【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车发动机，尤其涉及一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统。
技术介绍
1、重型卡车电控故障诊断是指对重型卡车电子控制系统出现的故障进行检测和诊断的过程。这些电控系统包括发动机控制单元、传动系统控制单元、制动系统控制单元等。通过对这些控制单元进行检测和诊断，可以确定故障的具体原因，进而采取相应的修复措施，现有的故障诊断方式一般是技师通过观察、听声、摸感等方式对车辆进行检测，然后再通过使用obd（on-board diagnostic）诊断仪对车辆进行诊断，通过读取车辆的故障码和数据流信息等来确定故障原因，但是这种方式需要车主定时对车子进行维护才可以防止意外发生，并没有对卡车的电控进行实时监控功能，从而使得其在实际使用过程中的安全性有所降低。因此我们提供一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，包括用于采集重型卡车电控系统各种数据的数据采集模块、用于对采集到数据进行处理和分析的数据处理模块、用于向用户展示诊断结果和故障信息的用户界面模块以及用于管理采集到数据和诊断结果的数据库管理模块，所述数据采集模块包括用于采集重型卡车各个部件传感器数据的传感器模块、用于采集重型卡车各个控制器数据的控制器模块以及用于采集重型卡车与外部网
4、本专利技术进一步设置为：所述数据预处理模块包括用于负责去除采集到的数据中异常值、缺失值以及重复值的数据清洗模块、用于负责对采集到的原始数据进行采样的数据采样模块、用于对采样后的数据进行平滑处理的数据平滑模块、用于对采集到的数据进行归一化处理的数据消异模块、用于对完成处理数据进行数据质量检测的质量监测模块、用于对不合格数据进行问题划分返回原模块的问题划分模块、用于对采集到数据进行转换的数据转换模块、用于对转换完成数据进行存放管理的格式库管理模块、用于选择最具有区分性特征的特征选择模块以及用于将预处理后的数据划分为训练集、验证集和测试集的数据集划分模块。
5、本专利技术进一步设置为：所述控制器模块会根据传感器模块采集到的数据，判断车辆是否存在故障并根据故障类型提供相应的故障诊断报告，所述网络通信模块通过将控制器模块中处理和分析得到的数据传输到远程服务器或云端平台中进行存储和分析，且网络通信模块还可以接收远程服务器或云端平台中下发的指令，将指令传输到控制器模块中进行执行，所述数据预处理模块会对传输过来的原始数据进行清洗、去噪以及特征提取处理以便更好地为后续的模型训练和故障诊断提供准确的数据支持，所述特征提取模块从预处理后的数据中提取有用的特征以便于更好地区分不同的故障类型。
6、本专利技术进一步设置为：所述特征提取模块的性能直接影响系统的故障诊断准确性和效率，所述数据可视化模块通过将完成数据处理的数据以图表、图像等形式进行可视化展示以便用户更加直观地理解和分析数据，所述用户交互模块需要向数据采集模块发出指令以控制数据采集的频率和数据类型参数，且数据采集模块所采集的数据也可以反过来影响用户交互模块的设计和优化。
7、本专利技术进一步设置为：所述远程监控模块通过对数据采集模块、数据处理模块以及数据库管理模块之中的各个小模块进行监控使其能够第一时间将问题模块反馈给用户进行处理，所述创建设计模块需要根据数据处理模块的需求来定义数据库的表结构和字段，以确保数据处理模块可以正确地读取和处理数据库中的数据，所述数据库维护管理模块需要根据数据库创建设计模块提供的表结构和字段等信息来进行数据库的维护和管理，所述查询分析模块可以帮助设计人员确定需要建立哪些表以及表之间的关系，以及选择合适的数据类型和索引等。
8、本专利技术进一步设置为：所述数据清洗模块对原始数据进行去重、缺失值填充、异常值处理以及数据格式转换操作并将处理后的数据传输至数据采样模块中抽取一部分数据进行处理和分析，所述数据采样模块通过将完成处理的数据传输至数据平滑模块中对数据进行平滑处理，以去除数据中的噪声和波动，使得数据更加平滑和连续，所述数据消异模块则可以通过高通滤波器对完成数据平滑的数据进行消噪处理，去除数据中的噪声信号。
9、本专利技术进一步设置为：所述质量监测模块通过接收完成数据消异模块的数据进行判定划分并将数据分别传输至问题划分模块和数据转换模块进行处理，所述问题划分模块通过接收质量监测模块中不合格的问题数据进行问题类划分并将数据通过问题划分模块分别传输至各个模块中进行再次处理，所述数据转换模块通过将完成检测并合格的数据进行多样化数据格式转换以使得数据可以能够应用于更多的数据模块中。
10、本专利技术进一步设置为：所述格式库管理模块通过接收数据转换模块中完成格式转换的数据进行保存留档以方便特征选择模块对格式库中不同格式数据进行调用，所述数据集划分模块可以使用交叉验证方法将原始数据集划分为训练集和测试集，并且可以设置不同的比例和参数以适应不同的模型训练需求。
11、本专利技术的有益效果为：
12、本专利技术通过设计数据预处理模块包括数据清洗模块、数据采样模块、数据消异模块等多个小模块，这些小模块的功能相互协作，可以对原始数据进行去重、缺失值填充、异常值处理、数据格式转换、数据平滑和消噪等处理操作，从而提高数据的准确性和完整性，降低数据中的噪声和波动，使得数据更加平滑和连续，提高数据的可靠性和精度。
13、此外，该系统还具有质量监测模块、问题划分模块、格式库管理模块和数据集划分模块等多个小模块，这些小模块的功能相互协作，可以对数据进行判定划分、问题类划分、格式转换和数据集划分等操作，从而提高整个系统的效率和准确性，提高重型卡车电控系统的运行稳定性和安全性，减少故障发生的概率，提高重型卡车的工作效率和经济效益，在使用本系统时驾驶员需要通过启动卡车，为中控平台提供足够的电力进行支撑，驾驶过程中诊断系统会通过中控平台将诊断信息反馈给驾驶员。
14、因此，该系统的数据预处理模块具有非常显著的有益效果，可以提高整个系统的性能和可靠性，提高数据的价值和利用效率，为重型卡车电控系统的故障诊断和维护提供了有力的支持。
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1.一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，包括用于采集重型卡车电控系统各种数据的数据采集模块、用于对采集到数据进行处理和分析的数据处理模块、用于向用户展示诊断结果和故障信息的用户界面模块以及用于管理采集到数据和诊断结果的数据库管理模块，所述数据采集模块包括用于采集重型卡车各个部件传感器数据的传感器模块、用于采集重型卡车各个控制器数据的控制器模块以及用于采集重型卡车与外部网络数据的网络通信模块，所述数据处理模块包括用于对采集到的原始数据进行清洗、去噪、滤波处理的数据预处理模块、用于从预处理后数据中提取出有用特征信息的特征提取模块以及用于根据提取出特征对电控系统进行故障诊断的故障诊断模块，所述用户界面模块包括用于将处理后数据以图表、曲线形式展示给用户的数据可视化模块、用于实现用户与系统之间交互的用户交互模块以及用于实现对重型卡车远程监控和管理的远程监控模块，所述数据库管理模块包括用于负责设计和创建数据库的创建设计模块、用于负责数据库的维护和管理的维护管理模块以及用于负责对数据库中的数据进行查询和分析的查询分析模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分
3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述控制器模块会根据传感器模块采集到的数据，判断车辆是否存在故障并根据故障类型提供相应的故障诊断报告，所述网络通信模块通过将控制器模块中处理和分析得到的数据传输到远程服务器或云端平台中进行存储和分析，且网络通信模块还接收远程服务器或云端平台中下发的指令，将指令传输到控制器模块中进行执行，所述数据预处理模块会对传输过来的原始数据进行清洗、去噪以及特征提取处理以便更好地为后续的模型训练和故障诊断提供准确的数据支持，所述特征提取模块从预处理后的数据中提取有用的特征以便于更好地区分不同的故障类型。
4.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述特征提取模块的性能直接影响系统的故障诊断准确性和效率，所述数据可视化模块通过将完成数据处理的数据以图表、图像形式进行可视化展示以便用户更加直观地理解和分析数据，所述用户交互模块需要向数据采集模块发出指令以控制数据采集的频率和数据类型参数，且数据采集模块所采集的数据也反过来影响用户交互模块的设计和优化。
5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述远程监控模块通过对数据采集模块、数据处理模块以及数据库管理模块之中的各个小模块进行监控使其能够第一时间将问题模块反馈给用户进行处理，所述创建设计模块需要根据数据处理模块的需求来定义数据库的表结构和字段，以确保数据处理模块正确地读取和处理数据库中的数据，所述数据库维护管理模块需要根据数据库创建设计模块提供的表结构和字段信息来进行数据库的维护和管理，所述查询分析模块帮助设计人员确定需要建立哪些表以及表之间的关系，以及选择合适的数据类型和索引。
6.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述数据清洗模块对原始数据进行去重、缺失值填充、异常值处理以及数据格式转换操作并将处理后的数据传输至数据采样模块中抽取一部分数据进行处理和分析，所述数据采样模块通过将完成处理的数据传输至数据平滑模块中对数据进行平滑处理，以去除数据中的噪声和波动，使得数据更加平滑和连续，所述数据消异模块则通过高通滤波器对完成数据平滑的数据进行消噪处理，去除数据中的噪声信号。
7.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述质量监测模块通过接收完成数据消异模块的数据进行判定划分并将数据分别传输至问题划分模块和数据转换模块进行处理，所述问题划分模块通过接收质量监测模块中不合格的问题数据进行问题类划分并将数据通过问题划分模块分别传输至各个模块中进行再次处理，所述数据转换模块通过将完成检测并合格的数据进行多样化数据格式转换以使得数据能够应用于更多的数据模块中。
【技术特征摘要】
1.一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，包括用于采集重型卡车电控系统各种数据的数据采集模块、用于对采集到数据进行处理和分析的数据处理模块、用于向用户展示诊断结果和故障信息的用户界面模块以及用于管理采集到数据和诊断结果的数据库管理模块，所述数据采集模块包括用于采集重型卡车各个部件传感器数据的传感器模块、用于采集重型卡车各个控制器数据的控制器模块以及用于采集重型卡车与外部网络数据的网络通信模块，所述数据处理模块包括用于对采集到的原始数据进行清洗、去噪、滤波处理的数据预处理模块、用于从预处理后数据中提取出有用特征信息的特征提取模块以及用于根据提取出特征对电控系统进行故障诊断的故障诊断模块，所述用户界面模块包括用于将处理后数据以图表、曲线形式展示给用户的数据可视化模块、用于实现用户与系统之间交互的用户交互模块以及用于实现对重型卡车远程监控和管理的远程监控模块，所述数据库管理模块包括用于负责设计和创建数据库的创建设计模块、用于负责数据库的维护和管理的维护管理模块以及用于负责对数据库中的数据进行查询和分析的查询分析模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述数据预处理模块包括用于负责去除采集到的数据中异常值、缺失值以及重复值的数据清洗模块、用于负责对采集到的原始数据进行采样的数据采样模块、用于对采样后的数据进行平滑处理的数据平滑模块、用于对采集到的数据进行归一化处理的数据消异模块、用于对完成处理数据进行数据质量检测的质量监测模块、用于对不合格数据进行问题划分返回原模块的问题划分模块、用于对采集到数据进行转换的数据转换模块、用于对转换完成数据进行存放管理的格式库管理模块、用于选择最具有区分性特征的特征选择模块以及用于将预处理后的数据划分为训练集、验证集和测试集的数据集划分模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的重型卡车电控故障诊断系统，其特征在于，所述控制器模块会根据传感器模块采集到的数据，判断车辆是否存在故障并根据故障类型提供相应的故障诊断报告，所述网络通信模块通过将控制器模块中处理和分析得到的数据传输到远程服务器或云端平台中进行存储和分析，且网络通信模块还接收远程服务器或云端平台中下发的指令，将指令传输到控制器模块中进行执行，所述数据预处理模块会对传输过来的原始数据进行清洗、去噪以及特征提取处理以便更好地为后续的模型训练和故障诊断提供准确的数据支持，所述特征提取模块从预处理后的数据中提取有用的特征以便于更好地区分不同的故障类型。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝晓锋，王旭晖，陈玉龙，黎勇，陈汉森，
申请(专利权)人：深圳丰汇汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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