Signal segmentation for operational regimes detection of heavy duty mining mobile machines - a statistical approach

In the paper an automatic procedure for diagnostic signals segmentation is proposed. The purpose of the procedures is to detect/identify part of the signal, that is related to stationary operation regime of machine. Detection and parameterization of such events might help to improve efficiency of machine usage, for example to minimize number of segments and their duration for machine operation under idle mode or overload mode. It is proposed to use a procedures that are based on statistical analysis to estimate the critical point of the division in a structural change in a time series. Two measures have been proposed for critical points detection: the first one is based on testing of empirical moment of order two for time subseries with length k, second one is related to analysis of second order moment moving along the signal. These techniques have been validated using simulations and then applied to real data acquired from on board monitoring system developed for mobile mining machines (loaders are considered here). Results of application are discussed in the paper.

W artykule przedstawiono procedury segmentacji sygnałów drganiowych. Cel opracowanych procedur jest związany z detekcją/identyfikacją fragmentów sygnału (segmentów) które związane są z różnymi trybami pracy maszyny jak na przykład bieg jałowy czy przeciążenie. Detekcja i parametryzacja tych segmentów pozwoli poprawić efektywność pracy tj. minimalizować czas pracy na biegu jałowym czy zapobiegać przyspieszonym procesom degradacji wynikającym z nieprawidłowego użytkowania maszyny. Zaproponowano dwie procedury bazujące na statystykach, które estymują punkt dzielący szereg czasowy na podprocesy o znaczących różnicach statystycznych. Pierwsza ze statystyk bazuje na badaniu zachowania empirycznego momentu rzędu 2 danej próby w oknie o długości k, druga jest analizą kroczącego drugiego momentu z próby. W pracy przedstawiono wyniki walidacji metody na sygnałach symulacyjnych oraz wyniki zastosowania procedur do sygnałów zarejestrowanych na górniczych maszynach samojezdnych pracujących w kopalni podziemnej.