基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控方法及系统与流程

本发明涉及无人闸机管控的领域，尤其是涉及一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控方法及系统。

背景技术：

1、数字孪生是指以实际采集数据为基础，将实体物理对象在虚拟空间中镜像复刻，达成虚实实时同步，从而实现设备的实时管控。

2、现有技术中，一般采用无人闸机内部搭载的电涡流传感器采集电磁数据识别硬币材质，并通过搭载的红外传感器采集红外数据检测硬币通道堵塞情况，当硬币材质出错时进行退币；堵塞情况出现异常的时候，通知工作人员进行处理。

3、当硬币进入硬币通道后会依次经过两个红外传感器，根据两个红外传感器识别到硬币的时间和硬币通道的长度计算硬币在硬币通道中的速度，当速度出现异常时，判断堵塞情况出现异常，堵塞情况的判断存在滞后性，进而导致设备故障排查的准确性下降。

技术实现思路

1、为了提升无人闸机故障识别的准确性，本发明提供一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控方法。

2、第一方面，本发明提供一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控方法，采用如下的技术方案：

3、一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控方法，包括：

4、步骤100：采集闸机数据；

5、步骤101：基于所述闸机数据确定电磁数据和红外数据；

6、步骤102：根据所述电磁数据确定电磁损坏，并按照红外数据确定红外损坏，所述电磁损坏是指电涡流传感器出现故障，所述红外损坏是指红外传感器出现故障；

7、步骤103：基于所述电磁损坏和红外损坏确定闸机损坏；

8、步骤104：当所述闸机损坏为是时，按照所述闸机损坏生成远程控制指令；

9、步骤105：当所述闸机损坏为否时，结合所述电磁数据和红外数据确定损坏概率；

10、步骤106：若所述损坏概率大于预设的概率阈值，响应于所述损坏概率生成巡检通知指令。

11、通过采用上述技术方案，通过闸机内置传感器采集闸机数据并实时判断闸机故障，出现故障时将闸机的控制方法切换至人工远程控制，闸机运行正常时，根据基础数据推测潜在故障风险并提醒巡检的工作人员，提高闸机故障检测的准确性。

12、可选的，还包括故障检测方法，所述故障检测方法包括：

13、步骤200：按照所述电磁数据确定硬币材质；

14、步骤201：根据所述硬币材质确定识别结果；

15、步骤202：当所述识别结果为假币时，根据所述闸机数据确定退币时间和投币时间；

16、步骤203：结合所述退币时间和投币时间确定时间间隔；

17、步骤204：若所述时间间隔小于预设的间隔阈值，响应于所述时间间隔生成重复投币提示。

18、通过采用上述技术方案，无人闸机识别假币并进行退币后，用户可能会进行重复投币，根据电磁数据确定识别结果，在识别结果为假币时，记录本次退币后到下次投币之间的时间间隔并判断用户是否进行重复投币，以方便后续进行故障检测。

19、可选的，所述故障检测方法还包括：

20、步骤205：若所述时间间隔小于预设的间隔阈值，响应于所述时间间隔从红外数据中调取位移速度，并基于所述位移速度确定退币材质；

21、步骤206：按照所述退币材质确定退币电磁；

22、步骤207：结合所述电磁数据和退币电磁确定退币系数，并响应于所述退币系数从闸机数据中调取历史系数；

23、步骤208：结合所述历史系数和退币系数确定系数差值；

24、步骤209：当所述系数差值大于预设的差值阈值时，响应于所述系数差值更新电磁损坏。

25、通过采用上述技术方案，当出现重复投币时根据硬币的位移速度确定硬币的材质，并确定理论的退币电磁，并结合实际的电磁数据确定退币系数，根据同一硬币在相同工况参数下的退币系数差异化特征判断闸机故障，提升闸机故障检测的准确性。

26、可选的，所述故障检测方法还包括：

27、步骤210：当所述系数差值不大于预设的差值阈值时，基于所述电磁数据确定波动幅度；

28、步骤211：根据所述波动幅度确定磨损体积；

29、步骤212：根据所述磨损体积确定影响系数；

30、步骤213：结合所述硬币材质和影响系数确定移动速度；

31、步骤214：结合所述移动速度和位移速度确定速度差值；

32、步骤215：当所述速度差值大于预设的速度阈值时，响应于所述速度差值更新红外损坏。

33、通过采用上述技术方案，闸机经过长期运行后，闸机内部的硬币通道会产生磨损，此时根据电磁数据波动情况确定硬币的振动幅度从而确定因为磨损产生的磨损体积，并结合磨损体积计算理论上硬币穿过硬币通道时的速度，最后将理论的速度和实际的速度进行比对并判断红外传感器是否出现故障，提升闸机故障检测的准确性。

34、可选的，所述移动速度的修正方法包括：

35、步骤216：当所述速度差值不大于预设的速度阈值时，响应于所述位移速度和磨损体积确定通道附着，并根据所述闸机数据确定硬币尺寸；

36、步骤217：结合所述位移速度和硬币材质确定硬币吸附；

37、步骤218：根据所述通道附着确定通道加速，按照所述硬币吸附确定硬币加速；

38、步骤219：结合所述通道加速和硬币加速确定速度增加；

39、步骤220：基于所述速度增加更新移动速度。

40、通过采用上述技术方案，硬币和硬币通道之间的摩擦会产生静电，导致磨损产生的微小颗粒附着到通道侧壁和硬币表面，进而影响硬币的通行，此时根据硬币通行的速度计算吸附到通道和硬币上的微小颗粒的体积，从而确定微小颗粒的体积对硬币通行的速度增加，减少因静电产生的误差，提升闸机故障判断数据的准确性。

41、可选的，所述移动速度的修正方法还包括：

42、步骤221：基于所述位移速度确定硬币动能；

43、步骤222：按照所述硬币动能确定初始速度；

44、步骤223：结合所述硬币吸附和初始速度确定抛撒吸附；

45、步骤224：基于所述硬币吸附和抛撒吸附确定抛后吸附，并根据所述硬币动能确定衰减动能；

46、步骤225：结合所述衰减动能和抛后吸附确定调整速度；

47、步骤226：根据所述调整速度更新移动速度。

48、通过采用上述技术方案，表面带有附着物的硬币在硬币通道内滚动的时候会将原先附着在硬币表面的微小颗粒向外抛撒，此时根据硬币材质确定初始的初始速度，并根据初始速度确定抛后吸附，并结合经过摩擦衰减的硬币动能确定硬币在通道内滚动的调整速度，减少因为硬币的滚动抛撒造成的误差，提升闸机故障判断数据的准确性。

49、可选的，所述故障检测方法还包括：

50、步骤227：当所述速度差值不大于预设的速度阈值时，根据所述硬币材质确定速度曲线；

51、步骤228：根据所述速度曲线和预设的电磁位置确定电磁速度，并根据所述电磁数据确定硬币频率和振动幅度；

52、步骤229：结合所述电磁速度、硬币频率和振动幅度确定振动系数；

53、步骤230：基于所述调整速度和振动系数确定基准波动曲线，并从所述红外数据中调取起点距离；

54、步骤231：结合所述基准波动曲线和起点距离确定起点波动曲线；

55、步骤232：基于所述起点波动曲线确定终点的理论距离，并响应于所述理论距离从红外数据中调取终点距离；

56、步骤233：结合所述理论距离和终点距离确定距离变化；

57、步骤234：根据所述距离变化更新闸机损坏。

58、通过采用上述技术方案，闸机长时间使用后，硬币通道会出现不同情况的磨损，此时根据硬币材质确定电磁传感器位置上硬币的电磁速度，从而确定同一硬币在相同工况下电磁速度、硬币频率和振动幅度的关系，并预测硬币在终点位置上的振动情况，最终结合实际确定距离变化，通过硬币的轨迹变化判断硬币通道的磨损情况，提升闸机故障判断数据的准确性。

59、可选的，所述故障检测方法还包括：

60、步骤235：根据所述距离变化确定变化差距；

61、步骤236：根据所述速度曲线和变化差距确定电磁速率曲线；

62、步骤237：基于所述电磁速率曲线和位移速度确定红外速度曲线；

63、步骤238：结合所述红外速度曲线确定磨损曲线；

64、步骤239：按照所述磨损曲线确定槽宽曲线；

65、步骤240：根据所述槽宽曲线确定异常区域；

66、步骤241：根据所述异常区域显示损坏定位。

67、通过采用上述技术方案，硬币通道的磨损在不断累积的过程中可能损坏，当变化差距较大时，根据硬币材质和位移速度确定硬币通道的磨损曲线，并根据磨损曲线确定槽宽曲线，定位损坏在通道截面位置上的范围，提升闸机故障判断数据的准确性。

68、可选的，所述移动速度的修正方法还包括：

69、步骤242：当所述速度差值不大于预设的速度阈值时，根据所述起点波动曲线确定峰值数值和谷值数值；

70、步骤243：结合所述峰值数值和谷值数值确定硬币振幅；

71、步骤244：基于所述硬币振幅确定侧壁偏磨；

72、步骤245：根据所述侧壁偏磨确定偏磨角度；

73、步骤246：基于所述偏磨角度和硬币尺寸确定凹槽范围；

74、步骤247：按照所述凹槽范围确定偏磨系数，并响应于所述凹槽范围更新异常区域；

75、步骤248：按照所述偏磨系数更新移动速度。

76、通过采用上述技术方案，闸机长期使用后，内部的硬币通道容易出现偏磨的情况，此时结合波动幅度的峰值和谷值的数据确定通道的具体偏磨体积，并结合硬币尺寸确定偏磨凹槽的位置和尺寸，进而确定偏磨凹槽对硬币通行速度的影响，减少通道的结构性磨损导致的数据偏差，提升闸机故障判断数据的准确性。

77、第二方面，本技术提供一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控系统，采用如下的技术方案：

78、一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控系统，包括：

79、采集模块，用于采集闸机数据；

80、存储器，用于存储上述任一种基于数字孪生的无人闸机硬币回收故障管控方法的程序；

81、处理器，存储器中的程序能够被处理器加载执行。

82、通过采用上述技术方案，通过闸机内置传感器采集闸机数据并实时判断闸机故障，出现故障时将闸机的控制方法切换至人工远程控制，闸机运行正常时，根据基础数据推测潜在故障风险并提醒巡检的工作人员，提高闸机故障检测的准确性。

83、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

84、通过闸机内置传感器采集闸机数据并实时判断闸机故障，出现故障时将闸机的控制方法切换至人工远程控制，闸机运行正常时，根据基础数据推测潜在故障风险并提醒巡检的工作人员，提高闸机故障检测的准确性；

85、无人闸机识别假币并进行退币后，用户可能会进行重复投币，根据电磁数据确定识别结果，在识别结果为假币时，记录本次退币后到下次投币之间的时间间隔并判断用户是否进行重复投币，以方便后续进行故障检测。

86、当出现重复投币时根据硬币的位移速度确定硬币的材质，并确定理论的退币电磁，并结合实际的电磁数据确定退币系数，根据同一硬币在相同工况参数下的退币系数差异化特征判断闸机故障，提升闸机故障检测的准确性。