本發(fā)明涉及輸送設(shè)備，具體來說，涉及一種基于鏈條張緊力的輸送設(shè)備智能監(jiān)測(cè)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、刮板輸送設(shè)備在煤礦綜采工作面扮演著至關(guān)重要的角色，主要負(fù)責(zé)在礦井中連續(xù)、高效地輸送碎煤。由于其運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性，刮板輸送設(shè)備面臨著多種挑戰(zhàn)，尤其是鏈條張力的管理問題。在實(shí)際運(yùn)行中，鏈條的張力受到多種因素的影響，如負(fù)載波動(dòng)、液壓支架的位置變動(dòng)等，這些因素都可能導(dǎo)致鏈條張力不穩(wěn)定，進(jìn)而影響設(shè)備的運(yùn)行效率和安全性。鏈條過松時(shí)，無法與鏈輪有效嚙合，容易導(dǎo)致鏈條堆積或扭結(jié)，從而阻礙煤炭的順暢輸送，并可能引起設(shè)備停機(jī)和維修。鏈條過緊則會(huì)增加摩擦和功率消耗，加速鏈條和鏈輪等關(guān)鍵部件的磨損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞設(shè)備結(jié)構(gòu)，縮短設(shè)備壽命，增加維護(hù)成本。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，不便于實(shí)時(shí)監(jiān)控鏈條的張緊力并預(yù)測(cè)其未來的變化趨勢(shì)，不能精確地調(diào)整鏈條的張緊狀態(tài)，不能保證其始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。不僅提高了因鏈條過松或過緊引起的能源浪費(fèi)，也降低了輸送效率，并且不便于智能調(diào)整因鏈條問題導(dǎo)致的設(shè)備故障和事故，特別是在高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境如煤礦等場(chǎng)合，降低了工作安全性，同時(shí)，不便于識(shí)別出影響鏈條張緊力的關(guān)鍵因素，進(jìn)而不便于設(shè)備管理者獲得關(guān)于鏈條張緊力的詳細(xì)數(shù)據(jù)和分析報(bào)告，不能為管理者及時(shí)采用相應(yīng)的調(diào)整措施，降低了輸送設(shè)備的性能和安全性。

3、針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種基于鏈條張緊力的輸送設(shè)備智能監(jiān)測(cè)控制方法及系統(tǒng)，解決了上述背景技術(shù)中提出現(xiàn)有的不便于實(shí)時(shí)監(jiān)控鏈條的張緊力并預(yù)測(cè)其未來的變化趨勢(shì)，不能精確地調(diào)整鏈條的張緊狀態(tài)，不能保證其始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。不僅提高了因鏈條過松或過緊引起的能源浪費(fèi)，也降低了輸送效率，并且不便于智能調(diào)整因鏈條問題導(dǎo)致的設(shè)備故障和事故，特別是在高風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境如煤礦等場(chǎng)合，降低了工作安全性，同時(shí)，不便于識(shí)別出影響鏈條張緊力的關(guān)鍵因素，進(jìn)而不便于設(shè)備管理者獲得關(guān)于鏈條張緊力的詳細(xì)數(shù)據(jù)和分析報(bào)告，不能為管理者及時(shí)采用相應(yīng)的調(diào)整措施，降低了輸送設(shè)備的性能和安全性的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于鏈條張緊力的輸送設(shè)備智能監(jiān)測(cè)控制方法，該基于鏈條張緊力的輸送設(shè)備智能監(jiān)測(cè)控制方法包括以下步驟：

4、s1、獲取輸送設(shè)備的實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)；

5、s2、基于得到的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)，建立張緊力預(yù)測(cè)模型，并利用張緊力預(yù)測(cè)模型對(duì)未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到鏈條張緊力變化趨勢(shì)；

6、s3、利用識(shí)別分析算法對(duì)得到的鏈條張緊力變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，識(shí)別出鏈條張緊力變化模式；

7、s4、利用效率評(píng)估算法對(duì)識(shí)別出的鏈條張緊力變化模式進(jìn)行評(píng)估，得到影響輸送設(shè)備效率和安全性的關(guān)鍵因素，并基于識(shí)別出的關(guān)鍵因素調(diào)整輸送設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。

8、進(jìn)一步的，獲取輸送設(shè)備的實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)包括以下步驟：

9、s11、部署數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)，并利用通信協(xié)議獲取輸送設(shè)備的實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)；

10、s12、獲取從數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)傳來的原始實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)，利用小波變換方法將原始實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域，篩選出受環(huán)境干擾影響的各頻段波場(chǎng)記錄；

11、s13、在轉(zhuǎn)換后的頻域數(shù)據(jù)中，識(shí)別和追蹤各頻段中的環(huán)境干擾波，并獲取計(jì)算樣點(diǎn)處的干擾波方向；

12、s14、選取以計(jì)算樣點(diǎn)為中心的若干道窗進(jìn)行中值濾波，并恢復(fù)計(jì)算樣點(diǎn)處的環(huán)境干擾信號(hào)；

13、s15、對(duì)各頻段波場(chǎng)記錄中的干擾信號(hào)進(jìn)行逐一恢復(fù)，并利用小波反變換將干擾波場(chǎng)轉(zhuǎn)換回時(shí)域以獲得干擾波的整個(gè)波場(chǎng)信息；

14、s16、從原始實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)中去除已識(shí)別的干擾波場(chǎng)，獲得去噪后的有效信號(hào)波場(chǎng)，并基于去噪后的有效信號(hào)波場(chǎng)，生成去噪后的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)。

15、進(jìn)一步的，基于得到的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)，建立張緊力預(yù)測(cè)模型，并利用張緊力預(yù)測(cè)模型對(duì)未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到鏈條張緊力變化趨勢(shì)包括以下步驟：

16、s21、收集歷史時(shí)間段內(nèi)與鏈條張緊力相關(guān)的數(shù)據(jù)；

17、s22、將得到的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)劃分為訓(xùn)練集和測(cè)試集；

18、s23、構(gòu)建張緊力預(yù)測(cè)模型，將得到的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)輸入到張緊力預(yù)測(cè)模型中，得到未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化趨勢(shì)。

19、進(jìn)一步的，構(gòu)建張緊力預(yù)測(cè)模型，將得到的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)輸入到張緊力預(yù)測(cè)模型中，得到未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化趨勢(shì)包括以下步驟：

20、s231、選擇匹配的張緊力預(yù)測(cè)模型，并分別確定張緊力預(yù)測(cè)模型的輸入級(jí)、隱藏級(jí)及輸出級(jí)的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)的數(shù)量；

21、s232、根據(jù)輸入級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)，并結(jié)合張緊力預(yù)測(cè)模型的權(quán)重和偏置，計(jì)算隱藏級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)；

22、s233、根據(jù)隱藏級(jí)的輸出張緊力特征數(shù)據(jù)，并結(jié)合張緊力預(yù)測(cè)模型的權(quán)重和偏置，計(jì)算輸出級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)；

23、s234、將輸出級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)導(dǎo)入激活函數(shù)中進(jìn)行求解，得到輸出級(jí)的輸出張緊力特征數(shù)據(jù)，將輸出級(jí)的輸出張緊力特征數(shù)據(jù)作為未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)值；

24、s235、通過傳播算法計(jì)算未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化趨勢(shì)的預(yù)測(cè)值與實(shí)際觀測(cè)值之間的誤差，并通過優(yōu)化算法調(diào)整張緊力預(yù)測(cè)模型的參數(shù)。

25、進(jìn)一步的，計(jì)算隱藏級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)的公式為：

26、；

27、其中，表示隱藏級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)；

28、表示為輸入級(jí)的權(quán)重；

29、表示為輸入級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)；

30、表示為輸入級(jí)的偏置；

31、 g表示為輸入級(jí)的張緊力特征數(shù)據(jù)的數(shù)量；

32、 x表示為隱藏級(jí)的張緊力特征數(shù)據(jù)的數(shù)量；

33、 c和 b分別表示輸入級(jí)第 c個(gè)張緊力特征數(shù)據(jù)和隱藏級(jí)第 b個(gè)張緊力特征數(shù)據(jù)。

34、進(jìn)一步的，計(jì)算輸出級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)的公式為：

35、；

36、其中，表示為輸出級(jí)的輸入張緊力特征數(shù)據(jù)；

37、表示為隱藏級(jí)的權(quán)重；

38、表示為隱藏級(jí)的輸出張緊力特征數(shù)據(jù)；

39、表示為隱藏級(jí)的偏置；

40、 n表示為輸出級(jí)的張緊力特征數(shù)據(jù)的數(shù)量；

41、 x表示為隱藏級(jí)的張緊力特征數(shù)據(jù)的數(shù)量；

42、 z和 b分別表示為輸出級(jí)第 z個(gè)張緊力特征數(shù)據(jù)和隱藏級(jí)第 b個(gè)張緊力特征數(shù)據(jù)。

43、進(jìn)一步的，利用識(shí)別分析算法對(duì)得到的鏈條張緊力變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，識(shí)別出鏈條張緊力變化模式包括以下步驟：

44、s31、從得到的鏈條張緊力變化趨勢(shì)中，識(shí)別出影響鏈條張緊力變化的因素；

45、s32、確定鏈條張緊力變化分析的效率度量方式，并設(shè)定效率閾值和調(diào)整技術(shù)；

46、s33、若識(shí)別出的影響鏈條張緊力變化的因素導(dǎo)致鏈條張緊力變化分析的效率低于閾值，則通過設(shè)定的改進(jìn)技術(shù)對(duì)影響鏈條張緊力變化的因素進(jìn)行改進(jìn)；

47、s34、建立針對(duì)鏈條張緊力變化因素分析的優(yōu)化模型，并確定目標(biāo)函數(shù)和約束條件；

48、s35、將識(shí)別分析算法應(yīng)用到優(yōu)化模型中，尋找滿足約束條件的最佳解，并作為鏈條張緊力變化模式。

49、進(jìn)一步的，將識(shí)別分析算法應(yīng)用到優(yōu)化模型中，尋找滿足約束條件的最佳解，并作為鏈條張緊力變化模式包括以下步驟：

50、s351、對(duì)識(shí)別出的影響鏈條張緊力變化的因素進(jìn)行處理，以滿足預(yù)設(shè)的條件；

51、s352、設(shè)定識(shí)別分析算法的參數(shù)，并初始化影響鏈條張緊力變化的因素改進(jìn)技術(shù)；

52、s353、使用建立的目標(biāo)函數(shù)，評(píng)估每種改進(jìn)技術(shù)對(duì)鏈條張緊力變化分析效率的影響，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果更新改進(jìn)技術(shù)的狀態(tài)；

53、s354、對(duì)影響鏈條張緊力變化的因素改進(jìn)技術(shù)按照預(yù)設(shè)條件進(jìn)行尋優(yōu)、評(píng)估及調(diào)整，并更新改進(jìn)技術(shù)的狀態(tài)；

54、s355、如果達(dá)到了預(yù)設(shè)的迭代次數(shù)或者分析效率達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，則確認(rèn)當(dāng)前的改進(jìn)技術(shù)為全局最優(yōu)解，作為判斷鏈條張緊力變化模式的主要依據(jù)，否則，繼續(xù)優(yōu)化影響鏈條張緊力變化的因素改進(jìn)技術(shù)。

55、進(jìn)一步的，利用效率評(píng)估算法對(duì)識(shí)別出的鏈條張緊力變化模式進(jìn)行評(píng)估，得到影響輸送設(shè)備效率和安全性的關(guān)鍵因素，并基于識(shí)別出的關(guān)鍵因素調(diào)整輸送設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)包括以下步驟：

56、s41、在定義的搜索空間中隨機(jī)初始化影響鏈條張緊力變化的因素值，并設(shè)定效率評(píng)估算法的參數(shù)；

57、s42、為每個(gè)影響鏈條張緊力變化的因素隨機(jī)分配一個(gè)初始值，并根據(jù)適應(yīng)度值的優(yōu)劣找到當(dāng)前最優(yōu)解；

58、s43、根據(jù)預(yù)設(shè)的更新公式調(diào)整每個(gè)影響鏈條張緊力變化的因素的值，分別模擬每個(gè)影響鏈條張緊力變化的因素在實(shí)際操作中的變化頻率、變化量及設(shè)定值的變化；

59、s44、生成隨機(jī)數(shù)，如果該隨機(jī)數(shù)大于設(shè)定的變化頻率，則對(duì)當(dāng)前的最優(yōu)因素進(jìn)行隨機(jī)擾動(dòng)，生成一個(gè)新的因素解；

60、s45、生成其他隨機(jī)數(shù)，如果其他隨機(jī)數(shù)小于當(dāng)前的變化頻率，則接受步驟s44中產(chǎn)生的新的因素解；

61、s46、對(duì)所有調(diào)整后的因素的適應(yīng)度值進(jìn)行評(píng)估和排序，確定當(dāng)前的最優(yōu)解和最優(yōu)值；

62、s47、重復(fù)步驟s42至s45，直到達(dá)到預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)或滿足其他停止條件；

63、s48、輸出全局最優(yōu)解和最優(yōu)值作為影響輸送設(shè)備效率和安全性的關(guān)鍵因素，并根據(jù)關(guān)鍵因素調(diào)整輸送設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。

64、根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種基于鏈條張緊力的輸送設(shè)備智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，該基于鏈條張緊力的輸送設(shè)備智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)包括：

65、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取輸送設(shè)備的實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)，并對(duì)實(shí)時(shí)鏈條張緊力數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)；

66、模型建立模塊，用于基于得到的鏈條張緊力特征數(shù)據(jù)，建立張緊力預(yù)測(cè)模型，并利用張緊力預(yù)測(cè)模型對(duì)未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到鏈條張緊力變化趨勢(shì)；

67、識(shí)別分析模塊，用于利用識(shí)別分析算法對(duì)得到的鏈條張緊力變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，識(shí)別出鏈條張緊力變化模式；

68、效率評(píng)估模塊，用于利用效率評(píng)估算法對(duì)識(shí)別出的鏈條張緊力變化模式進(jìn)行評(píng)估，得到影響輸送設(shè)備效率和安全性的關(guān)鍵因素，并基于識(shí)別出的關(guān)鍵因素調(diào)整輸送設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；

69、其中，數(shù)據(jù)獲取模塊通過模型建立模塊和識(shí)別分析模塊連接，識(shí)別分析模塊和效率評(píng)估模塊連接。

70、本發(fā)明的有益效果為：

71、1、本發(fā)明通過實(shí)時(shí)監(jiān)控鏈條的張緊力并預(yù)測(cè)其未來的變化趨勢(shì)，可以更精確地調(diào)整鏈條的張緊狀態(tài)，確保其始終在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，不僅減少了因鏈條過松或過緊引起的能源浪費(fèi)，也優(yōu)化了輸送效率，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整張緊力可以減少鏈條及相關(guān)部件的磨損，防止鏈條和鏈輪的過度磨損和損壞。從而有助于減少維護(hù)成本和延長設(shè)備的使用壽命，減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯，通過對(duì)鏈條張緊力變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，使得能夠準(zhǔn)確地理解和預(yù)測(cè)未來的張緊力變化，根據(jù)識(shí)別出的張緊力變化模式，可以自動(dòng)調(diào)整操作參數(shù)，如鏈條的張緊度，以適應(yīng)當(dāng)前的工作條件，進(jìn)而提高了輸送設(shè)備的性能和安全性。

72、2、本發(fā)明通過歷史數(shù)據(jù)的分析和特征數(shù)據(jù)的輸入，構(gòu)建的張緊力預(yù)測(cè)模型能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)未來時(shí)刻的鏈條張緊力變化趨勢(shì)，使得設(shè)備運(yùn)行更加可靠，減少了因預(yù)測(cè)誤差導(dǎo)致的故障和停機(jī)，通過提前識(shí)別潛在的故障和維護(hù)需求，預(yù)測(cè)模型有助于實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，從而避免突發(fā)故障的發(fā)生，不僅降低了緊急維修的成本，也延長了設(shè)備的整體壽命，通過精確的張緊力控制和及時(shí)的預(yù)測(cè)調(diào)整，系統(tǒng)能夠有效避免由于鏈條張緊不當(dāng)引起的安全事故，如鏈條斷裂或設(shè)備過載，進(jìn)而保障了操作人員和設(shè)備的安全。

73、3、本發(fā)明通過識(shí)別和優(yōu)化影響張緊力的關(guān)鍵因素，這一方法能夠提高系統(tǒng)對(duì)鏈條張緊狀態(tài)變化的分析精度，從而更快地響應(yīng)和調(diào)整，確保設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)，利用優(yōu)化模型和目標(biāo)函數(shù)自動(dòng)尋找最佳解，減少了人工干預(yù)，提高了決策的自動(dòng)化和智能化水平，使得運(yùn)維管理更加高效和科學(xué)，通過迭代過程不斷調(diào)整和優(yōu)化影響因素的改進(jìn)技術(shù)，使得能夠持續(xù)提升設(shè)備性能和運(yùn)行效率，確保長期穩(wěn)定的運(yùn)行，通過有效控制和優(yōu)化張緊力，進(jìn)而避免由于張緊不當(dāng)導(dǎo)致的安全問題。

74、4、本發(fā)明通過對(duì)關(guān)鍵影響因素的持續(xù)優(yōu)化和調(diào)整，確保輸送設(shè)備在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，降低能源消耗和提高物料輸送效率，通過識(shí)別并調(diào)整可能影響設(shè)備安全性的關(guān)鍵因素，降低設(shè)備故障率，預(yù)防因設(shè)備故障引發(fā)的事故，確保生產(chǎn)環(huán)境的安全，利用效率評(píng)估算法對(duì)不同操作條件下的因素進(jìn)行模擬和測(cè)試，使得設(shè)備能夠快速適應(yīng)生產(chǎn)條件的變化，從而更靈活地應(yīng)對(duì)不同的生產(chǎn)需求，通過分析和排列影響因素的優(yōu)劣，可以更科學(xué)地進(jìn)行設(shè)備維護(hù)和更新計(jì)劃，進(jìn)而減少非計(jì)劃的維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。