CN103754718B - 电梯运行安全监测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯运行安全监测系统及其方法，所述系统包括：参数检测单元；用于获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j的第一获取单元；用于获知第i种故障状态对应的权重系数μ_i、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h的查询单元；用于通过风险指数模型F＝Σ[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F、以及利用公式S＝100-F得出安全指数S的计算单元；用于根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的第二获取单元；本发明监测结果与电梯的实际运行情况和环境因素息息相关，对电梯监管工作提供有效的支持，降低了电梯运行安全所带来的风险。

Description

电梯运行安全监测系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种电梯运行安全监测系统及其方法。

背景技术

电梯对于一个高层楼宇来说，是一个不可或缺的设备，也是一个利用率极高的公众运输工具，至2012年底，全国电梯拥有量超过240万部，且呈现高增长态势，现实情况是有20%以上的电梯使用期限超过10年，超过30%的在用电梯故障频繁，或存在重大故障隐患；国家质检总局有关专家表示，随着电梯数量的激增，设备的逐步老化，以及我国电梯大客流、高负荷运转等特殊使用情况，电梯事故发生率可能持续增长；政府监管部门面对数量庞大的在用电梯，面对良莠不齐的维保工作，要高质量的完成监管工作，若没有可靠高效的信息工具和手段是不现实的，故政府监管部门需要一个监管系统来辅助其完成监管任务。

现有技术中对电梯运行安全进行监测通常采用如下技术手段：以电梯设备本身的各部件为对象，进行实际的物理性能检测，用其结果与部件标准参数进行比对，从而评定电梯是否安全，这需要专用检测设备和专业人员，且需要大量的检测时间。对于庞大数量的电梯，该种技术手段实施困难，同时也脱离了电梯运行的实际情况和众多环境因素，根据国家标准，电梯每年由政府监管部门进行定时安全检测，这项工作使得检测人员面临繁重的工作量，检测质量不易保证，且采用每年一次的安全检测，不能做到日常监测，对运行过程中出现的异常和安全隐患不能及时发现，容易造成监管失效的结果；同时由于不能获取准确的电梯实际运行信息，政府监管部门只能普遍实施监管行为，对电梯安全性差的电梯不能进行有重点和有针对性的监管工作，监管工作效率不能达到有效保障。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制一种电梯运行安全监测系统及其方法。

本发明的技术手段如下：

一种电梯运行安全监测系统，包括：

用于检测电梯运行状态参数和运行环境参数的参数检测单元；

连接参数检测单元，用于根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常的第一判断单元；

连接参数检测单元和第一判断单元，用于存储电梯运行状态参数和运行环境参数、以及当电梯发生故障或异常时存储相应的故障状态和异常状态参数的存储单元；

计时单元；

用于判断计时单元的计时时间是否达到预设时间的第二判断单元；

连接存储单元和第二判断单元，用于当计时单元的计时时间达到预设时间时，结合存储的电梯故障状态和异常状态参数，获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j的第一获取单元，其中i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m；

用于存储不同故障状态分别对应的权重系数、不同异常状态分别对应的权重系数、以及不同环境参数分别对应的经验值的经验值数据库；

连接经验值数据库，用于查询经验值数据库获知第i种故障状态对应的权重系数μ_i、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h的查询单元，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数；

连接第一获取单元和查询单元，用于通过风险指数模型F＝Σ[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F、以及利用公式S＝100-F得出安全指数S的计算单元，其中F为风险指数、μ_i为第i种故障状态对应的权重系数、θ_j为第j种异常状态对应的权重系数、A_i为预设时间内第i种故障状态发生的次数、B_j为预设时间内第j种异常状态发生的次数、C_h为预设时间内第h种环境参数对应的经验值、i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数；

连接计算单元，用于根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的第二获取单元；

连接第二获取单元，用于显示电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的显示单元；

另外，还包括连接第一判断单元，用于根据第一判断单元输出的电梯发生故障或异常的判断结果，执行电梯故障报警或异常报警的报警单元；

进一步地，所述报警单元还连接第二获取单元，用于当电梯安全等级低于一定等级时进行报警提示；

进一步地，所述电梯运行安全监测系统基于B/S结构；所述模型建立单元、第一判断单元、存储单元、计时单元、第二判断单元、第一获取单元、查询单元、计算单元和第二获取单元集成在Web服务器上；所述参数检测单元与Web服务器相连接；所述经验值数据库和电梯安全评价表存储在数据库服务器上；所述显示单元集成在客户机上；

进一步地，所述Web服务器与客户机之间通过WIFI网络或3G网络进行通信。

一种电梯运行安全监测方法，包括如下步骤：

步骤1：检测电梯运行状态参数和运行环境参数并存储，同时开始计时，执行步骤2；

步骤2：根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常，是则执行步骤3，否则执行步骤4；

步骤3：执行电梯故障报警或异常报警，并存储相应的故障状态和异常状态参数，执行步骤4；

步骤4：判断计时时间是否达到预设时间，是则执行步骤5，否则返回步骤1；

步骤5：结合存储的电梯故障状态和异常状态参数，获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m，执行步骤6；

步骤6：查询经验值数据库获知第i种故障状态对应的权重系数_μi、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数，执行步骤7；

步骤7：通过风险指数模型F＝Σ[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F，其中F为风险指数、μ_i为第i种故障状态对应的权重系数、θ_j为第j种异常状态对应的权重系数、A_i为预设时间内第i种故障状态发生的次数、B_j为预设时间内第j种异常状态发生的次数、C_h为预设时间内第h种环境参数对应的经验值、i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数，执行步骤8；

步骤8：利用公式S＝100-F得出安全指数S，执行步骤9；

步骤9：根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息；

进一步地，在步骤9之后还具有如下步骤：

步骤10：显示电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息；

步骤11：当电梯安全等级低于一定等级时进行报警提示。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的电梯运行安全监测系统及其方法，利用检测的电梯运行状态参数和运行环境参数，获取电梯一定时间内不同故障状态以及不同异常状态分别发生的次数，并通过风险指数模型得出电梯风险指数，进而得到电梯安全指数，从而获知电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息，解决了现有技术的电梯运行安全监测手段采用每年一次的安全检测，不能做到日常监测，对运行过程中出现的异常和安全隐患不能及时发现，容易造成监管失效的问题，本发明能够根据电梯实际运行状态测算出综合性安全指数，不仅能对电梯运行情况进行实时检测，且监测结果与电梯的实际运行情况和环境因素息息相关，监测结果准确有效，能够对电梯安全性进行定量计算，对电梯监管工作提供有效的支持，降低了电梯运行安全所带来的风险；另外当电梯发生故障或异常时，以及电梯安全等级低于一定等级时，系统能够进行报警提示，保障了电梯安全运行，避免了电梯事故带来的人员伤害。

附图说明

图1是本发明所述系统的结构框图；

图2是本发明所述方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示的一种电梯运行安全监测系统，包括：用于检测电梯运行状态参数和运行环境参数的参数检测单元；连接参数检测单元，用于根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常的第一判断单元；连接参数检测单元和第一判断单元，用于存储电梯运行状态参数和运行环境参数、以及当电梯发生故障或异常时存储相应的故障状态和异常状态参数的存储单元；计时单元；用于判断计时单元的计时时间是否达到预设时间的第二判断单元；连接存储单元和第二判断单元，用于当计时单元的计时时间达到预设时间时，结合存储的电梯故障状态和异常状态参数，获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j的第一获取单元，其中i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m；用于存储不同故障状态分别对应的权重系数、不同异常状态分别对应的权重系数、以及不同环境参数分别对应的经验值的经验值数据库；连接经验值数据库，用于查询经验值数据库获知第i种故障状态对应的权重系数μ_i、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h的查询单元，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数；连接第一获取单元和查询单元，用于通过风险指数模型F＝Σ[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F、以及利用公式S＝100-F得出安全指数S的计算单元，其中F为风险指数、μ_i为第i种故障状态对应的权重系数、θ_j为第j种异常状态对应的权重系数、A_i为预设时间内第i种故障状态发生的次数、B_j为预设时间内第j种异常状态发生的次数、C_h为预设时间内第h种环境参数对应的经验值、i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数；连接计算单元，用于根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的第二获取单元；连接第二获取单元，用于显示电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的显示单元；另外，还包括连接第一判断单元，用于根据第一判断单元输出的电梯发生故障或异常的判断结果，执行电梯故障报警或异常报警的报警单元；进一步地，所述报警单元还连接第二获取单元，用于当电梯安全等级低于一定等级时进行报警提示；进一步地，所述电梯运行安全监测系统基于B/S结构；所述模型建立单元、第一判断单元、存储单元、计时单元、第二判断单元、第一获取单元、查询单元、计算单元和第二获取单元集成在Web服务器上；所述参数检测单元与Web服务器相连接；所述经验值数据库和电梯安全评价表存储在数据库服务器上；所述显示单元集成在客户机上；进一步地，所述Web服务器与客户机之间通过WIFI网络或3G网络进行通信。

如图2所示的一种电梯运行安全监测方法，包括如下步骤：

步骤1：检测电梯运行状态参数和运行环境参数并存储，同时开始计时，执行步骤2；

步骤2：根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常，是则执行步骤3，否则执行步骤4；

步骤3：执行电梯故障报警或异常报警，并存储相应的故障状态和异常状态参数，执行步骤4；

步骤4：判断计时时间是否达到预设时间，是则执行步骤5，否则返回步骤1；

步骤5：结合存储的电梯故障状态和异常状态参数，获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m，执行步骤6；

步骤6：查询经验值数据库获知第i种故障状态对应的权重系数μ_i、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数，执行步骤7；

步骤7：通过风险指数模型F＝Σ[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F，其中F为风险指数、μ_i为第i种故障状态对应的权重系数、θ_j为第j种异常状态对应的权重系数、A_i为预设时间内第i种故障状态发生的次数、B_j为预设时间内第j种异常状态发生的次数、C_h为预设时间内第h种环境参数对应的经验值、i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m、h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数，执行步骤8；

步骤8：利用公式S＝100-F得出安全指数S，执行步骤9；

步骤9：根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息；

进一步地，在步骤9之后还具有如下步骤：

步骤10：显示电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息；

步骤11：当电梯安全等级低于一定等级时进行报警提示。

影响电梯运行安全的因素很多，根据海恩法则，电梯实际运行状态和环境条件可以基本反映出其所处的安全状况；本发明通过风险指数模型，根据电梯实际运行状态测算出综合性安全指数，监测结果与电梯的实际运行情况和环境因素息息相关，监测结果准确有效，能够对电梯安全性进行定量计算，对电梯监管工作提供有效的支持，降低了电梯运行安全所带来的风险；另外当电梯发生故障或异常时，以及电梯安全等级低于一定等级时，系统能够进行报警提示，保障了电梯安全运行，避免了电梯事故带来的人员伤害；解决了现有技术的电梯运行安全监测手段采用每年一次的安全检测，不能做到日常监测，对运行过程中出现的异常和安全隐患不能及时发现，容易造成监管失效的问题。

电梯故障状态参数包括异常断电、困人、开门行梯、冲顶、蹲底、坠梯等故障对应的电梯运行状态参数，一般指出现电梯不能正常运行，或有严重的运行安全风险的问题发生，表1示出了一些不同故障类别对应的状态说明和参数检测项，例如“开门行梯”故障，即通过门开关感应器检测电梯厢门的开关状态，通过加速度传感器检测电梯行梯速度，若电梯厢门处于开启状态，且同时电梯行梯速度不为零，则确定发生了“开门行梯”故障。

表1.不同故障类别对应的状态说明和参数检测项。

电梯异常状态参数包括异常噪音、振动、非平层停梯、非人为重复开关门等异常对应的电梯运行状态参数，一般指电梯运行时出现的一些非正常现象，其持续或发展可能导致电梯出现严重问题或故障的发生，表2示出了一些不同异常类别对应的状态说明和参数检测项，例如“非平层停梯”异常，即通过激光测距传感器检测电梯停梯时的位置以及与地平面的高度差，若该高度差的绝对值超过30mm，则确定发生了“非平层停梯”异常。

表2.不同异常类别对应的状态说明和参数检测项。

电梯运行环境参数包括梯龄、使用频度、负载、维保工作状况、井道温度、湿度等，一般指对电梯部件质量和整体性能有间接作用或直接影响的行为和作用，表3示出了不同环境参数对应的状态说明和参数检测项。

表3.不同环境参数对应的状态说明和参数检测项。

本发明用于检测电梯运行状态参数和运行环境参数的参数检测单元包括多个安装在电梯井道和轿厢内的传感器和参数采集装置，如平层感应器、门开关感应器、上极限感应器、下极限感应器、噪声传感器、加速度传感器、激光测距传感器、温度传感器、湿度传感器、人体传感器、摄像头等；检测电梯运行状态参数和运行环境参数的同时开始计时，并当计时时间达到预设时间时，获取该预设时间内不同故障状态分别发生的次数、以及不同异常状态分别发生的次数，实际应用时，电梯运行参数监测是个连续过程，即检测电梯运行状态参数，根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常、并当电梯发生故障或异常时执行电梯故障报警或异常报警的过程是持续进行的，但电梯的运行安全评测过程是以一个预设时间段的电梯运行情况为依据，比如预设时间可以取值30天或90天；

表4示出了经验值数据库的实施例，其中不同故障状态分别对应有各自的权重系数、不同异常状态分别对应有各自的权重系数、各环境参数分别对应有各自的经验值，所述经验值由专家根据不同故障状态、异常状态和环境参数给出并存入经验值数据库中，其中μ_i的取值一般在2～10之间，θ_j的取值一般在0.1～1之间，C_h的取值一般在0.01～0.2之间；通过查询单元查询经验值数据库便能获知不同故障状态分别对应的权重系数μ_i、不同异常状态分别对应的权重系数θ_j、以及不同环境参数分别对应的经验值。

表4.经验值数据库的实施例。

表5示出了电梯安全评价表的实施例，其中不同安全指数S对应有相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息；当计算单元计算得出安全指数S之后，第二获取单元根据如表5所示的电梯安全评价表，便能获知安全指数S所对应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息，当电梯安全等级低于一定等级例如Ⅲ级时系统进行报警提示。

表5.电梯安全评价表的实施例。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电梯运行安全监测系统，其特征在于包括：

用于检测电梯运行状态参数和运行环境参数的参数检测单元；

连接参数检测单元，用于根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常的第一判断单元；

连接参数检测单元和第一判断单元，用于存储电梯运行状态参数和运行环境参数、以及当电梯发生故障或异常时存储相应的故障状态和异常状态参数的存储单元；

计时单元；

用于判断计时单元的计时时间是否达到预设时间的第二判断单元；

连接存储单元和第二判断单元，用于当计时单元的计时时间达到预设时间时，结合存储的电梯故障状态和异常状态参数，获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j的第一获取单元，其中i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m；

用于存储不同故障状态分别对应的权重系数、不同异常状态分别对应的权重系数、以及不同环境参数分别对应的经验值的经验值数据库；

连接经验值数据库，用于查询经验值数据库获知第i种故障状态对应的权重系数μ_i、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h的查询单元，h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数；

连接第一获取单元和查询单元，用于通过风险指数模型F＝∑[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F、以及利用公式S＝100-F得出安全指数S的计算单元，其中F为风险指数、μ_i为第i种故障状态对应的权重系数、θ_j为第j种异常状态对应的权重系数、A_i为预设时间内第i种故障状态发生的次数、B_j为预设时间内第j种异常状态发生的次数；

连接计算单元，用于根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的第二获取单元；

连接第二获取单元，用于显示电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息的显示单元。

2.根据权利要求1所述的一种电梯运行安全监测系统，其特征在于还包括连接第一判断单元，用于根据第一判断单元输出的电梯发生故障或异常的判断结果，执行电梯故障报警或异常报警的报警单元。

3.根据权利要求2所述的一种电梯运行安全监测系统，其特征在于所述报警单元还连接第二获取单元，用于当电梯安全等级低于一定等级时进行报警提示。

4.根据权利要求1所述的一种电梯运行安全监测系统，其特征在于所述电梯运行安全监测系统基于B/S结构；模型建立单元、第一判断单元、存储单元、计时单元、第二判断单元、第一获取单元、查询单元、计算单元和第二获取单元集成在Web服务器上；所述参数检测单元与Web服务器相连接；所述经验值数据库和电梯安全评价表存储在数据库服务器上；所述显示单元集成在客户机上。

5.根据权利要求4所述的一种电梯运行安全监测系统，其特征在于所述Web服务器与客户机之间通过WIFI网络或3G网络进行通信。

6.一种电梯运行安全监测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：检测电梯运行状态参数和运行环境参数并存储，同时开始计时，执行步骤2；

步骤2：根据所检测的电梯运行状态参数判断电梯是否发生故障或异常，是则执行步骤3，否则执行步骤4；

步骤3：执行电梯故障报警或异常报警，并存储相应的故障状态和异常状态参数，执行步骤4；

步骤4：判断计时时间是否达到预设时间，是则执行步骤5，否则返回步骤1；

步骤5：结合存储的电梯故障状态和异常状态参数，获取预设时间内第i种故障状态发生的次数A_i，以及预设时间内第j种异常状态发生的次数B_j，i为正整数且1≤i≤n、j为正整数且1≤j≤m，执行步骤6；

步骤6：查询经验值数据库获知第i种故障状态对应的权重系数μ_i、第j种异常状态对应的权重系数θ_j，以及第h种环境参数对应的经验值C_h，h为正整数且1≤h≤k、n为故障状态种类数、m为异常状态种类数、h为环境参数种类数，执行步骤7；

步骤7：通过风险指数模型F＝∑[(μ_iA_i+θ_jB_j)/C_h]计算出风险指数F，其中F为风险指数、μ_i为第i种故障状态对应的权重系数、θ_j为第j种异常状态对应的权重系数、A_i为预设时间内第i种故障状态发生的次数、B_j为预设时间内第j种异常状态发生的次数，执行步骤8；

步骤8：利用公式S＝100-F得出安全指数S，执行步骤9；

步骤9：根据电梯安全评价表和得出的安全指数S，获知相应的电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息。

7.根据权利要求6所述的一种电梯运行安全监测方法，其特征在于在步骤9之后还具有如下步骤：

步骤10：显示电梯安全等级、电梯安全状况信息和电梯管理建议信息；

步骤11：当电梯安全等级低于一定等级时进行报警提示。