一种基于数据分析的农机设备运行管控系统的制作方法

本发明涉及农机运行管控，尤其涉及一种基于数据分析的农机设备运行管控系统。

背景技术：

1、近年来随着农田托管、土地流转的大力发展，农机设备的需求量大大增加，推进了农机规模化、产业化以及自动化，使社会保有量的增加和产品升级换代的加快，且随着农业自动化的发展，农业播种、浇灌、维护、收割等各个阶段，都开始通过农业机械来实现，通过农业机械逐渐解放了人力资源，让农业机械参与农业生产，也可以提高了农业生产效率；

2、但在现有技术中，农机设备在运用时，不能够针对其运行状况进行监测，导致农机设备在运行过程中的运行安全性和调控效果得不到保证，进而降低农机设备的整体运行质量，且现有技术的分析数据过于单一，影响分析结构的准确性，以及数据之间无法相互支撑，导致分析结果的误差过大，进而影响后续农机设备的管理效率；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于数据分析的农机设备运行管控系统，去解决上述提出的技术缺陷，是通过采集农机设备的运行数据和干扰数据并分别进行分析，且通过信息反馈的方式将干扰数据分析得到的干扰影响评估系数h发送至运行数据分析过程中，为农机设备安全运行监管评估分析提高数据支撑，且通过结合历史和递进式的分析方式对农机设备的安全运行趋势变化进行分析，以便合理更改农机设备后续的管理方式，以便提高农机设备的运行安全性和利用高效性，此外通过深入式的从农机设备运行监管和运行调控两个角度对农机设备整体的运行质量进行分析，以便操作人员了解农机设备的整体运行情况，以便合理、有针对性的对农机设备进行管理和调控，以提高农机设备的工作质量和运行安全性。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于数据分析的农机设备运行管控系统，包括管控分析平台，管控分析平台的内部设置有服务器、数据采集单元、影响分析单元、作业分析单元、细化分析单元、调控分析单元、质量分析单元、管理显示单元以及管理执行单元；

3、当服务器生成运管指令时，并将运管指令发送至数据采集单元，数据采集单元在接收到运管指令后，立即采集农机设备的运行数据和干扰数据，运行数据包括运行油耗值、运行振动值以及线路风险值，干扰数据包括环境干扰倍率值和设备管理值，并将干扰数据和运行数据分析发送至影响分析单元和作业分析单元，影响分析单元在接收到干扰数据后，立即对干扰数据进行运行影响程度评估分析，将得到的管理信号发送至管理显示单元，将干扰影响评估系数h发送至作业分析单元；

4、作业分析单元在接收到运行数据后，立即对运行数据进行安全运行监管评估分析，将得到的运行风险评估系数ay发送至细化分析单元，将得到的安全信号发送至调控分析单元，将得到的风险信号发送至管理显示单元；

5、细化分析单元在接收到运行风险评估系数ay后，立即对运行风险评估系数ay进行深入式变化监管评估分析，将得到的优化信号经作业分析单元发送管理显示单元；

6、调控分析单元在接收到安全信号后，立即采集农机设备的调控数据，调控数据包括传输风险值和采集风险值，并对调控数据进行调控性能监管评估分析，将得到的反馈信号发送至质量分析单元，将得到的调控信号发送至管理显示单元；

7、质量分析单元在接收到反馈信号后，立即对调控数据进行整合运行质量评估分析，将得到的达标信号和不达标信号发送至管理执行单元。

8、优选的，所述影响分析单元的运行影响程度评估分析过程如下：

9、s1：采集到农机设备开始运行时刻到结束时刻之间的时长，并将其标记为时间阈值，将时间阈值划分为i个子时间节点，i为大于零的自然数，获取到各个子时间节点内农机设备内部环境的环境干扰倍率值，环境干扰倍率值表示温度值与电磁波值以及环境粉尘含量值经数据归一化处理后得到的积值超出预设积值的部分与积值的比值，以此构建环境干扰倍率值的集合a，获取到集合a中的最大值和最小值，将集合a中的最大值和最小值之间的差值标记为干扰风险跨度值gf，将干扰风险跨度值gf与其内部录入存储的预设干扰风险跨度值阈值进行比对分析，若干扰风险跨度值gf大于预设干扰风险跨度值阈值，则生成管理信号；

10、s12：获取到时间阈值内农机设备的设备管理值，设备管理值表示设备故障率和设备时长经数据归一化处理后得到的积值与设备维护次数的数值之间的比值，其中，设备时长指的是设备投入使用时刻到当前时刻之间的时长，将设备管理值与预设设备管理值阈值进行比对分析，若设备管理值大于预设设备管理值阈值，则将设备管理值大于预设设备管理值阈值的部分标记为设备风险值sf；

11、s13：根据公式得到干扰影响评估系数h。

12、优选的，所述作业分析单元的安全运行监管评估分析过程如下：

13、ss1：获取到各个子时间节点内农机设备的运行油耗值，进而获取到相连两个运行油耗值之间的差值，将相连两个运行油耗值之间的差值的均值标记为平均浮动值pj，获取到各个子时间节点内农机设备的运行振动值，以时间为x轴，以运行振动值为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制运行振动值曲线，同时在该坐标系中绘制预设运行振动值阈值曲线，获取到运行振动值曲线位于预设运行振动值阈值曲线上方线所对应的时长，并将其标记为风险时长fc；

14、ss2：获取到各个子时间节点内农机设备的线路风险值，线路风险值表示线路的线损值超出预设线损值阈值的部分与线损值的比值再与线路的无功功率值经数据归一化处理后得到的积值，以此构建线路风险值的集合b，进而获取到集合b的均值，将集合b的均值标记为线路干扰值xg，根据公式得到运行风险评估系数ay，同时将运行风险评估系数ay与其内部录入存储的预设运行风险评估系数阈值进行比对分析：

15、若运行风险评估系数ay与预设运行风险评估系数阈值之间的比值小于一，则生成安全信号；

16、若运行风险评估系数ay与预设运行风险评估系数阈值之间的比值大于等于一，则生成风险信号。

17、优选的，所述细化分析单元的深入式变化监管评估分析过程如下：

18、获取到若干个同时间阈值内农机设备的历史运行风险评估系数，以此构建历史运行风险评估系数的集合c，将此次运行风险评估系数ay加入至集合c中成为最后一个子集，进而将集合c中的子集标记为k，k＝1,2,3...m，k为大于零的自然数，m为子集的个数，以子集个数为x轴，以子集对应数值为y轴建立直角坐标系，通过描点的方式绘制运行风险评估系数平滑曲线，同时在该坐标系中绘制预设运行风险评估系数阈值平滑曲线，进而从坐标系中获取到各个子集在运行风险评估系数平滑曲线和预设运行风险评估系数阈值平滑曲线上对应数值之间的差值，并将其标记为运行浮动值，将运行浮动值与预设运行浮动值阈值进行比对分析，若运行浮动值大于预设运行浮动值阈值，则将运行浮动值大于预设运行浮动值阈值所对应的子集标记为风险子集，进而获取到风险子集的总个数，并将其标记为风险值n，n∈m；

19、根据公式得到偏离系数，其中，α为预设容错因子系数，p为偏离系数，将偏离系数p与其内部录入存储的预设偏离系数阈值进行分析：

20、若偏离系数p小于预设偏离系数阈值，则不生成任何信号；

21、若偏离系数p大于等于预设偏离系数阈值，则生成优化信号。

22、优选的，所述调控分析单元的调控性能监管评估分析过程如下：

23、获取到时间阈值内农机设备的传输风险值，传输风险值指的是平均传输延长值超出预设平均传输延长值的部分与平均数据丢失个数经数据归一化处理后的积值，同时获取到时间阈值内农机设备的采集风险值，采集风险值表示采集数据的传感器的平均运行电流超出预设平均运行电流的部分与平均运行温度进行数值的乘积计算得到的值再与干扰影响评估系数h经数据归一化处理后得到的积值，将传输风险值和采集风险值与其内部录入存储的预设传输风险值阈值和预设采集风险值阈值进行比对分析：

24、若传输风险值小于预设传输风险值阈值，且采集风险值小于预设采集风险值阈值，则生成反馈信号；

25、若传输风险值大于等于预设传输风险值阈值，或采集风险值大于等于预设采集风险值阈值，则生成调控信号。

26、优选的，所述质量分析单元的整合运行质量评估分析过程如下：

27、获取到时间阈值内农机设备的传输风险值和采集风险值，并将传输风险值和采集风险值分别标号为cx和cj，同时从作业分析单元中调取运行风险评估系数ay；

28、根据公式得到工作质量评估系数，其中，b1、b2以及b3分别为运行风险评估系数、传输风险值以及采集风险值的预设偏差系数，b1、b2以及b3均为大于零的正数，b4为补偿因子系数，取值为2.628，z为工作质量评估系数，并将工作质量评估系数z与其内部录入存储的预设工作质量评估系数阈值进行比对分析：

29、若工作质量评估系数z小于预设工作质量评估系数阈值，则生成达标信号；

30、若工作质量评估系数z大于等于预设工作质量评估系数阈值，则生成不达标信号。

31、本发明的有益效果如下：

32、(1)本发明是通过采集农机设备的运行数据和干扰数据并分别进行分析，且通过信息反馈的方式将干扰数据分析得到的干扰影响评估系数h发送至运行数据分析过程中，为农机设备安全运行监管评估分析提高数据支撑，且有助于提高分析结果的准确性，以及有助于提高分析数据的全面性，且通过结合历史和递进式的分析方式对农机设备的安全运行趋势变化进行分析，以便合理更改农机设备后续的管理方式，以便合理、有针对性的对农机设备进行维护管理，有助于提高农机设备的运行安全性和利用高效性；

33、(2)本发明还通过从农机设备运行调控的角度进行分析，即对调控数据进行调控性能监管评估分析，以判断农机设备的调控性能是否正常，以便及时的进行维护管理，以提高农机设备的调控效果，以及深入式的从农机设备运行监管和运行调控两个角度对农机设备整体的运行质量进行分析，以便操作人员了解农机设备的整体运行情况，以便合理、有针对性的对农机设备进行管理和调控，以提高农机设备的工作质量和运行安全性。