CN111461568B - 一种露天矿卡车性能评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种露天矿卡车性能评价方法，该方法通过分析卡车的状态参数，并加工状态参数后可以得到卡车产量、平均能耗、操作平稳性、平均效率以及卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警、驻车制动报警等卡车性能指标，通过这些性能指标，综合评价卡车的性能、经济性以及卡车司机操作水平。

Description

一种露天矿卡车性能评价方法
技术领域
本发明属于能源行业，具体涉及一种露天矿卡车性能评价方法，适用于露天矿卡车性能分析、露天矿卡车经济分析、露天矿卡车司机操作水平分析。
背景技术
随着工业4.0的推进，露天矿亟需对重要设备的运行性能进行科学评价，露天矿卡车是影响露天矿生产的重要设备，目前还没有科学地评价方法，如何利用露天矿卡车设备的实时状态数据，经过加工处理后，科学地评价卡车性能，成为了本行业的技术难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种露天矿卡车性能评价方法，该方法通过露天矿卡车的实时状态参数，经过加工分析，得到露天矿卡车性能评价模型，便于在线计算露天矿卡车性能指标，对卡车进行性能分析、经济性分析以及在线评价卡车司机操作水平。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种露天矿卡车性能评价方法，包括以下步骤：
1)采集卡车运行的实时数据
采集卡车运行的实时数据，包含卡车GPS经度KCJD、卡车纬度KCWD、电铲GPS经度DCJD、电铲纬度DCWD、卡车速度KCSD、GPS车速GPSCS、卡车举斗KCJD、发动机转速FDJZS、驻车制动ZCZD以及发电机净功率JGL实时数据；
2)对实时数据进行加工处理
通过二次加工卡车的实时数据，得到卡车产量CL、平均能耗PJNH、操作平稳性CZPWX、平均效率PJXL、总耗电量ZHDL、总里程数ZLCS、累计加速度LJJSD、总驾驶时间ZJSSJ以及卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警以及驻车制动报警性能指标；
3)建立卡车性能评价雷达图
对二次加工得到的卡车产量、平均能耗、操作平稳性、平均效率以及安全指数等卡车性能指标做雷达图分析，得到卡车性能评价体系；
4)评价卡车性能及卡车司机操作水平
根据卡车性能雷达图进行实时打分，评价卡车性能以及司机的操作水平。
本发明进一步的改进在于，步骤2)中，性能指标的计算公式如下：
卡车产量，计算公式如下：
产量＝卡车产量车数×220T
其中，220为卡车满载载重；
平均能耗，计算公式为：
PJNH＝ZHDL÷ZLCS
其中，ZHDL通过JGL与计算间隔时长来累计实现；
ZLCS通过KCSD与计算间隔时长来累计实现；
操作平稳性，计算公式为：
CZPWX＝LJJSD÷ZJSSJ
其中，LJJSD通过不断累加每个计算周期内的|KCSD_1-KCSD|来实现，KCSD_1为计算时刻前1秒的KCSD；ZJSSJ通过不断累加每个计算周期内KCSD>0时的计算周期时长来实现；
平均效率，计算公式为：
PJXL＝ZJSSJ÷CL
安全指数，为卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警、驻车制动报警等设备报警次数之和，值越低越安全；
(1)超速报警：KCSD>32km/h时报警；
(2)纺轮报警：取计算时刻8秒前的KCSD，计作KCSD_8，如果KCSD_8>5且计算时刻GPSCS＝0时报警；
(3)未预热报警：FDJZS由0上升至700时开始计时，如果计时在5分钟内KCSD>0则报警；
(4)加减速过急报警：取计算时刻1秒前的KCSD，计作KCSD_1，如果计算时刻|KCSD_1-KCSD|>5则报警；
(5)举斗倒车报警：当KCJD＝1时，如果KCSD<-0.5km/h则报警；
(6)驻车制动错误次数：当ZCZD＝1时，如果|KCSD|>0则报警。
本发明具有如下有益的技术效果：
通过分析卡车的状态参数，本发明加工状态参数后可以得到卡车产量、平均能耗、操作平稳性、平均效率以及卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警、驻车制动报警等卡车性能指标，通过这些性能指标，综合评价卡车的性能、经济性以及卡车司机操作水平。
附图说明
图1为卡车性能评价雷达图；
图2为产量曲线图；
图3为操作平稳性曲线图；
图4为本班能耗的曲线图；
图5为本班驾驶里程的曲线图；
图6为平均效率曲线图；
图7为安全指数曲线图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
本发明提供的一种露天矿卡车性能评价方法，包括以下步骤：
1、采集卡车运行的实时数据
采集卡车运行的实时数据，包含卡车GPS经度KCJD、卡车纬度KCWD、电铲GPS经度DCJD、电铲纬度DCWD、卡车速度KCSD、GPS车速GPSCS、卡车举斗KCJD、发动机转速FDJZS、驻车制动ZCZD以及发电机净功率JGL实时数据。
2、对实时数据进行加工处理
通过二次加工卡车的实时数据，得到卡车产量CL、平均能耗PJNH、操作平稳性CZPWX、平均效率PJXL、总耗电量ZHDL、总里程数ZLCS、累计加速度LJJSD、总驾驶时间ZJSSJ以及卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警以及驻车制动报警性能指标，性能指标的计算公式如下：
1)卡车产量
卡车产量的计算用到卡车与电铲的GPS经度、纬度坐标，卡车速度信息，按照以下步骤计算：
(1)计算卡车与电铲之间的距离：
Figure BDA0002450464750000041
(2)判定“装载”状态：
假设装载半径为20米(可调)。当卡车与电铲之间的距离小于装载半径，且KCSD<1时开始计时。当计时大于40秒(可调)时确定卡车为“装载状态”，将“装载状态”置1。当卡车与电铲的距离大于装载半径后，将“装载状态”置0，计时也置0。
(3)统计卡车产量车数：
首先使用GPS坐标确定卸载区域的中心点，然后以此点为中心确定卸载区域的半径，将卸载区规划成圆形区域。使用“计算电铲与卡车距离”的公式，将电铲的定位坐标替换成卸载区中心点的坐标，如果卡车与中心点的距离小于卸载区半径，即可判断为进入卸载区。当“装载状态”置1时，关联“产量计算状态”也同时置1，但“装载状态”置0时，“产量计算状态”不跟着置0。当“产量计算状态”等于1，并且卡车的GPS位置在卸载区域内，同时检测到KCJD＝1，此时“产量计算状态”置0，该车的产量车数加1。当“产量计算状态”等于1，并且卡车的GPS位置不在卸载区域内，同时检测到KCJD＝1，此时产量计算状态置0，该车的异常产量车数加1。
(4)计算卡车产量：
产量＝卡车产量车数×220T
其中，220为卡车满载载重。
2)平均能耗
平均能耗以班次为周期统计并计算，每个班次结束时清空并重新计算，值越小能耗越小。
计算公式为：
PJNH＝ZHDL÷ZLCS
其中，ZHDL通过JGL与计算间隔时长来累计实现；
ZLCS通过KCSD与计算间隔时长来累计实现。
3)操作平稳性
操作平稳性为卡车速度的变化率，该变化率越平稳，则说明卡车司机的操作平稳性越好。操作平稳性以班次为周期统计并计算，每个班次结束时清空并重新计算，值越小越平稳。
计算公式为：
CZPWX＝LJJSD÷ZJSSJ。
其中，LJJSD通过不断累加每个计算周期内的|KCSD_1-KCSD|来实现，KCSD_1为计算时刻前1秒的KCSD；ZJSSJ通过不断累加每个计算周期内KCSD>0时的计算周期时长来实现。
4)平均效率
卡车的平均效率以班次为周期统计并计算，每个班次结束时清空并重新计算，值越小效率越高。
计算公式为：
PJXL＝ZJSSJ÷CL
5)安全指数
卡车安全指数为卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警、驻车制动报警等设备报警次数之和，值越低越安全。
(1)超速报警：KCSD>32km/h时报警。
(2)纺轮报警：取计算时刻8秒前的KCSD，计作KCSD_8，如果KCSD_8>5且计算时刻GPSCS＝0时报警。
(3)未预热报警：FDJZS由0上升至700时开始计时，如果计时在5分钟内KCSD>0则报警。
(4)加减速过急报警：取计算时刻1秒前的KCSD，计作KCSD_1，如果计算时刻|KCSD_1-KCSD|>5则报警。
(5)举斗倒车报警：当KCJD＝1时，如果KCSD<-0.5km/h则报警。
(6)驻车制动错误次数：当ZCZD＝1时，如果|KCSD|>0则报警。
3、建立卡车性能评价雷达图
如图1所示，对二次加工得到的卡车产量、平均能耗、操作平稳性、平均效率以及安全指数等卡车性能指标做雷达图分析，得到卡车性能评价体系。
卡车数据模型以雷达图的型式展示了卡车产量、平均能耗、操作平稳性、平均效率以及安全指数等五大指标，产量越高雷达图填充越满、操作平稳性数值越小雷达图填充越满、平均能耗越小雷达图填充越满、平均效率越小雷达图填充越满、安全指数越小雷达图填充越满。雷达图整体填充面积越大，说明卡车的性能越好。
4、评价卡车性能及实际操作水平
根据卡车性能雷达图进行实时打分，评价卡车性能以及司机的操作水平。对性能指标分别进行曲线绘制，通过曲线也可以分析卡车性能以及卡车司机的操作水平。
如图2和图3所示，绘制了本班产量曲线和本班操作平稳性曲线。
平均能耗曲线分别绘制了本班能耗和本班驾驶里程的曲线，如图4和图5所示。
此外，还包括平均效率曲线和安全指数曲线，如图6和图7所示。

Claims (1)

1.一种露天矿卡车性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)采集卡车运行的实时数据
采集卡车运行的实时数据，包含卡车GPS经度KCJD、卡车纬度KCWD、电铲GPS经度DCJD、电铲纬度DCWD、卡车速度KCSD、GPS车速GPSCS、卡车举斗KCJD、发动机转速FDJZS、驻车制动ZCZD以及发电机净功率JGL实时数据；
2)对实时数据进行加工处理
通过二次加工卡车的实时数据，得到卡车产量CL、平均能耗PJNH、操作平稳性CZPWX、平均效率PJXL、总耗电量ZHDL、总里程数ZLCS、累计加速度LJJSD、总驾驶时间ZJSSJ以及卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警以及驻车制动报警性能指标；
性能指标的计算公式如下：
卡车产量，计算公式如下：
产量＝卡车产量车数×220T
其中，220为卡车满载载重；
平均能耗，计算公式为：
PJNH＝ZHDL÷ZLCS
其中，ZHDL通过JGL与计算间隔时长来累计实现；
ZLCS通过KCSD与计算间隔时长来累计实现；
操作平稳性，计算公式为：
CZPWX＝LJJSD÷ZJSSJ
其中，LJJSD通过不断累加每个计算周期内的|KCSD_1-KCSD|来实现，KCSD_1为计算时刻前1秒的KCSD；ZJSSJ通过不断累加每个计算周期内KCSD>0时的计算周期时长来实现；
平均效率，计算公式为：
PJXL＝ZJSSJ÷CL
安全指数，为卡车超速报警、纺轮报警、未预热报警、加减速过急报警、举斗倒车报警、驻车制动报警设备报警次数之和，值越低越安全；
(1)超速报警：KCSD>32km/h时报警；
(2)纺轮报警：取计算时刻8秒前的KCSD，计作KCSD_8，如果KCSD_8>5且计算时刻GPSCS＝0时报警；
(3)未预热报警：FDJZS由0上升至700时开始计时，如果计时在5分钟内KCSD>0则报警；
(4)加减速过急报警：取计算时刻1秒前的KCSD，计作KCSD_1，如果计算时刻|KCSD_1-KCSD|>5则报警；
(5)举斗倒车报警：当KCJD＝1时，如果KCSD<-0.5km/h则报警；
(6)驻车制动错误次数：当ZCZD＝1时，如果|KCSD|>0则报警；
3)建立卡车性能评价雷达图
对二次加工得到的卡车产量、平均能耗、操作平稳性、平均效率以及安全指数卡车性能指标做雷达图分析，得到卡车性能评价体系；
4)评价卡车性能及卡车司机操作水平
根据卡车性能雷达图进行实时打分，评价卡车性能以及司机的操作水平。
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