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农业机械设备安全管理平台研究

2021-02-01 09:58 来源:农业机械论文 人参与在线咨询

[摘要]近年来,虽然我国农业生产有了一定的技术进展,但目前大量农业企业在智慧管理上意识淡薄,缺少对农业装置进行平台智慧监管,从而导致管理效率低且农业危险事故频发。基于此,本文在智能制造、工业互联网建设大背景下,对农业装置安全智慧管理平台进行设计,旨在通过智慧检测、安全管理等建立统一的工作流程,提高管理效率。

[关键词]农业;机械设备;智慧监管平台

现阶段,智慧农业已成为现代化农业进程中的重要组成部分,是农业现代化发展的必然趋势。党和国家高度重视“智慧农业”发展,多项政策文件中均提出要发展智慧农业及相关技术[1]。虽然目前我国各地区建立工业智慧监管平台较多,但少有地区对大型农业机械设备进行科学和数字化管理,大型农业机械设备一旦发生故障小则影响生产效率,重则造成安全事故,因此对于农业机械生产企业而言,了解生产设备流通状况具有重要意义。目前,我国农业装置安全管理过程中,主要集中在以下几个方面:一是大量农业企业智慧管理意识淡薄,缺少农业一体化平台进行智慧监管,导致管理效率低且农业安全事故频发;二是二维管理平台不够真实,无法真实客观反映农业设备客观现状;三是传统人工巡检,隐患和风险动态变化的状态掌握不及时,往往后知后行;四是发生安全事故时,对事故现场状况了解不清,现场应急响应与处理处置效率较低[2]。鉴于此,本文的主要研究目标包括2个方面:第一,基于大范围三维模型场景的基础上,利用云计算、物联网、大数据、宽带无线等信息化与通信新技术搭建农业设备智慧管理系统,实现实时监测数据接收和传输功能,并结合各类历史数据,进行大数据分析对有可能发生安全事故的设备进行重点防范;第二,模拟大型农业设备发生侧翻、碰撞、失控、自燃等安全事故,为驾驶和操作人员安全防护、附近居民撤离应急救援及消防人员制定火灾救援预案提供理论依据。

1农业设备安全智慧管理平台技术路线

本项目采用三维激光扫描或倾斜摄影测量技术获取大型农业设备三维模型,经专业的后处理软件对采集数据和影像数据进行处理并建模得到与实景1∶1的三维立体模型;采集传感器数据并与三维场景中的模型进行数据融合,实现传感器的数据查询并通过数据分析预警搭建交互式Web三维可视化平台,加载三维模型并融合传感信息;响应模块通过模拟火灾、水灾、侧翻以及操作人员操作不当观察机械设备变化,结合设备历史维修数据进行后期设备损害性预测(见图1)。

2农业设备安全智慧管理平台方案设计

2.1感知数据与预警方案设计。感知数据与预警,主要设置农业机械设备安全阈值,通过传感器监测进行设备预警。数据监测与预警任务可分为获取感知数据解析并入库、数据可视化、感知数据与网络三维场景融合、健康风险评估[3]。健康风险评估基于实时监测数据,三维场景中的感知数据与数据库中相应传感器的最新监测值有关。当传感器的监控值与阈值不符时,定位标记将出现在传感器模型的相应位置,使管理者能够及时采取相应的措施,警示信息以声光报警和短信形式传递给农机管理员(见图2)。

2.2系统框架设计。基于Web的交互式农机设备三维可视化平台:该平台的构建采用B/S(浏览器/服务器)架构,总体架构设计结构如图3所示,采用五层架构,分别是基础设施层、数据存储层、数据访问层、应用支持层、应用系统层。其中,基础设施层主要是包括光纤交换机、防火墙、服务器、操作系统和数据库等;数据存储层主要是包括维修数据、传感器数据和模型数据等;数据访问层主要包括空间数据访问引擎、垂直空间数据访问引擎和属性数据访问引擎;应用支撑层包括通用GIS功能、统计分析功能、三维场景构建功能和权限管理功能;应用系统层主要包括系统管理、维修信息管理、检测信息管理和感知数据管理[4]。

3结语

本文研究的农业装置安全智慧管理平台,响应了国家“智慧农业”安全建设的政策,结合了当下行业痛点乃至全国农业行业特点进行深入研究,对企业安全生产应用有较好的促进作用,对推动设备检验流程创新、增强检验智能化、增加企业市场竞争力有重要意义。

作者:马超 单位:池州学院大数据与人工智能学院

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