Method and process model for pre-processing data from automated systems for monitoring the technical condition of combine harvesters

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Modern self-propelled agricultural machines are characterized by their technological sophistication, complexity and high cost. Ensuring reliability and serviceability of such machines is the key task of technical service. The development of technical service technologies allows collecting, processing and forecasting the technical condition of machines based on the data obtained in the process of machine operation. Data collection is performed by built-in control systems to diagnose and detect malfunctions in the work of machine units and assemblies. The aim of the research was to develop and approbate the method of preliminary data processing obtained with the automatic system of technical condition monitoring and sensors installed on combine harvesters ACROS and to formalize the developed algorithm for further automation of data preparation process for technical analysis. Data quality was assessed according to the following criteria: data volume, data types, number of attributes, presence and number of omissions, presence of duplicates, presence of anomalies, matching categories, normalization and consistency of values, possible homogeneity, and segmentation. The tools used were Python, R, Pandas, NumPy, Matplotlib libraries. The authors established that raw data from analytical systems of technical condition control of combine harvesters were not suitable for analyzing and predicting the technical condition of units and assemblies due to many missing values. The process model construction based on the developed method of data pre-processing may be considered as a concept of an information system, which allows automating the data preparation process of technical condition control systems of combine harvesters for machine processing. The presented method allowed the authors to obtain structured and informative data and correct filling of omissions and to eliminate outliers and errors. The proposed process model provides transparency, control and optimization of data handling processes, will allow excluding errors and contradictions in their further analysis, and will provide repeatability of actions in the future while processing similar datasets received from the systems of technical condition control of combine harvesters.

About the authors

Vitaly Mikhailovich Pomogaev

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Omsk State Agrarian University named after P.A.Stolypin"

Email: vm.pomogaev@omgau.org

Pavel Igorevich Revyakin

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Omsk State Agrarian University named after P.A.Stolypin"

Email: pi.revyakin@omgau.org

Anna Sergeevna Basakina

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Omsk State Agrarian University named after P.A.Stolypin"

Email: as.basakina@omgau.org

References

  1. Помогаев В. М. Мониторинг технического состояния сельскохозяйственных машин и качества выполнения технологических операций // Вестник Омского ГАУ. 2023. № 2 (50). С. 143—152.
  2. Lüttenberg H., Bartelheimer C., Beverungen D. Designing Predictive Maintenance for Agricultural Machines // Research papers. 2018. P. 153.
  3. Возможности использования данных электронных систем сельскохозяйственных машин для построения предсказательных моделей / В. М. Помогаев, Г. В. Редреев, П. И. Ревякин [и др.] // Вестник Омского ГАУ. 2022. № 2 (46). С. 153—166. doi: 10.48136/2222–0364_2022_2_153.
  4. Фомина Е. Е. Сравнительный анализ методов восстановления пропусков в социологических исследованиях // Российский экономический вестник. 2021. Т. 4, № 1. С. 34—40.
  5. Гусев Д. И. Алгоритм поиска ближайших соседей // Программные продукты и системы. 2012. № 3. С. 231—234.
  6. Богачев И. В. Эвристический подход к оптимизации структуры кадров телеметрических данных для задачи сжатия // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 8 (122). С. 1—6.
  7. Клевцов С. И. Пороговая оценка состояния технического объекта на основе сегментации и идентификации модели контролируемого параметра // Известия ЮФУ. Технические науки. 2023. № 3 (233). С. 201—211.
  8. Вакуленко А. В., Кудрявцев Н. Г. Визуализация данных с помощью Python и Java Script // Научный вестник Горно-Алтайского государственного университета: сб. ст. / Отв. ред. М. Г. Сухова. Горно-Алтайск: Горно-Алтайский гос. ун-т, 2023. № 17. С. 23—33.
  9. Ефремова А. Н., Полячкова М. А., Васильева Л. В. Средства визуализации данных в скриптах на языке Python // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. 2019. Т. 2. С. 62—67.
  10. Шамрик Д. Л. Базовые методы восстановления пропусков в массивах данных // Информационные технологии в науке и производстве: Материалы V Всерос. молодёж. научно-техн. конф., Омск, 25—26 апр. 2018 года. Омск: Омский гос. техн. ун-т, 2018. С. 73—83.
  11. Маковейчук Я. Т. Поиск, анализ и подготовка данных для применения методов машинного обучения // Дистанционные образовательные технологии: сб. тр. VIII Междунар. научно-практич. конф., Ялта, 19—21 сент. 2023 года. Симферополь: ООО «Издательство, Типография «Ариал», 2023. С. 218—222.
  12. Van der Aalst W. Data Science in Action // In: Process Mining. 2016. P. 3—23. doi: 10.1007/-978-3-662-49851-4_1.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Pomogaev V.M., Revyakin P.I., Basakina A.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».