【摘 要】
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施工升降机作为高层建筑施工中主要的载人载货机械设备,其运行状态的健康状况直接决定了高层建筑施工的效率和安全性。随着物联网与“工业4.0”时代的到来,对施工升降机进行健康化、智能化管理的需求也日趋迫切。因此,面向分布在异地的各种类型施工升降机设计通用的远程监控系统,并进一步对监控平台采集到的数据进行深层次数据挖掘,通过建立行之有效的健康评价模型,评估设备的运行状态,给出设备维护、更新的科学性指导意见
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施工升降机作为高层建筑施工中主要的载人载货机械设备,其运行状态的健康状况直接决定了高层建筑施工的效率和安全性。随着物联网与“工业4.0”时代的到来,对施工升降机进行健康化、智能化管理的需求也日趋迫切。因此,面向分布在异地的各种类型施工升降机设计通用的远程监控系统,并进一步对监控平台采集到的数据进行深层次数据挖掘,通过建立行之有效的健康评价模型,评估设备的运行状态,给出设备维护、更新的科学性指导意见,对保证高层建筑安全性施工有着重要的理论和现实意义。本课题构建了一套科学完善的升降机健康评价指标体系;提出了一种基于改进遗传算法-反向传播神经网络的施工升降机健康评价模型;设计了兼容多种工业通信协议的跨平台远程监控系统,并基于该远程监控平台采集的数据,进行IGA-BPNN评价模型的训练和验证。本课题的研究内容如下:(1)构建基于多算法融合的施工升降机健康评价指标体系。从人-机-环境系统工程出发,选择了40个健康评价指标因素,基于ReliefF、Pearson与FAHP算法对各个指标进行量化分析,筛选出权重较大的12个健康评价指标作为IGA-BPNN模型的输入,并基于三角模糊数对升降机的健康等级进行划分。(2)构建基于IGA-BPNN的施工升降机健康评价模型。基于BPNN构建健康评价模型,分析粒子群算法(PSO)、狼群算法(WPA)、遗传算法(GA)对BP参数的寻优性能,选择优化效果最好的GA优化BPNN,并考虑GA算法在处理多峰值问题时易陷入局部最优的缺点,对其进行进一步优化,从而构建基于IGA-BPNN的施工升降机健康评价模型。通过实例分析,IGA-BPNN算法的收敛速度更快,健康等级预测正确率可以达到97%,高于GA-BPNN6个百分点。(3)设计多协议融合的跨平台信息传输系统。对可编程DTU进行开发设计,实现DTU与硬件设备及信息传输系统的正常通信,实现Modbus协议、Profibus协议、Profinet协议以及RS485总线协议与MQTT协议之间的转换,解决不同施工升降机控制硬件设备与远程监控系统之间的信息交互问题。(4)设计施工升降机远程监控平台。基于IOT技术设计施工升降机的远程监控平台,实现不同类型施工升降机控制系统和数据地址的运行数据实时采集、数据存储、信息追溯和健康评价预测分析等功能。
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