多源传感环境感知的工程机械周边危险源事故溯源管理方法

本发明涉及工业数据管理，特别是指多源传感环境感知的工程机械周边危险源事故溯源管理方法。

背景技术：

1、工业数据管理技术领域主要针对工业设备运行和现场作业过程中产生的信息进行连续记录与组织管理，其处理对象通常包括设备当前状态、周边环境变化以及人员和车辆的活动情况。

2、其中，传统多源传感环境感知的工程机械周边危险源事故溯源管理方法是指对工程机械作业区域中的危险对象及事故过程进行记录和查询的方法。该方法通常通过摄像装置记录现场画面，通过雷达测得目标距离与运动状态，通过定位装置记录机械和目标的位置，同时读取工程机械的运行参数。各类记录按照时间戳和事件标识进行关联，发生事故后再依据报警信息、操作记录和现场影像还原相关作业过程。

3、现有工程机械事故溯源依据现场画面，雷达检测结果，定位记录，机械运行参数和操作记录进行事后查询，各类数据由不同装置按照各自采集节奏形成并以时间戳或事件标识关联，危险对象在连续时刻中的身份对应关系缺少明确记录，环境变化与机械状态变化之间的先后联系需要人工比对，事故查询范围依赖报警时刻确定，当采集时间存在差异或危险对象持续移动时，相关记录容易出现对应关系不清，事故过程还原受到影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多源传感环境感知的工程机械周边危险源事故溯源管理方法，通过对所述多源环境感知数据与所述工程机械运行数据进行时间对齐，对相邻观测时刻中的危险源记录进行连续关联，并结合所述危险源对象与工程机械之间的相对距离变化以及所述工程机械运行数据确定事故关联事件和动态事故溯源时间范围，使分散记录的环境感知过程、机械运行过程和事故过程按照统一的时间关系、空间关系及动作关系形成可查询的事故溯源事件链。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种多源传感环境感知的工程机械周边危险源事故溯源管理方法，包括以下步骤：

3、获取包含采集时间的多源环境感知数据和工程机械运行数据；按照所述采集时间对所述多源环境感知数据与所述工程机械运行数据进行时间对齐，形成统一观测记录，并比较相邻所述统一观测记录中危险源的空间位置和运动状态，将满足空间连续条件和运动连续条件的危险源记录关联为危险源对象。

4、当所述危险源对象与工程机械的相对距离连续减小，且所述工程机械运行数据表明机械运行状态发生速度下降或者作业状态切换时，生成事故关联事件，并根据所述危险源对象首次进入关联范围的时刻、所述事故关联事件核心时刻和所述机械运行状态恢复稳定的时刻确定动态事故溯源时间范围；当所述危险源对象与所述工程机械的相对距离未连续减小，或者所述工程机械运行数据未表明所述机械运行状态发生速度下降或者作业状态切换时，继续形成所述统一观测记录。

5、基于所述动态事故溯源时间范围内的所述多源环境感知数据和所述工程机械运行数据，按照时间先后关系、空间接近关系和动作对应关系建立事故溯源事件链，并输出事故过程顺序及与所述事故过程顺序对应的原始数据索引。

6、进一步地，所述多源环境感知数据由设置于所述工程机械周边的传感装置按照对应采集周期生成，所述工程机械运行数据由工程机械状态接口按照对应采集周期读取。根据各所述采集周期中的最短采集周期确定观测周期，并按照所述观测周期划分连续观测时段，将所述采集时间落入同一所述连续观测时段的所述多源环境感知数据和所述工程机械运行数据写入同一所述统一观测记录。

7、进一步地，所述按照所述观测周期划分所述连续观测时段的过程还包括：以每一所述连续观测时段的起始时刻和终止时刻作为数据归属边界；当所述采集时间位于同一所述连续观测时段的所述起始时刻与所述终止时刻之间时，将对应的所述多源环境感知数据或所述工程机械运行数据写入同一所述统一观测记录；当所述采集时间超出当前所述连续观测时段的所述终止时刻时，将对应的所述多源环境感知数据或所述工程机械运行数据写入后一所述统一观测记录。

8、进一步地，所述将满足所述空间连续条件和所述运动连续条件的所述危险源记录关联为所述危险源对象的过程包括：按照所述采集时间的先后顺序选取相邻的所述统一观测记录，并比较相邻的所述统一观测记录中各危险源的空间位置；当两个所述危险源的空间位置变化量处于与对应采集时间间隔相匹配的移动范围内时，判定两个所述危险源记录满足所述空间连续条件，否则不建立两个所述危险源记录之间的关联关系。

9、在所述危险源记录满足所述空间连续条件后，比较所述危险源在相邻所述统一观测记录中的运动方向和运动速度；当所述运动方向的变化与所述空间位置的变化方向相对应，且所述运动速度变化保持连续时，判定所述危险源满足所述运动连续条件，并将对应的所述危险源记录关联为所述危险源对象，否则取消对应的所述关联关系。

10、进一步地，所述生成所述事故关联事件的过程包括：按照所述采集时间的先后顺序，依次取得所述危险源对象与所述工程机械在相邻所述统一观测记录中的相对距离；当后一所述统一观测记录中的所述相对距离小于前一所述统一观测记录中的所述相对距离时，保留对应的距离变化记录，当所述相对距离未减小时，清除在先保留的所述距离变化记录；当连续保留所述距离变化记录，且对应的所述工程机械运行数据表明所述机械运行状态发生速度下降或者作业状态切换时，将首次同时满足前述条件的所述统一观测记录的所述采集时间确定为所述事故关联事件核心时刻，并生成所述事故关联事件。

11、进一步地，所述确定所述动态事故溯源时间范围的过程包括：将所述危险源对象首次进入所述关联范围的时刻确定为起始边界，并将所述事故关联事件核心时刻作为事件标记时刻；自所述事件标记时刻起按照所述采集时间的先后顺序检查所述工程机械运行数据，当连续的所述统一观测记录表明所述机械运行状态不再发生速度下降且不再发生作业状态切换时，将首个满足前述条件的所述统一观测记录的所述采集时间确定为终止边界，并根据所述起始边界和所述终止边界形成所述动态事故溯源时间范围。

12、进一步地，所述建立所述事故溯源事件链的过程包括：按照所述采集时间对所述动态事故溯源时间范围内的所述多源环境感知数据和所述工程机械运行数据进行排序，形成连续排列的事件记录；比较相邻所述事件记录对应的所述危险源对象与所述工程机械之间的所述相对距离，并比较相邻所述事件记录对应的所述机械运行状态；当所述相对距离的变化与所述机械运行状态的变化在所述采集时间上连续时，按照所述动作对应关系连接相邻所述事件记录；当所述相对距离的变化与所述机械运行状态的变化在所述采集时间上不连续时，保留相邻所述事件记录的所述时间先后关系并停止建立所述动作对应关系，以形成所述事故溯源事件链。

13、进一步地，所述输出所述事故过程顺序及对应的所述原始数据索引的过程包括：按照所述事故溯源事件链中各所述事件记录的连接顺序生成所述事故过程顺序；将每一所述事件记录与形成所述事件记录的所述多源环境感知数据和所述工程机械运行数据对应的所述原始数据索引建立关联，并按照所述事故过程顺序输出所述原始数据索引。

14、进一步地，当所述相对距离的变化与所述机械运行状态的变化在所述采集时间上不连续时，确定相邻所述事件记录之间未形成所述事件记录的采集时间区间，并生成对应的缺失区间标记；将所述缺失区间标记按照所述采集时间插入相邻所述事件记录之间，并连接所述缺失区间标记前后的所述事件记录，以保持所述事故溯源事件链的时间顺序。

15、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

16、本发明按照采集时间对多源环境感知数据和工程机械运行数据进行时间对齐，使记录形成统一观测记录，并依据空间位置和运动状态建立危险源对象的连续关联关系。以相对距离连续减小及机械运行状态发生速度下降或者作业状态切换作为事故关联事件生成条件，依据危险源对象首次进入关联范围的时刻、事故关联事件核心时刻和机械运行状态恢复稳定的时刻确定动态事故溯源时间范围。按照时间先后关系、空间接近关系和动作对应关系建立事故溯源事件链，使事故过程顺序与原始数据索引形成对应关系。