本发明涉及铁水运输的，特别是涉及一种铁水运输加盖装置运行监控系统及其监控方法。
背景技术：
1、在钢铁冶炼行业中，铁水运输是生产流程中的重要环节，铁水运输过程中的安全和效率问题日益受到重视。传统铁水运输过程中，由于铁水温度极高且易产生烟尘、蒸汽等有害物质，对运输环境、人员安全及设备寿命构成威胁；铁水加盖运输有多种方式，现采用的无动力加盖技术是采用车载设备通过定点地面设备时，车载设备的滚轮在地面斜坡轨道的作用下，实现罐盖的自动开闭。车载设备是四连杆机构，车载设备的滚轮在地面设备的作用下，通过四连杆机构带动罐盖开闭。车载设备在机车的带动下以一定的速度通过固定在钢轨旁的地面装置，实施罐盖关闭和打开的动作。如申请人前期研发成果即授权公开号cn115722660 b、名称为一种定点坡道驱动式铁水罐加揭盖装置及方法的发明专利，该专利定点坡道驱动式铁水罐加揭盖装置发明构思即是采用无动力加盖技术，其执行机构、固定框架座、连杆机构和支座构成车载设备，坡道即为定点地面设备，车载设备在机车牵引行走的同时，带动驱动轮经过定点地面设备坡道的斜坡，上坡时实现加关盖，下坡时实现揭开盖。当车载设备发生机械故障时，安装在支臂上的罐盖就不会动作，不能达到开闭盖的效果；如，罐盖在钢厂发生过被板钩压坏，闭盖时与罐体干涉，不能完成闭盖，继续运行，将造成车辆脱线、地面装置、加盖装置损坏；支臂在运行过程中会变形，影响闭盖效果，增大顶升力；三角架在运行过程中会变形，造成不能开闭盖；当罐口有积渣，会造成罐盖的开闭不能完成。当罐盖不能实施闭盖时，车载设备在地面设备的作用下，会将车辆顶起来，造成车辆脱线事故。
2、为避免以上事故发生，作业时，要求车辆加盖装置在通过地面设备前要一度停车，调车人员要在地面设备旁监控滚轮的运行状态和罐盖的状态，发现罐盖开闭盖异常，应立即停车检查原因，并进行处理。严重影响了铁水运输的效率。
3、因此，开发一种能够实时监控铁水运输加盖装置运行状态的系统及其监控方法，对于提高铁水运输的安全性和效率具有重要意义。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本发明提供一种铁水运输加盖装置运行监控系统及其监控方法，该系统能够实时监测加盖装置的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而提高铁水运输的安全性和效率。
2、为实现上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
3、本发明第一方面提供一种铁水运输加盖装置运行监控系统，包含远程监控平台以及：
4、加盖装置运行状态监测模块，用于实时采集铁水运输加盖装置的运行状态参数；
5、传感器组件，与所述加盖装置运行状态监测模块通信连接，用于监测铁水运输加盖装置各部件的运行状态并将信号传递至加盖装置运行状态监测模块；
6、数据处理与分析模块，与所述加盖装置运行状态监测模块通信连接，采用机器学习算法和故障树分析模型，用于对自所述加盖装置运行状态监测模块接收到的数据进行实时处理与分析，对加盖装置的运行状态进行智能化故障诊断与预测，识别加盖装置的运行状态是否正常；
7、控制模块，与所述数据处理与分析模块通信连接，用于根据数据处理与分析模块的分析结果，给予加盖装置适合的运行参数；
8、预警与报警模块，与所述数据处理与分析模块通信连接，用于当分析结果为异常情况时，自动触发预警或报警信号，触发机车停车；
9、显示模块，用于显示加盖装置的运行状态、故障信息或者故障建议处理措施。
10、一种可能的技术方案中，所述运行状态参数包括加盖装置的开启/关闭状态、盖板是否变形、支臂是否变形、三角架是否变形、铁水罐内温度、行进速度以及地面坡道的压力。
11、一种可能的技术方案中，所述传感器组件包括光电传感器、位置传感器、温度传感器、加速度传感器和压力传感器，所述光电传感器用于监测加盖装置的开启/关闭状态；所述位置传感器分别布置在盖板、支臂和三角架上，用于监测盖板、支臂和三角架是否变形；所述温度传感器用于监测铁水罐内温度，所述加速度传感器用于监测加盖装置行进速度；所述压力传感器用于监测加盖装置地面坡道的压力变化。
12、一种可能的技术方案中，所述数据处理与分析模块包括：
13、分析规则知识库，用于存储机器学习训练模型或故障树分析模型；
14、数据分析子模块，用于接收加盖装置运行状态监测模块发送的数据，根据分析规则知识库中的规则算法对数据进行分析，得到数据是否正常的分析结果，并将分析结果传递至控制模块；如果分析结果为异常情况时，将分析结果传递至预警与报警模块和故障定位子模块；
15、故障定位子模块，用于接收数据分析子模块发送的异常情况数据，对异常数据进行提取，根据分析规则知识库中存储的故障树分析模型，对异常数据进行故障定位。
16、一种可能的技术方案中，所述数据处理与分析模块采用的机器学习算法为神经网络，根据历史故障数据构建神经网络，对神经网络的初始参数进行设置，基于历史故障数据和神经网络初始参数进行神经网络的训练，得到预测加盖装置可能出现的故障的神经网络模型群，神经网络模型为三层结构，神经网络模型包括输入层、隐藏层及输出层。
17、一种可能的技术方案中，所述数据处理与分析模块判断所述运行状态参数是否正常的方法是：
18、加盖装置的开启/关闭状态正常即是通过地面装置进入开盖/关盖区域时，两边的罐盖都能正常开/关到位并且开盖/关盖过程顺畅无卡阻；不正常即是一半开一半关或者没有开/关到位，其中，开关盖动作过程中有异响不顺畅属于初级异常；开关盖动作过程中有卡阻但不影响开关盖动作到位属于中度异常；开关盖动作过程中有卡阻影响开关盖动作属于严重异常；
19、盖板正常即是盖板无变形，盖板出现凹凸不平即属于变形；凹凸不平大于10mm属于初级异常；凹凸不平大于20mm属于中度异常；凹凸不平大于30mm属于严重异常；
20、支臂正常即是支臂无弯曲变形，支臂出现弯曲属于变形，弯曲程度超过10mm属于初级异常；弯曲程度超过20mm属于中度异常；弯曲程度超过30mm属于严重异常；
21、三角架正常即是三角架无弯曲变形，三角架出现弯曲是属于变形，弯曲程度超过10mm属于初级异常；弯曲程度超过20mm属于中度异常；弯曲程度超过30mm属于严重异常；
22、铁水罐内温度不超过最大允许工艺温度为正常，温度变化超过±50℃为初级异常，超过±100℃为中度异常，超过±200℃为严重异常；
23、行进速度3km/h为正常，行进速度＞3km/h为初级异常，行进速度＞3.5km/h为中级异常，行进速度＞4km/h为严重异常；
24、地面坡道的压力＜20吨为正常，地面坡道的压力为20-21吨之间为初级异常，地面坡道的压力为21～25吨为中级异常，地面坡道的压力为25吨以上为严重异常。
25、一种可能的技术方案中，所述预警与报警模块根据数据处理与分析模块监测到的异常情况严重程度设置多级预警机制，包括初级异常情况触发的黄色预警、中度异常情况触发的橙色预警和严重异常情况触发的红色预警。
26、一种可能的技术方案中，还包括布置在铁水车周围及铁水运输加盖装置关键部位的高清摄像头，所述高清摄像头与远程监控平台通信连接。
27、一种可能的技术方案中，还包括布置在铁水车上的通讯设备，所述通讯设备与所述远程监控平台双向通讯。
28、本发明第二方面提供一种铁水运输加盖装置运行监控方法，传感器组件监测铁水运输加盖装置各部件的运行状态并将信号传递至加盖装置运行状态监测模块，加盖装置运行状态监测模块将采集到的铁水运输加盖装置的有效的运行状态参数传递至数据处理与分析模块，数据处理与分析模块对接收到的数据进行实时处理与分析，对加盖装置的运行状态进行智能化故障诊断与预测，识别加盖装置的运行状态是否正常，并将分析结果传递至控制模块，给予加盖装置适合的运行参数；如果分析结果为异常情况时，将分析结果传递至预警与报警模块和故障定位子模块；故障定位子模块，接收数据分析子模块发送的异常情况数据，对异常数据进行提取，根据分析规则知识库中存储的故障树分析模型，对异常数据进行故障定位；预警与报警模块根据数据处理与分析模块监测到的异常情况严重程度触发多级预警，自动触发预警或报警信号。
29、与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的实施，能够实现对铁水运输加盖装置运行状态的全面、实时、精准监控，通过实时监测加盖装置的运行状态，并及时处理异常情况，有效预防因加盖装置故障引发的安全事故和环境污染问题，提高铁水运输的安全性、效率和环保水平。同时，通过远程监控平台的运用，还能显著降低人工巡检成本，提升管理效率。
30、（1）提高安全性：通过实时监控铁水运输过程，能够及时发现潜在的安全隐患，降低事故发生的风险。
31、（2）减少环境污染：加盖装置可以有效防止铁水在运输过程中挥发或溅出，减少对环境的污染，符合生态环保的要求。
32、（3）提升运输效率：监控系统能够实时反馈运输状态，优化运输路线和调度，提高整体运输效率，降低运输成本。
33、（4）数据记录与分析：系统能够对运输过程中的各项数据进行记录和分析，为后续的改进和优化提供数据支持。
34、（5）维护保养便利：通过监控系统，可以实时监测设备的运行状态，及时发现设备故障，从而减少维修时间和成本，提高设备的使用寿命。
35、（6）增强操作人员的管理能力：监控系统提供可视化的操作界面，帮助操作人员更好地了解运输过程，提升管理水平和决策能力。
36、（7）提升企业竞争力：通过提高安全性和运输效率，降低运营成本，增强了企业在市场中的竞争力。
37、（8）符合行业标准：该监控系统和方法的实施，有助于企业符合相关行业安全和环保标准，提升企业形象。
38、总之，该发明专利的实施不仅能够提高铁水运输的安全性和效率，还能推动行业的可持续发展。
1.一种铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，包含远程监控平台（8）以及：
2.如权利要求1所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，所述运行状态参数包括加盖装置的开启/关闭状态、盖板是否变形、支臂是否变形、三角架是否变形、铁水罐内温度、行进速度以及地面坡道的压力。
3.如权利要求2所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，所述传感器组件（2）包括光电传感器、位置传感器、温度传感器、加速度传感器和压力传感器，所述光电传感器用于监测加盖装置的开启/关闭状态；所述位置传感器分别布置在盖板、支臂和三角架上，用于监测盖板、支臂和三角架是否变形；所述温度传感器用于监测铁水罐内温度，所述加速度传感器用于监测加盖装置行进速度；所述压力传感器用于监测加盖装置地面坡道的压力变化。
4.如权利要求3所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，所述数据处理与分析模块（3）包括：
5.如权利要求4所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，所述数据处理与分析模块采用的机器学习算法为神经网络，根据历史故障数据构建神经网络，对神经网络的初始参数进行设置，基于历史故障数据和神经网络初始参数进行神经网络的训练，得到预测加盖装置可能出现的故障的神经网络模型群，神经网络模型为三层结构，神经网络模型包括输入层、隐藏层及输出层。
6.如权利要求5所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，所述数据处理与分析模块判断所述运行状态参数是否正常的方法是：
7.如权利要求6所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，所述预警与报警模块（5）根据数据处理与分析模块（3）监测到的异常情况严重程度设置多级预警机制，包括初级异常情况触发的黄色预警、中度异常情况触发的橙色预警和严重异常情况触发的红色预警。
8.如权利要求7所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，还包括布置在铁水车周围及铁水运输加盖装置关键部位的高清摄像头，所述高清摄像头与远程监控平台（8）通信连接。
9.如权利要求8所述的铁水运输加盖装置运行监控系统，其特征在于，还包括布置在铁水车上的通讯设备，所述通讯设备与所述远程监控平台（8）双向通讯。
10.一种铁水运输加盖装置运行监控方法，其特征在于，是根据权利要求1-9任一项所述的铁水运输加盖装置运行监控系统实现的，传感器组件（2）监测铁水运输加盖装置各部件的运行状态并将信号传递至加盖装置运行状态监测模块（1），加盖装置运行状态监测模块（1）将采集到的铁水运输加盖装置的有效的运行状态参数传递至数据处理与分析模块（3），数据处理与分析模块（3）对接收到的数据进行实时处理与分析，对加盖装置的运行状态进行智能化故障诊断与预测，识别加盖装置的运行状态是否正常，并将分析结果传递至控制模块（4），给予加盖装置适合的运行参数；如果分析结果为异常情况时，将分析结果传递至预警与报警模块（5）和故障定位子模块（33）；故障定位子模块（33）接收数据分析子模块（32）发送的异常情况数据，对异常数据进行提取，根据分析规则知识库（31）中存储的故障树分析模型，对异常数据进行故障定位；预警与报警模块（5）根据数据处理与分析模块（3）监测到的异常情况严重程度触发多级预警，自动触发预警或报警信号。
