模型參數(shù)，為時(shí)間t+1的麻雀位置，為隨機(jī)數(shù)，st為設(shè)定閾值，當(dāng)，麻雀搜索算法進(jìn)行局部搜索，當(dāng)時(shí)進(jìn)行全局搜索，為調(diào)整因子，h為最大迭代次數(shù)，q為遷移因子，w為鄰域范圍；

15、同步使用火蠅擾動(dòng)公式計(jì)算得到時(shí)間t+1的麻雀位置：

16、

17、其中為初始吸引度，為衰減因子，r為當(dāng)前位置與目標(biāo)解的距離，為擾動(dòng)幅度因子，為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)；

18、將火蠅擾動(dòng)公式計(jì)算得到的時(shí)間t+1的麻雀位置與麻雀搜索算法得到的時(shí)間t+1的麻雀位置進(jìn)行綜合平均計(jì)算作為最終麻雀位置并作為下一次迭代位置重復(fù)進(jìn)行迭代；

19、迭代完成后從麻雀位置中提取最優(yōu)dbn模型參數(shù)應(yīng)用至dbn模型，將剛度矩陣k和振動(dòng)信號(hào)特征輸入dbn模型中得到輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果。

20、作為本發(fā)明所述整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述基于輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果采用對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)生成故障處理方案并通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估后實(shí)施故障處理方案指構(gòu)建對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行訓(xùn)練，將輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果輸入對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)中通過(guò)生成器生成故障處理方案，同步構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，將故障處理方案輸入訓(xùn)練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行評(píng)估并設(shè)定評(píng)估閾值，當(dāng)評(píng)估結(jié)果大于評(píng)估閾值時(shí)將故障處理方案判斷為實(shí)施方案進(jìn)行實(shí)施。

21、作為本發(fā)明所述整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述在折疊輸送帶上安裝振動(dòng)傳感器和張力傳感器收集輸送帶振動(dòng)信號(hào)和張力信號(hào)指在折疊輸送帶下方安裝振動(dòng)傳感器和張力傳感器，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將振動(dòng)傳感器和張力傳感器進(jìn)行連接形成傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)振動(dòng)傳感器和張力傳感器分別收集振動(dòng)信號(hào)和張力信號(hào)后進(jìn)行預(yù)處理操作。

22、作為本發(fā)明所述整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：折疊運(yùn)輸帶前設(shè)置有水平運(yùn)輸帶，所述折疊運(yùn)輸帶和所述水平運(yùn)輸帶通過(guò)啟停信號(hào)傳感器連接，物料通過(guò)水平運(yùn)輸帶運(yùn)輸至折疊運(yùn)輸帶，當(dāng)接收到折疊運(yùn)輸帶啟動(dòng)信號(hào)后水平運(yùn)輸帶啟動(dòng)并進(jìn)行物料運(yùn)輸，當(dāng)檢測(cè)到折疊運(yùn)輸帶故障需要關(guān)閉折疊運(yùn)輸帶時(shí)，需要關(guān)閉水平運(yùn)輸帶向折疊運(yùn)輸帶傳遞關(guān)閉信號(hào)后關(guān)閉折疊運(yùn)輸帶。

23、作為本發(fā)明所述整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述將故障處理方案進(jìn)行可視化展示指將輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果和最終得到的故障處理方案向工作人員進(jìn)行展示，同步展示振動(dòng)數(shù)據(jù)和張力數(shù)據(jù)輔助工作人員進(jìn)行折疊輸送帶維護(hù)所述形成故障處理記錄存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中指將實(shí)施的故障處理方案和對(duì)應(yīng)的故障監(jiān)測(cè)結(jié)果形成故障處理記錄存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)記時(shí)間戳，并將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)上傳至云端進(jìn)行備份。

24、作為本發(fā)明所述整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：

25、第二方面，本發(fā)明提供了一種整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制系統(tǒng)，包括，

26、信號(hào)收集模塊，用于在折疊輸送帶上安裝振動(dòng)傳感器和張力傳感器收集輸送帶振動(dòng)信號(hào)和張力信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

27、故障監(jiān)測(cè)模塊，用于提取輸送帶剛度矩陣和振動(dòng)信號(hào)特征，并構(gòu)建dbn模型使用麻雀搜索算法結(jié)合火蠅擾動(dòng)公式優(yōu)化，通過(guò)dbn模型得到輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果；

28、故障處理模塊，用于采用對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)生成故障處理方案并通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行評(píng)估后實(shí)施故障處理方案；

29、展示存儲(chǔ)模塊，用于將故障處理方案進(jìn)行可視化展示，并形成故障處理記錄存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)中。

30、第三方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的任一步驟。

31、第四方面，本發(fā)明提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中：所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如本發(fā)明第一方面所述的整車(chē)鐵路用折疊輸送帶防侵限控制方法的任一步驟。

32、本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明通過(guò)提取輸送帶剛度矩陣和振動(dòng)信號(hào)特征，并構(gòu)建dbn模型采用麻雀搜索算法結(jié)合火蠅擾動(dòng)公式優(yōu)化，最終通過(guò)dbn模型得到輸送帶故障監(jiān)測(cè)結(jié)果，大幅提高了輸送帶的異常檢測(cè)能力和檢測(cè)準(zhǔn)確性，有效克服了傳統(tǒng)方法在復(fù)雜振動(dòng)環(huán)境下的不足，且通過(guò)對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)結(jié)合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成故障處理方案實(shí)現(xiàn)了故障方案的自動(dòng)生成與實(shí)時(shí)反饋，提升了輸送帶的自動(dòng)化程度和智能化水平。