孟慶玉

（永城職業(yè)學(xué)院 電子信息工程系，河南 永城 476600）

設(shè)備的安全運(yùn)行管理平臺是用以實現(xiàn)設(shè)備管理現(xiàn)代化的重要手段之一。平臺的構(gòu)建是將信息技術(shù)和現(xiàn)代化的管理技術(shù)相融合，應(yīng)將其應(yīng)用到企業(yè)設(shè)備的安全管理全生命周期的各個階段，通過對信息的集成、過程的優(yōu)化以及對資源的優(yōu)化，實現(xiàn)企業(yè)的物流、信息流、價值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行，做到人員、技術(shù)、管理三要素之間的緊密集成，以此來提升企業(yè)對設(shè)備管理的綜合能力，保障企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的平穩(wěn)，優(yōu)化企業(yè)的管理模式[1]?；诖髷?shù)據(jù)構(gòu)建冶金企業(yè)設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺輔助企業(yè)對設(shè)備安全運(yùn)行的管理，集成冶金企業(yè)設(shè)備的安全運(yùn)行管理信息，增強(qiáng)管理的互動性，提升企業(yè)的管理效率，并且將人力、財力、物力等各資源配置優(yōu)化，有效的降低用于設(shè)備管理的成本[2]。通過對冶金設(shè)備安全運(yùn)行管理過程的信息化管理，還可以提升企業(yè)采購的效率，提升企業(yè)綜合能力的計劃水平，更可以有效的將生產(chǎn)設(shè)備、人員及其它資源進(jìn)行合理的分配。

1 構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的冶金企業(yè)設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺

冶金企業(yè)中與設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)涉及范圍廣，并且數(shù)據(jù)信息彼此之間的關(guān)聯(lián)性復(fù)雜，例如每臺設(shè)備的購置信息、折舊費(fèi)用的計算、備件管理、維修費(fèi)用統(tǒng)計管理、維修時長統(tǒng)計等。在構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的冶金企業(yè)設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺后，可以對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的采集、分類、分析、統(tǒng)計和對比，以此實現(xiàn)將管理工作的繁雜程度大幅度降低[3]。維修人員利用構(gòu)建的平臺處理與設(shè)備運(yùn)行相關(guān)的各種數(shù)據(jù)信息，可以更加簡便的編寫各種運(yùn)行數(shù)據(jù)的報表，例如設(shè)備驗收報表、設(shè)備維護(hù)報表、設(shè)備維修報表、設(shè)備維修費(fèi)用統(tǒng)計報表等。通過設(shè)備安全運(yùn)行平臺的構(gòu)建可以及時的為管理部門提供各類報表和詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息，有利于管理部門及時的采取有效的措施，減小設(shè)備出現(xiàn)故障概率。

（1）建立冶金圖像集。對于冶金設(shè)備在生產(chǎn)現(xiàn)場的圖像收集是安全運(yùn)行管理能夠順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，圖1為建立圖像集的完整流程圖。

圖1 圖像信息采集建立流程圖

圖2 三維點云數(shù)據(jù)提取圖

為了讓拍攝到的視頻更加的清晰，方便管理人員的管理，對攝影機(jī)的光圈提出了更高的要求。在平臺搭建的過程中，在原有的攝影機(jī)上安裝更高品質(zhì)的能夠智能調(diào)節(jié)焦距的光圈，根據(jù)外界光線的變化情況，光圈可以進(jìn)行自主的調(diào)節(jié)，以此解決原有攝影機(jī)拍攝的畫面不清晰的問題[4]。

同時在攝影機(jī)中另外增加安裝一個半幀式診斷模塊，這種模塊能夠通過半幀式圖像收集的方法對圖像信號做到實時接收。該方法在收集圖像信息時主要分為兩部分，一部分是時間上的，一部分是空間上的。在時間上運(yùn)用區(qū)幀法能夠?qū)⒃O(shè)備在生產(chǎn)現(xiàn)場的工作情況成倍數(shù)的記錄，通常情況下，現(xiàn)場真實時間是攝影機(jī)記錄視頻的5倍，即現(xiàn)場真實時間經(jīng)過5秒，攝影機(jī)收錄的視頻市場為1秒。從空間上采用將主觀空間與可觀空間相融合的方法，在攝影機(jī)收錄時，空間傳感器將現(xiàn)場真實的場景中的信息集合收錄，并在空間傳感器的底部安裝圖像傳感器，通過傳感器的紫外線放射感受收錄視頻中各設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，并根據(jù)這些信息自動進(jìn)行描繪，搭建完整的設(shè)備傳感模型。

對于不同的生產(chǎn)設(shè)備采用不同的感應(yīng)圖像進(jìn)行標(biāo)記，構(gòu)建的三維情景模型看作是安全運(yùn)行管理平臺中初級的數(shù)據(jù)資料信息，該信息可以直接用作圖像集，利用相關(guān)壓縮軟件對其進(jìn)行壓縮處理，并將壓縮文件保存在管理平臺中的主圖像集中[5]。這樣既有利于管理人員在對設(shè)備運(yùn)行安全進(jìn)行檢測及時的查看錄像，避免事故的發(fā)生，又有利于管理人員對收錄視頻的整理，完善圖像集，為日后的圖像分析和代碼庫提供重要的參考依據(jù)。

（2）提取圖像集數(shù)據(jù)點。通過圖像信息采集建立的數(shù)據(jù)集很難直接進(jìn)行觀測，因此通過圖像信息采集到的數(shù)據(jù)信息需要基于大數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)集進(jìn)行三維點云數(shù)據(jù)提取處理，將特征點信息提取，圖2為三維點云數(shù)據(jù)提取圖。

在獲取到冶金設(shè)備頻域內(nèi)部的局部特征點信息后，利用數(shù)據(jù)傳輸工具將數(shù)據(jù)輸送到后臺的分析中樞當(dāng)中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。三維點云數(shù)據(jù)計算的核心在于，三維點云數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)聚類特征CF以及標(biāo)準(zhǔn)聚類特征樹可以通過輸入子簇的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行修改，以此完成對數(shù)據(jù)集進(jìn)行三維點云數(shù)據(jù)的聚類提取。

三維點云數(shù)據(jù)本身具有的聚類特征主要有三個元素，假設(shè)其中存在n個d 維點云數(shù)據(jù)在四維的規(guī)則空間中，{xi}表示為三維點云數(shù)據(jù)中所包含的簇特征數(shù)據(jù)信息，則三維點云數(shù)據(jù)聚類特征公式可表示為：

在公式（1）中，N 表示為三維點云數(shù)據(jù)簇中的信息量個數(shù)；表示為含有N 個簇的線性之和，即；SS 表示為N個三維點云數(shù)據(jù)簇的平方之和，即表示為聚類特征，由于CF 也會特征向量因此也可將其進(jìn)行疊加計算。

同時根據(jù)三維點云數(shù)據(jù)聚類特征的定義，信息簇的質(zhì)心xi以及提取到的有效路徑R 、提取到的有效距離D 之間存在下述關(guān)系公式：

在公式（2）中，n 表示為提取到信息的原始點；在公式（3）中，R表示為三維點云數(shù)據(jù)到信息簇質(zhì)心提取的有效路徑；在公式（4）中，D表示為聚類中成為三維點云數(shù)據(jù)提取的有效距離。

（3）實現(xiàn)設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺搭建。通過上文對設(shè)備運(yùn)行過程的監(jiān)控管理數(shù)據(jù)的提取，利用設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺即可完成對設(shè)備安全運(yùn)行的監(jiān)控和管理。將數(shù)據(jù)特征點通過數(shù)據(jù)傳輸工具傳遞到后臺的程序中，利用數(shù)據(jù)分析模塊對數(shù)據(jù)特征進(jìn)行計算及保留。數(shù)據(jù)分析模塊包含了一整套的專家知識庫以及一個后臺的管理程序。管理人員需要將獲取到的冶金設(shè)備運(yùn)行的影像數(shù)據(jù)先聚類到分析模塊當(dāng)中的后臺專家知識庫中，通過邏輯處理分析程序?qū)Λ@取到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的評估，以此完成對設(shè)備安全運(yùn)行的管理，從而實現(xiàn)管理的高精度監(jiān)測。

2 實驗驗證分析

為了驗證本文構(gòu)建的設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺的實用性，在外界因素相同的條件下，將其與傳統(tǒng)設(shè)備安全檢測的準(zhǔn)確報警速率進(jìn)行對比，將實驗過程中的數(shù)據(jù)信息記錄在表1中，以便對其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

表1 兩種方法對設(shè)備故障報警時間

在表1中對照組為傳統(tǒng)檢測設(shè)備運(yùn)行安全的方法，實驗組為本位構(gòu)建的平臺檢測方法，從表1中可以看出，實驗組的設(shè)備故障報警時間明顯低于對照組，因此說明本文構(gòu)建的平臺的設(shè)備安全運(yùn)行整體的檢測速率更高，更適用于對冶金企業(yè)的設(shè)備安全運(yùn)行管理。

3 結(jié)束語

設(shè)備安全運(yùn)行管理是冶金企業(yè)中科學(xué)管理的重要組成部分，近年來，很多冶金企業(yè)都在嘗試通過建立設(shè)備的安全運(yùn)行管理平臺，通過平臺的搭建將企業(yè)設(shè)備進(jìn)行更高效的管理，可以達(dá)到信息的響應(yīng)速度更快、交流范圍更廣、以及數(shù)據(jù)信息存儲更加明確的目的。通過平臺的搭建還可以降低企業(yè)整體的成本投入，增強(qiáng)冶金企業(yè)的市場競爭力，但由于每個冶金企業(yè)都有其獨特的管理模式，因此搭建設(shè)備安全運(yùn)行管理平臺要根據(jù)企業(yè)自身的特點以及設(shè)備在實際運(yùn)行時的狀態(tài)，掌握設(shè)備安全運(yùn)行的管理工作。