一种风机运行多模态监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种风机运行多模态监测系统及方法，属于风力发电检测技术领域,多个信息采集模块，包括气味信号采集单元、声音信号采集单元和图像信号采集单元，信息分析处理模块，其包括气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元，以及数据比对单元，气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元用于接收处理多个信息采集模块发出信息，并将处理信息发送至数据比对单元，数据比对单元用于接收气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元发出信息，并比对分析，与信息分析处理模块连接的警报模块，用于接收数据比对单元的比对分析结果并发出警报，解决了对风机运行中的故障监测和实时预警的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风机运行多模态监测系统及方法


[0001]本专利技术属于风力发电检测
，具体涉及一种风机运行多模态监测系统及方法。

技术介绍

[0002]每一台风机巨大而构造复杂，各方面成本很高，所以对于安全性要求非常严苛，否则后果严重，因此在风机运行中的故障监测和实时预警是风机安全生产的重中之重，风机故障类型繁多，原因也很复杂，风机的种类、工作条件不同，所发生的故障也不尽相同，但概括起来一般有以下几种故障：(1)机械产生严重摩擦、振动撞击等异常响声，地脚螺丝断裂，台板产生裂纹；(2)润滑油溢出、变质或有焦味，冒烟；电动机冒烟或有焦味、电源开关跳闸等；(3)气温低时风机叶片结冰，其次，在风机日常运行过程中，风机塔筒也存在以下问题：(1)外来人员进入塔筒；(2)运维人员安全保护装备没有穿戴整齐；(3)运维人员机舱内开展检修维护过程中，存在私自打开天窗，并出到机舱外；(4)检修人员误打开逃生孔，造成人员高处跌落；(5)检修人员在机舱内进入风机轮毂作业前，没有锁定机械锁；(6)检修人员检查齿轮箱时，打开齿轮箱时没有佩戴护目镜，被齿轮箱的热蒸汽灼伤。

技术实现思路

[0003]为解决上述
技术介绍
中提出的问题。本专利技术提供了一种风机运行多模态监测系统及方法，具有多模态监测，边缘计算及AI深度学习算法的实时分析预警的特点。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种风机运行多模态监测系统，包括设置在风机上的多个信息采集模块，其包括气味信号采集单元、声音信号采集单元和图像信号采集单元；与多个信息采集模块连接的信息分析处理模块，其包括气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元，以及数据比对单元，气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元用于接收处理多个信息采集模块发出信息，并将处理信息发送至数据比对单元，数据比对单元用于接收气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元发出信息，并比对分析；与信息分析处理模块连接的警报模块，其包括报警中心管理平台，用于接收数据比对单元的比对分析结果并发出警报。
[0005]优选的，信息采集模块由摄像头集成气味传感器和声音传感器组成，且图像信号采集单元连接有一视觉识别AIoT盒子，安装在风机运行现场多个区域。
[0006]优选的，气味信号处理单元包括气味信号分类网络和数值化建模，声音信号处理系统包括波形处理与异常检测和滤波，图像信号处理单元包括异构网络学习模型和不安全行为智能分析系统。
[0007]优选的，数据比对单元包括先验知识和模糊神经网络网络推理网络。
[0008]优选的，信息采集模块与信息分析处理模块之间通过5G网络或以太网连接。
[0009]一种风机运行多模态监测方法，包括：信息采集模块对风机运行现场状态及环境进行实时监测，并将实时监测数据发送至信息分析处理模块；信息分析处理模块对实时监测数据进行分析处理并比对，将正常或不正常信号发送至警报模块；警报模块将比对后结果显示，并将不正常信息推送至设备、手机、电脑，进行警报。
[0010]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术所描述的风机运行多模态监测系统，通过由摄像头集成气味传感器和声音传感器，安装在风机运行现场多个区域，同时摄像头连接有视觉识别AIoT盒子，其搭载了集成嵌入式工控主板和神经网络加速芯片，并且集成了以太网、USB和GPIO等常用接口。软件上采用Linux操作系统，上层集成C++运行环境和神经网络推理引擎，通过在应用中加载训练好的深度学习模型（训练模型需要在深度学习工作站进行）完成对监控视频的智能分析任务，分别对人脸检测并识别（从监控画面中自动检测出人脸，并进行人脸识别），烟火检则（检测风机机舱等是否有火情火警），叶片检测（检测风机叶是否有损伤或结冰等），安全帽检测（自动检测行人是否佩戴了安全帽），服装检测（工作服、生产安全个人防护配饰等），情绪识别（微表情分析，识别人的情绪状态），入侵检测（检测行人是否闯入禁止区域、攀基爬围墙等，支持设置电子围栏、虚拟墙等），跌倒行为检测（检测是否发生行人跌倒事件），行为分析（识别操作规范、特定动作(例如、抛丢废物、拉动物体行为分析等)、异常事件(如非法入侵、碰撞、打架斗殴、跌倒、小群粗分散逃散、打群架等)），暴力事件检测（检测监控视频中是否发生暴力事件），以此达到边缘计算的效果，减少信息分析处理模块的计算比对量。
[0011]2、本专利技术所描述的风机运行多模态监测系统，通过多个信息采集模块将声音信息采集，然后通过信息分析处理模块计算出其声音信号在时域的有效值，峰值因子，峰效值比，峭度等参数。在频域内通过观察不同样本的频谱，挖掘正常与故障的核心重要设备信号的谱分布所存在的一些典型的差异。最后利用人工神经网络对样本数据进行非线性映射，解决特征参数的空间划分问题，从而从声音信号中对正常和异常信息进行分类，以此监测风机运行过程中，出现的异响问题。
[0012]3、本专利技术所描述的风机运行多模态监测系统，通过多个信息采集模块自主采集图像、声音和气味信息，并信息分析处理模块通过进行实时智能分析，主动上报设备健康状况，从而提升设备检修的效率和效果。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的系统框架示意图；图2为本专利技术的声音检测网络示意图；图3为本专利技术的声音波形频域图；
实施方式
[0014]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]请参阅图1
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3，本专利技术提供以下技术方案：一种风机运行多模态监测系统，包括设置在风机上的多个信息采集模块，其包括气味信号采集单元、声音信号采集单元和图像信号采集单元；与多个信息采集模块连接的信息分析处理模块，其包括气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元，以及数据比对单元，气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元用于接收处理多个信息采集模块发出信息，并将处理信息发送至数据比对单元，数据比对单元用于接收气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元发出信息，并比对分析；与信息分析处理模块连接的警报模块，其包括报警中心管理平台，用于接收数据比对单元的比对分析结果并发出警报。
[0016]具体的，信息采集模块由摄像头集成气味传感器和声音传感器组成，且图像信号采集单元连接有一视觉识别AIoT盒子，安装在风机运行现场多个区域。
[0017]具体的，气味信号处理单元包括气味信号分类网络和数值化建模，声音信号处理系统包括波形处理与异常检测和滤波，图像信号处理单元包括异构网络学习模型和不安全行为智能分析系统。
[0018]具体的，数据比对单元包括先验知识和模糊神经网络网络推理网络。
[0019]具体的，信息采集模块与信息分析处理模块之间通过5G网络或以太网连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机运行多模态监测系统，其特征在于：包括设置在风机上的多个信息采集模块，其包括气味信号采集单元、声音信号采集单元和图像信号采集单元；与多个所述信息采集模块连接的信息分析处理模块，其包括气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元，以及数据比对单元，所述气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元用于接收处理多个所述信息采集模块发出信息，并将处理信息发送至所述数据比对单元，所述数据比对单元用于接收所述气味信号处理单元、声音信号处理单元和图像信号处理单元发出信息，并比对分析；与所述信息分析处理模块连接的警报模块，其包括报警中心管理平台，用于接收所述数据比对单元的比对分析结果并发出警报。2.根据权利要求1所述的一种风机运行多模态监测系统，其特征在于：所述信息采集模块由摄像头集成气味传感器和声音传感器组成，且所述图像信号采集单元连接有一视觉识别AIoT盒子，安装在风机运行现场多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓东，张文斌，邓伏文，钟自禄，涂世武，
申请(专利权)人：吉水县中广核新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：