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      大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備安全智慧管理平臺研究與設(shè)計

      2021-01-29 06:31:06
      鄉(xiāng)村科技 2020年36期
      關(guān)鍵詞:智慧傳感器農(nóng)業(yè)

      馬 超

      (池州學(xué)院大數(shù)據(jù)與人工智能學(xué)院,安徽 池州 247100)

      現(xiàn)階段,智慧農(nóng)業(yè)已成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)進(jìn)程中的重要組成部分,是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。黨和國家高度重視“智慧農(nóng)業(yè)”發(fā)展,多項(xiàng)政策文件中均提出要發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)及相關(guān)技術(shù)[1]。雖然目前我國各地區(qū)建立工業(yè)智慧監(jiān)管平臺較多,但少有地區(qū)對大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)和數(shù)字化管理,大型農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備一旦發(fā)生故障小則影響生產(chǎn)效率,重則造成安全事故,因此對于農(nóng)業(yè)機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)而言,了解生產(chǎn)設(shè)備流通狀況具有重要意義。目前,我國農(nóng)業(yè)裝置安全管理過程中,主要集中在以下幾個方面:一是大量農(nóng)業(yè)企業(yè)智慧管理意識淡薄,缺少農(nóng)業(yè)一體化平臺進(jìn)行智慧監(jiān)管,導(dǎo)致管理效率低且農(nóng)業(yè)安全事故頻發(fā);二是二維管理平臺不夠真實(shí),無法真實(shí)客觀反映農(nóng)業(yè)設(shè)備客觀現(xiàn)狀;三是傳統(tǒng)人工巡檢,隱患和風(fēng)險動態(tài)變化的狀態(tài)掌握不及時,往往后知后行;四是發(fā)生安全事故時,對事故現(xiàn)場狀況了解不清,現(xiàn)場應(yīng)急響應(yīng)與處理處置效率較低[2]。

      鑒于此,本文的主要研究目標(biāo)包括2 個方面:第一,基于大范圍三維模型場景的基礎(chǔ)上,利用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、寬帶無線等信息化與通信新技術(shù)搭建農(nóng)業(yè)設(shè)備智慧管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)接收和傳輸功能,并結(jié)合各類歷史數(shù)據(jù),進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析對有可能發(fā)生安全事故的設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)防范;第二,模擬大型農(nóng)業(yè)設(shè)備發(fā)生側(cè)翻、碰撞、失控、自燃等安全事故,為駕駛和操作人員安全防護(hù)、附近居民撤離應(yīng)急救援及消防人員制定火災(zāi)救援預(yù)案提供理論依據(jù)。

      1 農(nóng)業(yè)設(shè)備安全智慧管理平臺技術(shù)路線

      本項(xiàng)目采用三維激光掃描或傾斜攝影測量技術(shù)獲取大型農(nóng)業(yè)設(shè)備三維模型,經(jīng)專業(yè)的后處理軟件對采集數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并建模得到與實(shí)景1∶1的三維立體模型;采集傳感器數(shù)據(jù)并與三維場景中的模型進(jìn)行數(shù)據(jù)融合,實(shí)現(xiàn)傳感器的數(shù)據(jù)查詢并通過數(shù)據(jù)分析預(yù)警搭建交互式Web 三維可視化平臺,加載三維模型并融合傳感信息;響應(yīng)模塊通過模擬火災(zāi)、水災(zāi)、側(cè)翻以及操作人員操作不當(dāng)觀察機(jī)械設(shè)備變化,結(jié)合設(shè)備歷史維修數(shù)據(jù)進(jìn)行后期設(shè)備損害性預(yù)測(見圖1)。

      2 農(nóng)業(yè)設(shè)備安全智慧管理平臺方案設(shè)計

      2.1 感知數(shù)據(jù)與預(yù)警方案設(shè)計

      感知數(shù)據(jù)與預(yù)警,主要設(shè)置農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備安全閾值,通過傳感器監(jiān)測進(jìn)行設(shè)備預(yù)警。數(shù)據(jù)監(jiān)測與預(yù)警任務(wù)可分為獲取感知數(shù)據(jù)解析并入庫、數(shù)據(jù)可視化、感知數(shù)據(jù)與網(wǎng)絡(luò)三維場景融合、健康風(fēng)險評估[3]。健康風(fēng)險評估基于實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù),三維場景中的感知數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)傳感器的最新監(jiān)測值有關(guān)。當(dāng)傳感器的監(jiān)控值與閾值不符時,定位標(biāo)記將出現(xiàn)在傳感器模型的相應(yīng)位置,使管理者能夠及時采取相應(yīng)的措施,警示信息以聲光報警和短信形式傳遞給農(nóng)機(jī)管理員(見圖2)。

      2.2 系統(tǒng)框架設(shè)計

      基于Web 的交互式農(nóng)機(jī)設(shè)備三維可視化平臺:該平臺的構(gòu)建采用B/S(瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu),總體架構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖3 所示,采用五層架構(gòu),分別是基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)訪問層、應(yīng)用支持層、應(yīng)用系統(tǒng)層。其中,基礎(chǔ)設(shè)施層主要是包括光纖交換機(jī)、防火墻、服務(wù)器、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫等;數(shù)據(jù)存儲層主要是包括維修數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)等;數(shù)據(jù)訪問層主要包括空間數(shù)據(jù)訪問引擎、垂直空間數(shù)據(jù)訪問引擎和屬性數(shù)據(jù)訪問引擎;應(yīng)用支撐層包括通用GIS 功能、統(tǒng)計分析功能、三維場景構(gòu)建功能和權(quán)限管理功能;應(yīng)用系統(tǒng)層主要包括系統(tǒng)管理、維修信息管理、檢測信息管理和感知數(shù)據(jù)管理[4]。

      3 結(jié)語

      本文研究的農(nóng)業(yè)裝置安全智慧管理平臺,響應(yīng)了國家“智慧農(nóng)業(yè)”安全建設(shè)的政策,結(jié)合了當(dāng)下行業(yè)痛點(diǎn)乃至全國農(nóng)業(yè)行業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行深入研究,對企業(yè)安全生產(chǎn)應(yīng)用有較好的促進(jìn)作用,對推動設(shè)備檢驗(yàn)流程創(chuàng)新、增強(qiáng)檢驗(yàn)智能化、增加企業(yè)市場競爭力有重要意義。

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