提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010590464.8 (22)申请日 2020.06.24 (71)申请人 开滦 （集团） 有限责任公司电信分公 司 地址 063018 河北省唐山市唐山路南区新 华东道70号 申请人 中滦科技股份有限公司 (72)发明人 龙大鹏张建公刘宝珠侯占友 袁志金杨青山曹庆钰白立化 李桂敏李泽利王满福陈子春 杨淑欣马龙闫萍王艳 石云东张玉昆刘薇周永刚 于川董辉苗祥 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 孟金喆 (51)Int.Cl. G01M 99/。

2、00(2011.01) G08B 21/18(2006.01) (54)发明名称 一种提升机群远程监测监管与智能故障诊 断系统 (57)摘要 本申请实施例公开了一种提升机群远程监 测监管与智能故障诊断系统包括： 实时监测平 台、 监管平台以及故障诊断平台； 其中： 所述实时 监测平台， 包括电气参数监测子系统， 用于实时 监测提升机群运行时的电气参数； 所述监管平 台， 与所述实时监测平台连接， 包括电气日检子 系统和电气周检子系统， 用于对提升机群的电气 项目进行日检和周检； 所述故障诊断平台， 与所 述实时监测平台和所述监管平台连接， 包括故障 报警子系统， 用于根据预设规则判断提升机群是。

3、 否存在故障， 并存储提升机群的状态信息。 通过 运行本申请所提供的技术方案， 可以便于技术人 员通过网络进行远程在线监测和查询， 提高了提 升机运行维护效率， 同时也提升了煤矿企业的信 息化管理水平。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 111751135 A 2020.10.09 CN 111751135 A 1.一种提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统， 其特征在于， 所述系统包括： 实时 监测平台、 监管平台以及故障诊断平台； 其中： 所述实时监测平台， 包括电气参数监测子系统， 用于实时监测提升机群运行时的电气 参数； 所述监管平台， 与所述实时监测平台连接， 包括电气日检。

4、子系统和电气周检子系统， 用 于对提升机群的电气项目进行日检和周检； 所述故障诊断平台， 与所述实时监测平台和所述监管平台连接， 包括故障报警子系统， 用于根据预设规则判断提升机群是否存在故障， 并存储提升机群的状态信息。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述实时监测平台， 还包括： 钢丝绳监测子系统， 用于实时监测提升机群的钢丝绳断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变 化情况； 所述监管平台， 还包括： 钢丝绳监管子系统， 用于对钢丝绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行监管； 尾绳监管子系统， 用于对尾绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行监管； 钢丝绳张力检测子系统， 。

5、用于对对钢丝绳张力检测结果进行监管； 防坠器监管子系统， 用于对防坠器绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行监 管。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述实时监测平台， 还包括： 天轮轴承监测子系统， 用于实时监测天轮轴承实时温度信息； 闸监测子系统， 实时监测闸间隙信息。 4.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述监管平台， 还包括： 机工日检子系统和机工周检子系统， 用于对提升机过卷、 急停、 松绳以及仓满项目进行 日检和周检； 安全保护试验子系统， 用于对提升机过卷、 急停、 松绳以及仓满项目进行监管。 5.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述监管平。

6、台， 还包括： 井筒检修子系统， 用于对井筒的损坏情况进行监管； 提升装置月检子系统， 用于对提升机的提升装置的月检结果监管； 备件管理子系统， 用于对对备件的库存、 出入库进行管理。 6.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述故障诊断平台， 还包括： 故障查询系统子， 用于进行远程查询故障信息， 并通过预设形式展现所述故障信息； 故障诊断子系统， 用于基于网络连接交互式故障分析维护； 远程交互子系统， 用于在现场与厂家之间提供远程交互平台。 7.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括： 数据感知与处理平台， 用于由光纤通信设备采用集中式结构连接提升机控制系统PLC 。

7、和制动器控制系统上位机， 由数据采集系统对提升机的电气、 机械和液压设备的目标运行 参数进行信号采集， 集中汇总到提升机实时数据库中。 8.根据权利要求7所述的系统， 其特征在于， 所述数据感知与处理平台用于： 采用多源异构数据无缝集成系统进行实时数据的分析。 9.根据权利要求7所述的系统， 其特征在于， 所述数据感知与处理平台还用于： 权利要求书 1/2 页 2 CN 111751135 A 2 采用预先训练得到的支撑向量机进行数据的辅助处理。 10.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述故障诊断平台， 用于通过对提升机群 的故障知识进行分析和抽象， 结合提升机自身的故障机理， 形成。

8、提升机故障诊断知识模型， 得到提升机故障诊断过程中所需要的数据和知识结构的规范表示。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111751135 A 3 一种提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统 技术领域 0001 本申请实施例涉及矿井信息技术领域， 尤其涉及一种提升机群远程监测监管与智 能故障诊断系统。 背景技术 0002 提升机是集机、 电、 液于一体的大型复杂机械， 它担负着沿井筒提升煤炭和矸石、 下放材料、 升降人员和设备的任务， 是立井开拓中连接井上、 井下的唯一通道， 是矿井生产 的 “咽喉” ， 其运行的安全可靠状况， 直接影响煤矿生产人员的生命安全和矿井生产能力。 提 升机监管过程。

9、中存在一些突出问题。 其一， 每个矿的井比较多， 布局分布比较散， 这些井分 散于矿区不同地点， 不论是局监管部门， 还是矿相关职能部门或检修维护人员， 按照规程检 查时必须逐个井进行轮检， 如果是暗井必须下井进行检查， 往往需要花费大量的时间、 精 力， 以及人力物力， 非常不利于提升机的日常监测、 监管和维修。 其二， 提升机系统是集机、 电、 液于一体的大型复杂机械， 是涉及多专业的多子系统集合的复杂设备， 而每个子系统又 是由不同厂商生产制造的， 按照规程检查时必须逐各子系统分别逐项进行检查或测试， 存 在时间跨度大、 厂家繁多、 技术方法和水平不同等问题， 使现场监管维护工作难度非常。

10、大， 其三， 现有子系统虽然建立了一些自动化监测监控系统， 但基本是 “上位机+PLC+传感器” 模 式， 仅限于现场就地监测， 当系统或设备出现故障时， 无法记录存储故障时刻设备关键参数 状态， 由于现场监测往往受系统维护人员技术及现场条件的限制， 一些故障很难及时查找 并处理， 严重影响设备运行， 而与设备生产厂家进行沟通仅能采用电话、 邮件方式， 为故障 的排查带来非常大的困难。 发明内容 0003 本申请实施例提供一种提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统， 可以实现面 向提升机群的远程监测， 而且当提升机出现故障时， 能够进行故障实时报警和智能故障诊 断。 0004 本申请实施例提供。

11、了一种提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统， 所述系统 包括： 实时监测平台、 监管平台以及故障诊断平台； 其中： 0005 所述实时监测平台， 包括电气参数监测子系统， 用于实时监测提升机群运行时的 电气参数； 0006 所述监管平台， 与所述实时监测平台连接， 包括电气日检子系统和电气周检子系 统， 用于对提升机群的电气项目进行日检和周检； 0007 所述故障诊断平台， 与所述实时监测平台和所述监管平台连接， 包括故障报警子 系统， 用于根据预设规则判断提升机群是否存在故障， 并存储提升机群的状态信息。 0008 进一步的， 所述实时监测平台， 还包括： 0009 钢丝绳监测子系统， 用。

12、于实时监测提升机群的钢丝绳断丝情况、 锈蚀情况以及绳 径变化情况； 说明书 1/9 页 4 CN 111751135 A 4 0010 所述监管平台， 还包括： 0011 钢丝绳监管子系统， 用于对钢丝绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行 监管； 0012 尾绳监管子系统， 用于对尾绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行监管； 0013 钢丝绳张力检测子系统， 用于对对钢丝绳张力检测结果进行监管； 0014 防坠器监管子系统， 用于对防坠器绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进 行监管。 0015 进一步的， 所述实时监测平台， 还包括： 0016 天轮轴承监测子系统， 用于。

13、实时监测天轮轴承实时温度信息； 0017 闸监测子系统， 实时监测闸间隙信息。 0018 进一步的， 所述监管平台， 还包括： 0019 机工日检子系统和机工周检子系统， 用于对提升机过卷、 急停、 松绳以及仓满项目 进行日检和周检； 0020 安全保护试验子系统， 用于对提升机过卷、 急停、 松绳以及仓满项目进行监管； 0021 进一步的， 所述监管平台， 还包括： 0022 井筒检修子系统， 用于对井筒的损坏情况进行监管； 0023 提升装置月检子系统， 用于对提升机的提升装置的月检结果监管； 0024 备件管理子系统， 用于对对备件的库存、 出入库进行管理。 0025 进一步的， 所述故。

14、障诊断平台， 还包括： 0026 故障查询系统子， 用于进行远程查询故障信息， 并通过预设形式展现所述故障信 息； 0027 故障诊断子系统， 用于基于网络连接交互式故障分析维护； 0028 远程交互子系统， 用于在现场与厂家之间提供远程交互平台。 0029 进一步的， 所述系统还包括： 0030 数据感知与处理平台， 用于由光纤通信设备采用集中式结构连接提升机控制系统 PLC和制动器控制系统上位机， 由数据采集系统对提升机的电气、 机械和液压设备的目标运 行参数进行信号采集， 集中汇总到提升机实时数据库中。 0031 进一步的， 所述数据感知与处理平台用于： 0032 采用多源异构数据无缝集。

15、成系统进行实时数据的分析。 0033 进一步的， 所述数据感知与处理平台还用于： 0034 采用预先训练得到的支撑向量机进行数据的辅助处理。 0035 进一步的， 所述故障诊断平台， 用于通过对提升机群的故障知识进行分析和抽象， 结合提升机自身的故障机理， 形成提升机故障诊断知识模型， 得到提升机故障诊断过程中 所需要的数据和知识结构的规范表示。 0036 本申请实施例所提供的技术方案， 可以将提升机的运行实时信息和历史信息发 布， 便于技术人员通过网络进行远程在线监测和查询， 提高了提升机运行维护效率， 同时也 提升了煤矿企业的信息化管理水平。 为煤矿生产的安全与稳定提供了有力的支持， 推动。

16、了 煤矿的数字化、 信息化进程。 说明书 2/9 页 5 CN 111751135 A 5 附图说明 0037 图1是本申请实施例一提供的提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统的示意 图； 0038 图2是本申请实施例一提供的提升机群监测监管系统与智能故障诊断系统的结构 示意图。 具体实施方式 0039 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。 可以理解的是， 此处所描 述的具体实施例仅仅用于解释本申请， 而非对本申请的限定。 另外还需要说明的是， 为了便 于描述， 附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。 0040 在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是， 一些示例性实施。

17、例被描述成 作为流程图描绘的处理或方法。 虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理， 但是其中的许多 步骤可以被并行地、 并发地或者同时实施。 此外， 各步骤的顺序可以被重新安排。 当其操作 完成时所述处理可以被终止， 但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。 所述处理可以 对应于方法、 函数、 规程、 子例程、 子程序等等。 0041 实施例一 0042 图1是本申请实施例一提供的提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统的示意 图， 本实施例可适于提升机监控与检测等情况， 该系统可以由软件和/或硬件的方式来实 现。 如图1所示， 所述的提升机群远程监测监管与智能故障诊断系统包括： 0043 所述系统。

18、包括： 实时监测平台110、 监管平台120以及故障诊断平台130； 其中： 0044 所述实时监测平台110， 包括电气参数监测子系统111， 用于实时监测提升机群运 行时的电气参数； 0045 所述监管平台120， 与所述实时监测平台110连接， 包括电气日检子系统121和电气 周检子系统122， 用于对提升机群的电气项目进行日检和周检； 0046 所述故障诊断平台130， 与所述实时监测平台110和所述监管平台120连接， 包括故 障报警子系统131， 用于根据预设规则判断提升机群是否存在故障， 并存储提升机群的状态 信息。 0047 由于提升机群中的提升机是根据实际使用需求进行分布的，。

19、 分布范围广， 各个提 升机的工作环境也不尽相同， 因此需要全面又准确的对提升机群进行监控。 其中， 电气参数 可以包括电枢电流、 磁场电流等。 电气参数的获取可以采用相应的传感器或者其他装置进 行获取。 0048 本方案中， 可以将每日的检测结果和每周的检测结果， 进行对比和分析， 确定是否 存在故障， 如果存在故障， 可以由故障报警子系统进行提升机群的状态的报告以及存储。 通 过这样的设置， 可以实现全面、 准确的对提升机群进行监控和故障报告的效果。 0049 图2是本申请实施例一提供的提升机群监测监管系统与智能故障诊断系统的结构 示意图。 如图2所示， 所述实时监测平台， 还包括： 00。

20、50 钢丝绳监测子系统， 用于实时监测提升机群的钢丝绳断丝情况、 锈蚀情况以及绳 径变化情况； 0051 所述监管平台， 还包括： 说明书 3/9 页 6 CN 111751135 A 6 0052 钢丝绳监管子系统， 用于对钢丝绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行 监管； 0053 尾绳监管子系统， 用于对尾绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进行监管； 0054 钢丝绳张力检测子系统， 用于对对钢丝绳张力检测结果进行监管； 0055 防坠器监管子系统， 用于对防坠器绳的断丝情况、 锈蚀情况以及绳径变化情况进 行监管。 0056 优选的， 所述实时监测平台， 还包括： 0057 。

21、天轮轴承监测子系统， 用于实时监测天轮轴承实时温度信息； 0058 闸监测子系统， 实时监测闸间隙信息。 0059 其中， 钢丝绳的断丝数、 锈蚀情况以及闸的闸间隙等数据， 可以确定为机械参数， 在上述的技术方案对电气参数进行监控以外， 本系统还可以实现对机械参数的实时获取与 分析， 确定是否存在故障， 以及故障如何处理等。 0060 优选的， 所述监管平台， 还包括： 0061 机工日检子系统和机工周检子系统， 用于对提升机过卷、 急停、 松绳以及仓满项目 进行日检和周检； 0062 安全保护试验子系统， 用于对提升机过卷、 急停、 松绳以及仓满项目进行监管； 0063 优选的， 所述监管平。

22、台， 还包括： 0064 井筒检修子系统， 用于对井筒的损坏情况进行监管； 0065 提升装置月检子系统， 用于对提升机的提升装置的月检结果监管； 0066 备件管理子系统， 用于对对备件的库存、 出入库进行管理。 0067 优选的， 所述故障诊断平台， 还包括： 0068 故障查询系统子， 用于进行远程查询故障信息， 并通过预设形式展现所述故障信 息； 0069 故障诊断子系统， 用于基于网络连接交互式故障分析维护； 0070 远程交互子系统， 用于在现场与厂家之间提供远程交互平台。 0071 基于物联网的矿区提升机群远程智能监测监管与故障诊断系统是一个由实现不 同功能的多个子系统进行互联互。

23、通、 有效集成， 而形成的复杂的系统。 在物联网环境下的矿 区提升机群远程智能监测监管与故障诊断系统中， 一方面要对大量的静态交通信息和实时 性动态信息进行采集、 传输和处理； 另一方面， 更侧重于各类信息的整合、 信息传输、 信息汇 总、 信息融合、 信息的深度发掘和共享利用， 增加了 “现场工程师机电设备厂家专 家” 的信息交互与共享， 加强了人、 设备和信息管理的一体化运作。 0072 由于矿区提升机群远程智能监测监管与故障诊断系统是以高速网络通信为技术 平台， 智能信息处理系统为基础， 因此在真正意义上促成了现场工程师机电设备 厂家专家及现场环境所构成的矿区提升机群远程智能监测监管与故。

24、障诊断系统各大要素 间的有机联系， 并从根本上提高了系统的安全性和交通效率。 0073 实施例二 0074 本实施例在上述实施例的基础上， 进行了进一步的优化。 具体优化为， 所述系统还 包括： 数据感知与处理平台， 用于由光纤通信设备采用集中式结构连接提升机控制系统PLC 和制动器控制系统上位机， 由数据采集系统对提升机的电气、 机械和液压设备的目标运行 说明书 4/9 页 7 CN 111751135 A 7 参数进行信号采集， 集中汇总到提升机实时数据库中。 0075 其中， 主要由光纤通信设备采用集中式结构连接提升机控制系统PLC和制动器控 制系统上位机， 构成提升设备工业控制网络， 。

25、再由运行在数据采集服务器中的数据采集系 统， 对提升机的电气、 机械和液压等相关设备的关键运行参数进行信号采集， 集中汇总到提 升机实时数据库中， 并通过数据管理服务器发布到企业网中， 其中数据采集与管理系统采 用双服务器双交换机机制， 将工业控制网与企业网隔离开， 从而有效保障提升机等现场设 备的网络安全性。 0076 实时监测平台， 主要是在建立面向多台提升机的远程实时监测系统， 采用实时工 业总线传输、 通信协议解析、 数据整合与实时数据库等技术， 实现面向多台提升机的远程提 升机实时数据汇总与显示， 并通过系统中存储的故障规则进行故障判断， 完成实时报警。 此 外还将对关键运行参数和故。

26、障数据进行存储， 为现场机电维护人员和设备厂家技术人员提 供故障分析依据。 0077 监管平台， 主要实现提升机等大型设备点检定修的维修管理体制， 将传统设备维 修管理体制深化、 细化和量化。 设备点检是按照预先制定的技术标准， 定人、 定点、 定周期地 对设备进行检查。 定修是根据点检的分析， 定位设备的状况， 按照设备失效的规律和周期制 定设备维修计划。 辅助管理层的功能体现在两个方面： 一方面是设备点检定修信息的日常 管理， 包括点检信息的录入、 查询等； 另一方面是辅助决策， 包括设备点检定修的预警、 报 警， 以及设备维修计划的制定。 0078 故障诊断平台， 针对提升机出现的故障，。

27、 可以查看提升机实时运行参数， 以及故障 时刻和故障之前提升机运行历史数据， 以此判断故障原因， 并通过本系统发布故障维护意 见， 作为现场维护人员提供检修依据， 为快速解决现场故障， 在厂家与现场技术人员之间构 建了一个实时沟通交流平台， 从而提高提升机设备和相关机电系统的维护支持服务质量和 效率。 0079 本实施例所提供的数据感知与处理平台， 可以实现对整个系统的内部数据进行有 效的利用和处理的作用， 从而可以辅助技术人员精准的确定提升机群的工作状况是否存在 问题， 以及辅助确定解决问题的策略的效果。 0080 在上述技术方案的基础上， 可选的， 所述数据感知与处理平台用于： 采用多源异。

28、构 数据无缝集成系统进行实时数据的分析。 0081 煤矿大多具有自己的工业以太网， 实现煤矿设备、 人员以及集控中心的通信。 但是 对提升机感知的大部分数据无法直接通过以太网传输， 用户无法直接使用， 因此需要一个 中间环节来完成异构数据的转换。 0082 串口数据交换模块用于串口的数据交换操作， 具有接收和发送数据的功能； 串口 通信模块选用MAX232和MAX485进行协议电平转换.并对MAX485采用6N137进行电平隔离， 以 提高系统的稳定性。 0083 异构数据交换的RS-232接口采用双极性信号和负逻辑。 在最高数据传输率 19200bps下， 数据传输的最大距离是20m， 若数。

29、据传输率减少， 传输的距离可相应加大。 数据 传输时采用负逻辑电平， 规定+15V+3V之间的任意电压表示逻辑0电平， -15V-3V之间的 任意电压表示逻辑1电平。 异构数据交换交换机能够实现RS-485的多点、 双向通信能力， 即 允许多个发送器连接到同一条总线上， 同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性， 扩 说明书 5/9 页 8 CN 111751135 A 8 展了总线共模范围， RS-485为半双工的， 当用于多站互连时可节省信号线， 便于高速、 远距 离传送。 0084 光口网数据交换模块用于光口的数据交换操作， 具有接收和发送数据的功能。 该 组件将AGC电路和检波电路做在。

30、一起， 简化了接收电路， 具有动态范围宽、 灵敏度高等优点。 0085 以太网数据交换模块用于以太网的数据交换操作， 具有接收和发送数据的功能， 以太网数据交换模块采用了太网控制器DM9000AEP， 该芯片是一个全集成、 功能强、 性价比 高的快速以太网MAC控制器， 其接口符合Ethernet2和IEEE802.3标准。 它带有一个通用处理 器接口、 EEPROM接口、 10/100PHY和16KB的SRAM(13KB作为接收FIFO， 3KB作为发送FIFO)。 0086 网络滤波器， 是种连接以太网收发芯片与终端设备接口之间的磁性组件， 在其二 者之间起着信号传输、 阻抗匹配、 波形修。

31、复、 信号杂波抑制和高电压隔离作用， 端口有4个 RJ45接口。 0087 将多协议转换器中的所有总线接口及协议集成在一个嵌入式系统中， 处于最低层 的是物理层， 由RS232控制器、 RS485控制器、 光纤控制器和以太网控制器组成； 在物理层的 上面是协议栈中的中断模块， 负责响应上诉控制器的接收发送中断， 其中很重要的工作就 是进行帧的处理， 保证数据传输的正常进行； 驱动部分是协议栈的最主要的部分， 包括各总 线控制器的连接与管理； 用户部分包括以太网与各总线之间的通讯协议， 数据传输的控制， 以及应用程序。 0088 核心处理模块为该交换机的核心， 负责对其它模块的控制和通讯； 核心。

32、处理模块 选用S3C240采用RISC结构的32位微处理器， 基于ARM920T内核， 采用五级流水线和哈佛结 构， 最高频率可达400MHz， 1.2V内核， 1.8V/3.3V储存器， 3.3V扩展I/O， 该处理器的低功耗设 计完全可以满足煤矿设备安全设计要求。 0089 第一程序存储模块和第二程序存储模块是个高速同步动态随机存取存储器， 用于 存放已调试好的用户应用程序、 嵌入式操作系统以及在系统掉电后需要保存的用户数据； 第一程序存储模块和第二程序存储模块相同， 是一个高速的同步动态随机存储器(4Mwords 4bands16bits)， 时钟频率143MHz， 该芯片能够满足工业标。

33、准， 采用低功耗设计， 工作电 压为3.3V， 工作电流低于1mA。 0090 数据存储模块在本装置中的功能是实现代码执行以及数据存储； 数据存储模块采 用FM24CL16铁电存储器， 采用处理器自带的I2C总线相连接， 主要保存协议转换器的一些参 数， 掉电不丢失。 0091 当数据通过端口的RJ45接口传输到该交换机时， 经过网络滤波器和以太网数据变 换模块传输到核心处理模块， 核心处理模块调用第一程序存储模块、 第二程序存储模块中 的程序， 对数据进行分析并打包处理， 将打包后的数据包送入数据存储模块。 同时核心模块 调用程序进行分析计算， 赋于数据包将要达到的目的地的标签， 这一步骤确。

34、定了数据包将 要到达的地址。 然后由核心处理模块调用第一程序存储模块和第二程序市存储模块中的程 序进行路由计算， 决定该数据包经由哪个路径发送到其目的节点， 并对数据包加密。 0092 各个监测系统数据的多源性主要包括多语义性、 多时空性和多尺度性、 获取手段 多样性、 存储格式多源性、 空间基准不一致等五个方面。 而监测数据异构性的产生主要体现 在： (1)文件、 数据库、 混合结构数据源的异构性； (2)监测数据模型的异构性； (3)查询方式 的异构性； (4)监测数据元数据结构的异构性。 对无缝集成来说这些多源异构性可以归纳为 说明书 6/9 页 9 CN 111751135 A 9 生。

35、产标准的不一致、 数据模型的不一致、 数据访问接口的差异三个方面。 0093 监测数据无缝集成要求能够屏蔽掉各种多源异构性， 采取的方法是将所有异构的 数据模型映射到一个全局统一的实时监测数据模型上。 0094 实时数据的集成管理涉及到众多方面， 本技术方案采用集成的方式来复用己有的 技术、 规范等， 从而在一个易于扩展、 兼容性强的框架下不断扩展新的技术， 并能够集中力 量实现无缝化的相关内容。 通过对实时数据中心的组成和层次的综合分析， 我们看到实时 数据中心技术既能向我们提供对分布式异构实时数据的集成能力， 也可以提供多系统在功 能上协同能力。 0095 在上述方案的基础上， 可选的， 。

36、所述数据感知与处理平台还用于： 采用预先训练得 到的支撑向量机进行数据的辅助处理。 0096 系统根据感知数据， 利用支持向量机(Support Vector Machines， SVM)技术对提 升机运行状态进行辅助评估， 专家及相关人员结合评估与预测的结果， 做出适时的维护决 策， 实现提升机设备的超前检修， 避免设备故障的发生， 提高提升机设备的安全使用效率， 为企业创造更大的经济效益。 0097 基于支持向量机的提升机运行状况辅助评价的优势集中体现在两个方面： 0098 一方面基于工作流的提升机定期检修可以优化人员分配和调度， 实现人员间的协 作， 提高定期检修的执行效率， 实现提升机。

37、群远程监管任务的有序管理。 0099 提升机设备寿命周期的管理非常粗放， 不能根据提升机群中每台提升机设备的实 际运行状况做出适时的维护决策。 0100 另一方面基于支持向量机的提升机运行状态辅助评价改变以往提升机设备寿命 周期管理十分粗放的状况， 利用支持向量机技术对提升机设备的运行状况进行辅助评价， 动态调整提升机设备的寿命周期， 既要充分发挥提升机设备的价值， 又要避免设备故障的 发生， 提高提升机设备的安全使用效率， 为企业创造更大的经济效益。 0101 实施例三 0102 本实施例在上述各实施例的基础上， 进行了进一步的优化， 具体优化为， 所述故障 诊断平台， 用于通过对提升机群的。

38、故障知识进行分析和抽象， 结合提升机自身的故障机理， 形成提升机故障诊断知识模型， 得到提升机故障诊断过程中所需要的数据和知识结构的规 范表示。 0103 故障诊断推理问题是指诊断者针对诊断对象， 根据所拥有的故障知识从所获取到 的故障现象出发， 给出诊断结果的过程， 是一个思维分析推理的过程， 也是一个故障知识模 型的构建过程。 构建故障知识模型的目的是详细解释故障诊断推理任务所用到的故障知识 类型和结构， 其应具备表示该故障诊断领域所需要的各种系统知识和故障知识的能力， 具 备操作已表达系统知识的能力， 以及具备将相关知识信息与系统结构相融合的能力， 同时 故障诊断知识模型也应反映故障诊断。

39、知识推理系统的总体设计思路。 高质量的故障知识模 型不仅能使该领域故障知识系统表达清晰， 人机交互方便， 更重要的是能使知识工程师灵 活快捷地把握知识的重要环节， 进行故障知识分析， 避免不必要、 重复性的知识获取工作， 从而提高工作效率， 提高故障诊断推理的效率和质量。 因此， 故障知识模型的开发对故障诊 断系统的研制至关重要。 0104 提升机故障诊断知识模型研究就是通过对提升机系统及其故障知识进行分析和 说明书 7/9 页 10 CN 111751135 A 10 抽象， 结合提升机本身故障机理， 构建提升机故障诊断知识模型， 提供提升机故障诊断过程 中所需要的数据和知识结构的规范说明，。

40、 为实现提升机故障诊断知识推理系统奠定基础。 本部分的主要工作是通过分析比较现有知识建模方法和基于本体技术的语义建模方法， 结 合对提升机系统及其故障知识的分析， 提出语义环境下的提升机故障诊断知识模型， 构建 基于本体方法的提升机故障语义知识库框架， 并对其中的系统组成和关键技术问题进行详 细地说明， 为完成语义环境下提升机故障诊断推理系统的实现奠定基础。 0105 故障是指系统或子系统处于不正常的状态(或异常状态)， 即偏离了预期的状态， 从而系统不能在规定的时间内和工作条件下完成预期的功能、 或不能满足预期的约束条 件。 0106 故障诊断知识包括系统描述知识、 故障机理知识和故障观测知。

41、识。 系统描述知识 是指系统的结构知识、 行为知识及功能知识。 故障机理知识是指故障集合、 故障现象集以及 它们的故障传播知识。 故障观测知识是指系统已知的故障现象知识和系统输出诊断知识。 0107 故障诊断推理是指诊断者对所给的诊断问题， 从系统表现的故障现象出发， 根据 故障诊断知识， 给出诊断对象诊断结论的过程。 在故障诊断推理过程中使用的推理策略是 由诊断知识的构成特点决定的。 0108 根据故障诊断问题的概念体系知识， 可以用形式化的方式来形成和定义故障诊断 问题。 0109 例如， 一个诊断问题可由一个四元式P来表示， 其中： 0110 Dd1,d2,.,dm是有限非空的系统故障集。

42、合， 每一个diD代表故障的状态； 0111 Mm1,m2,.,mn是有限非空的系统现象集合； 0112 K是关于诊断知识的描述， 可以是对结构的描述或功能的描述， 也可以是产生规则 的集合等； 0113 M+是M的一个子集， 是当前已知的系统现象集合； 0114 f(di)是系统在故障状态di时所产生的现象的集合； 0115 Di是D的一个子集f(Di)是系统在故障状态集Di时所产生的现象集合。 0116 对任何诊断问题P(D， M， K， M+)， 如果故障状态集Di满足： 0117(1)且 0118 (2)Di满足某一准则， 则称Di是诊断问题P关于M+的一个解释。 0119 故障诊断问。

43、题的实质就是领域专家通过诊断表现故障现象集M+， 依据诊断知识K 以及故障集M、 故障现象集D和故障原因， 通过诊断思维f的推理过程， 求解得出结论的过程。 0120 从上述定义中可以看出， 诊断知识K和D、 M以及f是诊断问题求解的关键， 因此本部 分以下从概念知识的角度认识提升机故障诊断对象， 从故障产生和传播的机理角度认识故 障、 故障现象和故障原因之间的关系， 从专家的诊断过程和思维过程来认识其推理过程， 并 建立提升机故障诊断问题的求解模型。 0121 对于提升机故障诊断知识推理的主要任务是根据所观测到提升机表现出的故障 征兆及其相关信息， 找出提升机可能存在的故障及其相关属性， 并。

44、以此来确定相应的维护 对策或方法。 研究提升机系统结构和故障知识的构成实质上是为了对提升机故障知识进行 有效地分类处理和合理的形式化描述， 从而为基于深层次的系统知识和浅层次的经验知识 相融合的提升机故障诊断推理策略提供基础理论。 说明书 8/9 页 11 CN 111751135 A 11 0122 提升机故障诊断具有三个基本属性， 即故障现象、 故障及故障原因。 其中故障是外 在表现形式或由其引起的结果； 故障现象是故障发生前或发生过程中提升机在某些方面可 能表现出的异常现象； 故障原因则是导致故障发生的根本属性集合。 而提升机诊断知识， 集 中体现为故障原因、 故障、 故障现象及三者之间。

45、的关系。 故障原因与故障之间和故障与故障 现象之间的因果关系链描绘了提升机诊断的两类知识： 故障故障现象之间的因果关系 和故障与故障原因之间的因果关系知识； 而故障原因故障现象关系则描绘了故障与故 障现象间的故障传播知识。 从知识表示的角度来看， 前者是对致故障因素和故障现象之间 故障机理关系的抽象表示， 主要表示为规则知识和案例知识； 后者是对故障原因、 故障现象 间关系更深刻地解释， 是深知识故障机理知识的抽象表示。 从提升机诊断角度看， 两种 途径的诊断运用的不同深度的知识， 起到相互补充和验证的作用， 更真实地模拟了专家的 诊断思维。 0123 通过以上分析， 在对矿井提升机系统进行故。

46、障诊断问题求解时， 必须考虑系统结 构知识、 经验知识和故障机理知识等三种知识及其相互关系， 利用定性分析和定量分析等 手段， 构建提升机故障知识推理策略。 0124 从构建矿井提升机故障诊断知识的处理系统的角度， 对矿井提升机系统进行结构 与功能的分解， 首先， 这种结构与功能的分解可作为基于知识的矿井提升机系统故障诊断 系统中的静态知识,即矿井提升机系统的结构与功能方面的描述,为领域知识库的分层分 块和分布式管理提供基础， 并且将为矿井提升机系统进行更深层次的描述,即产生更深层 次的知识模型提供领域知识基础； 其次， 这种结构与功能的分解与矿井提升机系统中故障 的产生与传播机理是相一致的,。

47、从而便于对矿井提升机系统诊断问题的推理机制进行深入 的研究； 最后， 这种结构与功能的分解为矿井提升机系统诊断问题的求解提供了有效的诊 断控制策略,并且这种控制策略与诊断专家的诊断思路十分吻合， 与矿井提升机系统诊断 问题的求解任务和系统的要求也是相适应的， 这样对诊断问题求解是非常必要的和有意义 的。 0125 通过对提升机故障传播机理和基于结构功能上的层次化分析， 本文将语义环境下 的本体技术应用于提升机故障诊断推理研究中， 通过对提升机系统结构及其故障现象、 故 障原因和故障描述进行关联， 描述故障、 故障现象和故障原因之间的语义关系， 构建语义环 境下的提升机故障知识语义表示与推理模型。

48、， 该模型从底向上包括知识库构建、 知识库存 储和诊断推理三个部分， 以及四个模块： 故障知识获取、 故障语义知识库， 诊断推理引擎和 用户接口。 0126 本季师傅暗杆， 构建语义环境下提升机故障诊断知识推理模型中的关键环节是构 建提升机故障知识本体库， 提升机故障知识本体库是对提升机故障知识环境中实体或现象 的抽象简化， 是对提升机故障知识环境中重要实体或现象的本质要素构成及其主要的作用 关系的表达。 0127 注意， 上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。 本领域技术人员会理解， 本申请不限于这里所述的特定实施例， 对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、 重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。 因此， 虽然通过以上实施例对本申请进行 了较为详细的说明， 但是本申请不仅仅限于以上实施例， 在不脱离本申请构思的情况下， 还 可以包括更多其他等效实施例， 而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。 说明书 9/9 页 12 CN 111751135 A 12 图1 说明书附图 1/2 页 13 CN 111751135 A 13 图2 说明书附图 2/2 页 14 CN 111751135 A 14 。