CN113567163A - 过山车运行检测、分析及异常预警的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过山车运行检测、分析及异常预警的方法，包括：通过设置于过山车上的数据采集模块在过山车运行过程中实时采集运行数据；其中，数据采集模块包括加速度检测模块和位姿检测模块；通过与数据采集模块通讯连接的分析模块根据位姿值分析得到位姿值对应的轨道上的位置信息，即得到相应于位置信息的实际加速度值；通过与分析模块连接的评估模块评估过山车的运行状态。其通过过山车运行过程中位姿的检测，能够通过位姿精确检测过山车具***置的加速度值，进而通过位姿和加速度的结合，实现设备状态的早期的准确预警，保证人身及设备的运行安全。

Description

过山车运行检测、分析及异常预警的方法

技术领域

本发明涉及过山车安全控制技术领域，特别涉及一种过山车运行检测、分析及异常预警的方法。

背景技术

作为大型惊险游乐设施的过山车在运行过程中，为了确保游客的安全，在不同轨道位置的加速度必须控制在一定的范围内，由于过山车在运行过程中主要是动能和势能间的转换，所以，在轨道的不同位置其运行的加速度是不同的，过山车建成后，正常状态下轨道上同一位置的过山车加速度变化不大，所以，通过检测过山车在不同轨道位置的加速度值的大小可对过山车状态异常进行预警，实现过山车状态的故障早期预警，从而保证了游客和设备的安全。

然而，虽然在轨道的不同位置，过山车的加速度值相对固定，但是一般过山车的整个运行过程很短，尤其是在滑落时速度极快，单纯的应用加速度检测来评估过山车的运行状态，很容易因为极快的速度导致评估所用的加速度值与实际获取加速度值的位置有所偏差，因而容易造成设备异常检测能力的缺失，为过山车运行造成安全隐患。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种过山车运行检测、分析及异常预警的方法，通过过山车运行过程中位姿的检测，能够通过位姿精确检测过山车具***置的加速度值，进而通过位姿和加速度的结合，实现设备状态的早期的准确预警，保证人身及设备的运行安全。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种过山车运行检测、分析及异常预警的方法，包括：

通过设置于过山车上的数据采集模块在过山车运行过程中实时采集运行数据；其中，所述数据采集模块包括加速度检测模块和位姿检测模块；所述加速度检测模块和位姿检测模块分别将检测的过山车在运行过程中各个位置的实际加速度值和位姿值作为所述运行数据；

通过与所述数据采集模块通讯连接的分析模块根据所述位姿值分析得到所述位姿值对应的轨道上的位置信息，即得到相应于所述位置信息的实际加速度值；以及

通过与所述分析模块连接的评估模块评估所述过山车的运行状态；其中，所述评估模块通过将实际加速度值与存储的所述过山车经过轨道上相应位置的标准加速度值进行比较，评估所述过山车的运行状态。

优选的是，所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法中，所述评估模块内存储的标准加速度值来源于对所述过山车在轨道上反复正常运行积累的加速度数据的归纳和学习。

优选的是，所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法中，还包括：

通过连接于所述评估模块的预警模块发出预警；其中，所述预警模块在由所述评估模块获得的所述过山车的运行状态为异常时，发出预警；

其中，所述过山车的运行状态还包括：正常；

所述评估模块在对应于所述位置信息的实际加速度值超出预设的标准加速度值的阈值范围，或者所述实际加速度值朝向一个方向持续微弱变化并累计到预设的参考值时，评估所述过山车的运行状态为异常；在所述实际加速度值位于所述阈值范围内时，评估所述过山车的运行状态为正常。

优选的是，所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法中，还包括：

通过连接于所述数据采集模块的本地存储模块保存所述数据采集模块采集的运行数据，并将所述运行数据发送至所述分析模块进行分析；

通过与所述本地存储模块、数据采集模块、分析模块以及评估模块分别连接的云端处理模块实现本地存储模块向所述云端存储模块的数据上传，以及数据采集模块、分析模块和评估模块的数据在云端的存储。

优选的是，所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法中，还包括：

通过与所述数据采集模块和云端处理模块分别连接的控制模块控制所述数据采集模块的采样频率，在所述过山车进站后，控制所述数据采集模块将采集的运行数据发送至所述分析模块，以及通过所述云端处理模块对所述控制模块的控制。

优选的是，所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法中，还包括：

监测控制终端，其内置于智能移动设备内；所述监测控制终端与所述控制模块、数据采集模块、分析模块和预警模块分别连接，以实现所述控制模块的远程控制，以及所述过山车运行状态和预警的实时监测；

其中，所述监测控制终端采用手动模式、定时模式和自动模式中的任一模式运行：

在自动模式下，所述监测控制终端根据所述过山车的前向加速度值自主判断进入或退出监测状态；

在定时模式下，所述监测控制终端按照设定的所述过山车的运行时间，进入或退出监测状态。

本发明至少包括以下有益效果：

本发明所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法，通过数据采集模块中的位姿检测模块获得过山车运行过程中位姿数据，而后通过位姿数据分析得到该位姿数据对应的轨道上的具***置信息，进而实现了通过位姿精确检测过山车具***置的加速度值，即通过位姿和加速度的结合，实现了设备状态的早期的准确监控，保证人身及设备的运行安全。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法的运行流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种过山车运行检测、分析及异常预警的方法，包括：

通过设置于过山车上的数据采集模块在过山车运行过程中实时采集运行数据；其中，所述数据采集模块包括加速度检测模块和位姿检测模块；所述加速度检测模块和位姿检测模块分别将检测的过山车在运行过程中各个位置的实际加速度值和位姿值作为所述运行数据；

通过与所述数据采集模块通讯连接的分析模块根据所述位姿值分析得到所述位姿值对应的轨道上的位置信息，即得到相应于所述位置信息的实际加速度值；以及

通过与所述分析模块连接的评估模块评估所述过山车的运行状态；其中，所述评估模块通过将实际加速度值与存储的所述过山车经过轨道上相应位置的标准加速度值进行比较，评估所述过山车的运行状态。

在上述方案中，过山车建成后，正常状态下轨道上同一位置的过山车加速度变化不大，因而，通过检测过山车在不同轨道位置的加速度值的大小可对过山车状态异常进行预警，同时，同一个过山车轨道是固定的，过山车在轨道上的不同位置的姿态也是固定的，过山车在不同位置上的运动加速度也基本是固定的，所以，通过数据采集模块中的位姿检测模块获得过山车运行过程中位姿数据，而后通过位姿数据分析得到该位姿数据对应的轨道上的具***置信息，实现了使用位姿和三轴加速度，共同描述过山车的状态和过程信息，即通过对过山车运行过程中位姿的检测确定过山车在轨道上的具***置，进而实现了通过位姿精确检测过山车具***置的加速度值，即通过位姿和加速度的结合，实现了过山车设备状态的早期的准确监控，保证人身及设备的运行安全。

一个优选方案中，所述评估模块内存储的标准加速度值来源于对所述过山车在轨道上反复正常运行积累的加速度数据的归纳和学习。

在上述方案中，标准加速度值通过***的自学习功能进行积累，不仅保证了数据的准确性，还可以作为设备状态异常检测的基础数据，实现设备异常的智能检测。

一个优选方案中，还包括：

通过连接于所述评估模块的预警模块发出预警；其中，所述预警模块在由所述评估模块获得的所述过山车的运行状态为异常时，发出预警；

其中，所述过山车的运行状态还包括：正常；

所述评估模块在对应于所述位置信息的实际加速度值超出预设的标准加速度值的阈值范围，或者所述实际加速度值朝向一个方向持续微弱变化并累计到预设的参考值时，评估所述过山车的运行状态为异常；在所述实际加速度值位于所述阈值范围内时，评估所述过山车的运行状态为正常。

在上述方案中，过山车在正常运动的情况下，在各个位置(运动特征明显的位置)处，所表现出来的3个轴向的加速度、线速度、位姿朝向与平时通过这个位置的数据特征有较多偏移或者有朝着一个方向持续微弱变化的趋势(累计到一定程度)，我们认为过山车在这个点位位置上存在异常，通过预警模块与评估模块的连接，使得过山车在某些位置上，特征数据小幅持续变化或者出现较大幅度变化时，可以向用户发送诸如提示信息的预警信息，提示用户这个位置需要保持关注，进行及时维护排查，从而保证设备和人员的安全。

一个优选方案中，还包括：

通过连接于所述数据采集模块的本地存储模块保存所述数据采集模块采集的运行数据，并将所述运行数据发送至所述分析模块进行分析；

通过与所述本地存储模块、数据采集模块、分析模块以及评估模块分别连接的云端处理模块实现本地存储模块向所述云端存储模块的数据上传，以及数据采集模块、分析模块和评估模块的数据在云端的存储。

在上述方案中，通过本地存储模块和云端处理模块的设置，实现了在设备端和云端同时进行现场数据的存储，进而保证了数据的客观性；同时，还可以使得本地存储模块具有数据分析能力，进而在设备端可以进行大数据量的运算和状态直接判断，也具备实时上传数据，完成在线监测的能力。

一个优选方案中，还包括：

通过与所述数据采集模块和云端处理模块分别连接的控制模块控制所述数据采集模块的采样频率，在所述过山车进站后，控制所述数据采集模块将采集的运行数据发送至所述分析模块，以及通过所述云端处理模块对所述控制模块的控制。

在上述方案中，通过控制模块的设置，能够灵活设定数据采集模块的采样启动和停止的模式，以及采样的频率，同时，还能够在过山车进站后，自动将本次采样的数据文件传输至分析模块，以使分析模块的相关软件进行数据处理，在本地显示此次过山车在不同位置的实际加速度值，而后通过同机器学习获得的过山车相应位置的正常加速度值比较，当超出正常值时，***自动发出状态异常报警，提醒管理人员本设备状态发生变化，需进行相关检查，实现设备的早期预警，保证游客及设备的安全；通过控制模块和云端处理模块的连接，可在云端部署，实现过山车设备的专家远程故障诊断。

另外还可以设定采样的数据以文件的形式存储在TF卡里，每一组数据都对应一个采样时的具体时间，通过提供的基础软件可以将TF卡内的文件传输到计算机内，用户可以通过EXCEL打开文件，对数据进行分析，判断设备的运行状态；

一个优选方案中，还包括：

监测控制终端，其内置于智能移动设备内；所述监测控制终端与所述控制模块、数据采集模块、分析模块和预警模块分别连接，以实现所述控制模块的远程控制，以及所述过山车运行状态和预警的实时监测；

其中，所述监测控制终端采用手动模式、定时模式和自动模式中的任一模式运行：

在自动模式下，所述监测控制终端根据所述过山车的前向加速度值自主判断进入或退出监测状态；

在定时模式下，所述监测控制终端按照设定的所述过山车的运行时间，进入或退出监测状态

在上述方案中，设置于智能移动设备内的监测控制终端实质上为安装于智能设备内的APP，通过APP的设置，现场维护人员可以实时获取过山车运行的数据及相关预警，及时发现问题，保证游客的人身安全；另外，通过设置监测控制终端支持手动模式、定时模式和自动模式，可以手动进入和退出检测状态，或可以设置成自动模式，通过过山车前向加速度的值，自主判断进入和退出检测状态，或者也可以按照过山车的运行时间，设定进入检测状态和退出检测状态的时间，进而使得所述***使用更加灵活和方便。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种过山车运行检测、分析及异常预警的方法，其中，包括：

通过设置于过山车上的数据采集模块在过山车运行过程中实时采集运行数据；其中，所述数据采集模块包括加速度检测模块和位姿检测模块；所述加速度检测模块和位姿检测模块分别将检测的过山车在运行过程中各个位置的实际加速度值和位姿值作为所述运行数据；

通过与所述数据采集模块通讯连接的分析模块根据所述位姿值分析得到所述位姿值对应的轨道上的位置信息，即得到相应于所述位置信息的实际加速度值；以及

通过与所述分析模块连接的评估模块评估所述过山车的运行状态；其中，所述评估模块通过将实际加速度值与存储的所述过山车经过轨道上相应位置的标准加速度值进行比较，评估所述过山车的运行状态。

2.如权利要求1所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法，其中，所述评估模块内存储的标准加速度值来源于对所述过山车在轨道上反复正常运行积累的加速度数据的归纳和学习。

3.如权利要求1所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法，其中，还包括：

通过连接于所述评估模块的预警模块发出预警；其中，所述预警模块在由所述评估模块获得的所述过山车的运行状态为异常时，发出预警；

其中，所述过山车的运行状态还包括：正常；

所述评估模块在对应于所述位置信息的实际加速度值超出预设的标准加速度值的阈值范围，或者所述实际加速度值朝向一个方向持续微弱变化并累计到预设的参考值时，评估所述过山车的运行状态为异常；在所述实际加速度值位于所述阈值范围内时，评估所述过山车的运行状态为正常。

4.如权利要求3所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法，其中，还包括：

通过连接于所述数据采集模块的本地存储模块保存所述数据采集模块采集的运行数据，并将所述运行数据发送至所述分析模块进行分析；

通过与所述本地存储模块、数据采集模块、分析模块以及评估模块分别连接的云端处理模块实现本地存储模块向所述云端存储模块的数据上传，以及数据采集模块、分析模块和评估模块的数据在云端的存储。

5.如权利要求4所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法，其中，还包括：

通过与所述数据采集模块和云端处理模块分别连接的控制模块控制所述数据采集模块的采样频率，在所述过山车进站后，控制所述数据采集模块将采集的运行数据发送至所述分析模块，以及通过所述云端处理模块对所述控制模块的控制。

6.如权利要求4所述的过山车运行检测、分析及异常预警的方法，其中，还包括：

监测控制终端，其内置于智能移动设备内；所述监测控制终端与所述控制模块、数据采集模块、分析模块和预警模块分别连接，以实现所述控制模块的远程控制，以及所述过山车运行状态和预警的实时监测；

其中，所述监测控制终端采用手动模式、定时模式和自动模式中的任一模式运行：

在自动模式下，所述监测控制终端根据所述过山车的前向加速度值自主判断进入或退出监测状态；

在定时模式下，所述监测控制终端按照设定的所述过山车的运行时间，进入或退出监测状态。

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