[發明專利]一種盾構機系統的潤滑失效在線預測方法及系統

有效

• 申請號: 202010788212.6
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112016193B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳芳;潘翔;宋法山
• 申請（專利權）人: 震坤行工業超市（上海）有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王立普

本發明涉及一種盾構機系統的潤滑失效在線預測方法及系統，對傳感器實測得到的數據進行預處理后進行特征提取和歸一化處理，再通過Fisher判別法進行特征選擇，并以選擇后的特征建立潤滑衰退邏輯回歸模型，最后通過對模型進行訓練后用于潤滑失效預警。本發明基于特征工程及大數據機器學習算法，實時數據實現健康度在線分析，對液壓系統等關鍵部件進行實時在線監測，能夠實時獲取盾構機現場運行數據，有效避免意外故障造成停機；為實現準備可靠的預測性維護評估保障了必要的數據信息。

技術領域

本發明涉及工程設備智能維護領域，特別是涉及一種盾構機系統的潤滑失效在線預測方法及系統。

背景技術

盾構機的液壓系統是最重要的動力來源，多個動力單元包含液壓支持，液壓系統的運行狀況直接影響盾構機的挖掘效率。液壓油作為液壓系統的“血液”，能有效地轉換壓力能，從而幫助盾構機正常的挖掘推進。目前盾構機液壓油面臨污染包括：粉塵污染造成液壓油清潔度上升，產生液壓系統卡閥現象，造成系統停機或者系統異常磨損；水污染造成液壓油含水量上升，油品乳化，腐蝕液壓元件，造成異常停機；冷卻系統失效造成液壓油品異常氧化，液壓系統磨損嚴重。

現有的盾構機的液壓主油箱回路做油液監控如圖3所示，通過油液傳感器對潤滑油進行在線狀態監測是最直接的常識方法，但單純獲得傳感器數據并不能達到故障診斷和預警的目標，其所涉及的技術問題包括：

(1)針對專用設備的潤滑油液傳感器選型、部署都缺乏金標準；

(2)單種潤滑監測的價值小，容易受到外界環境干擾造成故障識別單一和魯棒性差；

(3)算法通用性差：盾構機及其子系統型號紛繁復雜，即使在一種型號上調試性能較好的算法很難直接用于另外一種型號，根本原因是缺乏泛化型強、通用性好的油液數據處理方法及算法流程。

發明內容

本發明的目的是提供一種盾構機系統的潤滑失效在線預測方法及系統，基于特征工程及大數據機器學習算法，實時數據實現健康度在線分析，對液壓系統等關鍵部件進行實時在線監測，能夠實時獲取盾構機現場運行數據，有效避免意外故障造成停機；為實現準備可靠的預測性維護評估保障了必要的數據信息。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種盾構機系統的潤滑失效在線預測方法，所述方法包括：

獲取傳感器實時測量的數據；

對所述數據進行預處理；

對所述預處理后的數據進行特征提取和歸一化處理；

對所述特征提取和歸一化處理后的數據進行特征選擇；

基于特征選擇后的數據建立潤滑衰退邏輯回歸模型；

對所述潤滑衰退邏輯回歸模型進行訓練；

基于所述訓練后的潤滑衰退邏輯回歸模型進行潤滑失效預警。

可選的，對所述數據進行預處理包括：

數據時間同步、工況分割以及數據清洗。

可選的，所述方法在對所述數據進行預處理之后還包括：

獲取工況信息；所述工況包括：工況1：非工作狀態；此狀態下無需監測；工況2：無負載工作狀態；此狀態下降低監測頻率至30分鐘一次；工況3：有負載工作狀態；此狀態下提高監測頻率至5分鐘一次；

基于所述工況信息判斷是否進行后續步驟處理。

可選的，基于所述工況信息判斷是否進行后續步驟處理具體包括：

判斷當前工況處于哪種工況；

當處于工況1時，不進行后續步驟處理；