信息融合技術(shù)在礦井提升機(jī)故障診斷中的應(yīng)用

摘 要 信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息融合技術(shù)逐漸被推廣，并且被應(yīng)用在礦井提升機(jī)的故障診斷中。礦井提升機(jī)是礦山的重要設(shè)備，它的運(yùn)行質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整個(gè)礦井的工作效率，同時(shí)也關(guān)系著礦井的工作人員的人身安全。礦井提升機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)一旦出現(xiàn)異常，就可能對(duì)提升機(jī)造成損害，并且有可能造成重大的人員傷亡。所以對(duì)礦井提升機(jī)及時(shí)進(jìn)行檢查和故障診斷非常重要并且意義重大。

關(guān)鍵詞 故障診斷；信息融合；礦井提升機(jī)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP202 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）06-0099-01

礦井提升機(jī)常常被人們稱(chēng)之為礦山的咽喉，如此看來(lái)礦井提升機(jī)有多么重要。礦山提升機(jī)是礦山的重要設(shè)備，也是地下礦井與外界的唯一通道。人員和一些礦物的進(jìn)出都需要借助礦山提升機(jī)，一旦礦山提升機(jī)出現(xiàn)故障，將會(huì)帶來(lái)人員的傷亡和經(jīng)濟(jì)的損失。因此礦井提升機(jī)的故障診斷必不可少，并且應(yīng)該長(zhǎng)期進(jìn)行，如此可以守住這條咽喉要道，保證了人員安全，減少經(jīng)濟(jì)損失。

1 信息融合技術(shù)基本內(nèi)容

1）信息融合是近年來(lái)新興的一項(xiàng)技術(shù)，其主要是采用了數(shù)學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法和相應(yīng)的技術(shù)工具來(lái)綜合不同的信息，提取高品質(zhì)的有用信息。它能精確的反應(yīng)出檢測(cè)目標(biāo)的問(wèn)題所在，消除一些不確定的信息，提高傳感器的可靠性能。經(jīng)過(guò)信息融合的技術(shù)改善的傳感器設(shè)備，會(huì)具備實(shí)時(shí)性、可靠性、互補(bǔ)性、低成本性等特點(diǎn)。信息融合有不同的種類(lèi)和不同層次的融合，根據(jù)具體情況給與選擇。

2）在設(shè)備的監(jiān)測(cè)診斷中，運(yùn)用單一的傳感器，獲得的信息是非常有限的，對(duì)于監(jiān)測(cè)的力度也不夠大，常常會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)于監(jiān)測(cè)有很大的影響。信息化融合技術(shù)是對(duì)多源頭信息的總結(jié)和提煉，利用多元化的信息的互補(bǔ)性，應(yīng)用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，并且可以提升信息的處理質(zhì)量。信息融合技術(shù)主要是依賴(lài)傳感器的監(jiān)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其主要是對(duì)傳感器傳來(lái)的信息進(jìn)行采集、傳輸、分析和綜合。把傳感器對(duì)于目標(biāo)的監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行綜合處理，把那些信息進(jìn)行總結(jié)并且組合提煉，最后的到精確的有用信息。

3）信息融合其實(shí)是對(duì)于人的一種模擬，人的各個(gè)感官傳回的信息交合在一起，大腦會(huì)分析這些復(fù)雜的信息，然后對(duì)于這些信息進(jìn)行總結(jié)和提煉。人本能的會(huì)對(duì)于有用的信息進(jìn)行提煉，這一過(guò)程是復(fù)雜的，但是為了對(duì)于一件事或者物體有著最為準(zhǔn)確的判斷，那么對(duì)于這些事物的特征的綜合采集最后進(jìn)行的判斷才足夠精確。在信息技術(shù)上，傳統(tǒng)的單一傳感器，對(duì)于礦井升降機(jī)的監(jiān)測(cè)力度不夠，只能監(jiān)測(cè)的一個(gè)方面，無(wú)法進(jìn)行信息的綜合評(píng)論。無(wú)法有效及時(shí)并且準(zhǔn)確的提出相應(yīng)的問(wèn)題并且給予解決的方案。

4）信息融合主要可以分為三個(gè)層次，其一是決策層的融合，其應(yīng)用各個(gè)單一的傳感器，進(jìn)行對(duì)礦井提升機(jī)各方面的監(jiān)測(cè)，然后對(duì)于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，其二是把信息融合成為一個(gè)特征并提出決策，最后就是對(duì)于那些原始的數(shù)據(jù)的直接整合。

2 礦井提升機(jī)故障相關(guān)研究

1）礦井提升機(jī)的故障預(yù)測(cè)的歷史與人類(lèi)對(duì)于機(jī)械設(shè)備的維修方式緊密相連。礦井提升機(jī)的故障維修是從二十世紀(jì)以后開(kāi)始的，流水線的產(chǎn)生，對(duì)于礦井提升機(jī)本身的技術(shù)要求增加，礦井提升機(jī)的相關(guān)技術(shù)也變得越加復(fù)雜化，技術(shù)水平也在迅速發(fā)展。礦井提升機(jī)的故障對(duì)于生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益和安全的影響越來(lái)越大，因此對(duì)于礦井提升機(jī)的定期維修漸漸的被重視起來(lái)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，研究人員發(fā)現(xiàn)，定期對(duì)于提升機(jī)的維修有著很大弊端，因此把定期維修變?yōu)轭A(yù)期維修，這樣能夠提起發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的隱患，在設(shè)備還沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重故障的時(shí)候，就提前維修完畢。開(kāi)展對(duì)于提升機(jī)的故障診斷研究，極大的提升了設(shè)備運(yùn)行的安全和可靠性能，礦井提升機(jī)的故障智能診斷系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的獲得設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行數(shù)據(jù)，然后結(jié)合對(duì)于歷史數(shù)據(jù)的分析，對(duì)于數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，減少相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。

2）我國(guó)對(duì)于礦井提升機(jī)的故障研究時(shí)間雖然沒(méi)有國(guó)外長(zhǎng)，但是我國(guó)在方面投入更多的重視。我國(guó)也自主的研發(fā)出來(lái)塔式多繩摩擦提升機(jī)，但是其大多數(shù)機(jī)器都出現(xiàn)過(guò)機(jī)器震動(dòng)的狀況，有的機(jī)器零件出現(xiàn)損壞不能正常運(yùn)行，這樣不但威脅到礦井的生產(chǎn)能力還對(duì)人的生命安全產(chǎn)生威脅。出現(xiàn)這種問(wèn)題主要是在設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮到提升機(jī)與井架之間的關(guān)系，造成兩者并不匹配的狀況，因此機(jī)器和井架之間的震動(dòng)故障成為運(yùn)行之初的重大問(wèn)題之一。

3 信息融合技術(shù)對(duì)于礦井提升機(jī)的故障診斷

1）目前對(duì)于礦機(jī)提升機(jī)的研究主要在提升礦井的工況監(jiān)視上，都是為了提高礦機(jī)的生產(chǎn)效率方面的，但是對(duì)于安全問(wèn)題重視程度不夠，我國(guó)當(dāng)前對(duì)于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理還比較粗糙，無(wú)法對(duì)于數(shù)據(jù)做到精確的提煉分析，準(zhǔn)確的給出相應(yīng)的解決方法。在礦井提升機(jī)的故障診斷方面比較薄弱，智能化比較低。現(xiàn)今對(duì)于礦井的故障診斷還處于知識(shí)階段，沒(méi)有運(yùn)用的實(shí)踐上去，監(jiān)測(cè)的方法比較單一。對(duì)于監(jiān)測(cè)有著很大的局限性，適應(yīng)能力差、實(shí)時(shí)性差，對(duì)于數(shù)據(jù)應(yīng)用推理的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)有很大的偏差，不能及時(shí)的對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防，經(jīng)常造成嚴(yán)重的損失。所以現(xiàn)今應(yīng)該對(duì)傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行改進(jìn)，加大對(duì)于故障的監(jiān)測(cè)。

2）智能診斷是決策級(jí)的信息融合過(guò)程，對(duì)于提升機(jī)的故障診斷有著至關(guān)作用，礦井提升機(jī)電機(jī)的震動(dòng)信號(hào)和電流信號(hào)的融合實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)故障的診斷，并且傳感器的數(shù)據(jù)融合對(duì)礦井的機(jī)械故障進(jìn)行有效的識(shí)別。在礦井提升機(jī)的故障診斷中采用智能診斷技術(shù)更具可靠性和準(zhǔn)確性，通過(guò)證據(jù)理論組合公式，合理的把礦井提升機(jī)系統(tǒng)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)獲得的故障信息有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，并且對(duì)融合組合起來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪減提煉，其結(jié)果將會(huì)更加精確。

3）礦井提升機(jī)的集成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，經(jīng)過(guò)對(duì)于信息故障的處理需要決策融合網(wǎng)絡(luò)接受各個(gè)診斷的子信息，并且對(duì)其進(jìn)行判斷，可以采用加權(quán)平均的方法來(lái)計(jì)算，其基本原理是用權(quán)系數(shù)判斷各個(gè)子診斷信息對(duì)的結(jié)果的貢獻(xiàn)大小，然后各個(gè)結(jié)果融合來(lái)實(shí)現(xiàn)最終結(jié)果的誕生。

4 結(jié)束語(yǔ)

信息融合技術(shù)雖然比較復(fù)雜，但是對(duì)于礦井提升機(jī)的故障診斷有著重大意義，經(jīng)過(guò)各方面專(zhuān)家的研究，信心融合技術(shù)定然會(huì)普遍的被應(yīng)用于礦井提升機(jī)的應(yīng)用中，從而在減少經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)也避免人員傷亡。

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作者簡(jiǎn)介

田小廣（1984-），男，漢族，研究方向：礦山機(jī)電。endprint