运输安全记录仪数据分析方法

摘要

本发明涉及一种运输安全记录仪数据分析方法，其方法的步骤主要包括采集数据导入、采集数据的时域预处理，剔除数据野点，去除均值、低通滤波滤掉高频信号、计算加速度均方根、计算冲击持续时间、得出功率谱密度、得出冲击持续时间速度变化量～加速度峰值统计点散图及数据结果应用。本发明方法对采集的时域信号首先进行时域预处理，低通滤波处理，为采集数据的分析打下了基础，本发明方法全面分析运输过程中货物的动态状况，及时判断货物的受损情况，为提高物流管理水平的提高打下了基础。

主权项

一种运输安全记录仪数据分析方法，该方法运行的硬件系统包括安全记录仪及分析主机，安全记录仪通过USB端口将采集到的加速度数据传送给分析主机，其特征在于：分析主机对采集数据的分析方法步骤如下：⑴将安全记录仪数据线插入运行分析主机USB端口，将安全记录仪采集的数据导入分析主机；⑵采集数据的时域预处理，剔除数据野点，零均值处理；其中，所述采集数据的时域预处理，剔除数据野点，零均值处理的具体步骤是：①根据带限比较法，将安全记录仪加速度采集的数据依时间顺序设置采样值时间序列{x_i},i＝1,2,3,...,N，计算采样值时间序列的方均与均方差值：${S_i}^2=\overline{x_i^2}-{\overline{x_i}}^2;$②数据野点判断：如果，x_i‑kS_i＜x_i+1＜x_i+kS_i则x_i+1是正常点，否则，x_i+1为野点，对于判定为野点的数据将其从采集数据中剔除，系数k值在3至5之间取值；③零均值处理：均值即采集信号的直流干扰项，根据信号的均值估计，在进行统计量计算之前，将均值去除，设{x_i},i＝1,2,3,...,N，为加速度的采样值时间序列，记采样值均值为有:$\bar{x}=\frac{1}{N}\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}_i$零均值处理后的新信号序列为{u_i},i＝1,2,3,...,N，有且新信号序列均值为零，即$\bar{u}=0;$⑶低通滤波：采用巴特沃思低通滤波器滤除对货物损害极小的高频信号；⑷计算加速度均方根；⑸得出功率谱密度：运用周期图法得出振动加速度信号的功率谱密度；其中，所述运用周期图法得出振动加速度信号的功率谱密度为：①加窗处理：为抑制功率泄漏，采用汉宁窗对采集的加速度时域信号进行采样截断；②傅立叶变换：将加窗后的加速度信号进行傅立叶变换，得到幅值谱；③得出功率谱密度：将傅立叶变换后幅值谱中的每个幅值数据平方后除以频率变换量，既得出最终的功率谱密度结果；⑹计算冲击持续时间：取加速度信号冲击响应峰值的第一个5％‑20％信号所对应的时间为冲击计时的起点，取加速度信号冲击响应峰值的第二个5％‑20％信号所对应的时间为冲击计时的终点，计算出冲击持续时间；⑺得出冲击持续时间速度变化量～加速度峰值统计点散图：以冲击持续时间内速度变化量为横轴、冲击峰值即每个加速度信号的最大值为纵轴统计出点散图；⑻数据结果应用：包括加速度均方根分析、功率谱密度应用及冲击持续时间速度变化量～加速度峰值统计点散图的应用；其中，所述加速度均方根分析、功率谱密度应用及冲击持续时间速度变化量～加速度峰值统计点散图的应用为：①加速度均方根分析：通过加速度均方根数值的大小判断货物的损坏程度；②功率谱密度应用：将功率谱密度值输入实验室振动台的程序控制计算机，实现等效路试的实验室随机振动试验，达到准确模拟测试的目的；③冲击持续时间速度变化量～加速度峰值统计点散图的应用：对比冲击持续时间速度变化量～加速度峰值统计点散图与产品的破损边界曲线图，如果点散图中的统计点大量落在产品的破损边界曲线的破损区域内，那么产品就会受到损害，如果点散图中的统计点几乎落在产品的破损边界曲线的破损区域外，则产品状态良好。