CN108439116A - 一种电梯故障智能诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了一种电梯故障智能诊断系统及方法，包括：氧气含量传感器、温度传感器、湿度传感器、用户报警模块、后台故障检测模块和服务器，氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器分别与用户报警模块连接，用户报警模块和后台故障检测模块连接，后台故障检测模块和服务器连接。本发明采用基于故障树最小割集重要度的推理方法,进行电梯故障的诊断并输出应急处理方案及电机控制信号，从而完成故障的应急处理，并为维修工作提供电梯运行故障相关诊断数据。

Description

一种电梯故障智能诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及设备故障诊断技术领域，更具体的说是涉及一种电梯故障智能诊断系统及方法。

背景技术

随着城市建设的发展，人们生活水平的提高，以及各种高楼大厦的耸立，人们的生活与工作越来越依赖于垂直交通的提供。电梯作为一种特殊的交通工具，是人们出行必不可少的代步工具。电梯数量的迅猛增长，给人们的生活工作带来了前所未有的便利，但同时，其运行的安全性、可靠性是影响人们生活的直接因素。

近年来，电梯事故频发，且呈逐年上升趋势。同时，电梯事故中对被困人员的救援与电梯故障的维修缺乏专业性、准确性，往往耗时较长，使被困人员更加紧张焦虑，发生伤亡的几率上升，给人们的工作生活带来了不可忽视的危害，直接影响居民生活质量。

传统的电梯故障诊断和维修通常需要维修人员及时赶赴现场进行数据的采集分析，进而做出诊断结果进行维修。不成系统，不够智能，分析诊断误差较大，存在解决电梯事故耗时长、维修与救援专业性与应急处理不到位的问题。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种电梯故障智能诊断系统及方法，采用基于故障树最小割集重要度的推理方法,进行电梯故障的诊断并输出应急处理方案及电机控制信号，从而完成故障的应急处理，并为维修工作提供电梯运行故障相关诊断数据。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种电梯故障智能诊断系统，包括：氧气含量传感器、温度传感器、湿度传感器、用户报警模块、后台故障检测模块和服务器，氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器分别与用户报警模块连接，用户报警模块和后台故障检测模块连接，后台故障检测模块和服务器连接；所述氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器均安装在电梯轿厢内的，用于采集轿厢内的氧气含量和温湿度湿度环境数据，并将上述数据传送至用户报警模块；所述用户报警模块安装在电梯轿厢内，包括显示屏和报警按钮，用户报警模块用于接收异常的氧气含量和温湿度湿度环境数据，并通过显示屏向用户提供报警方法指导说明；报警按钮用于一键发送事故报警信号；所述后台故障检测模块与电梯总控制器连接，后台故障检测模块收到事故报警信号和异常环境数据后，通过电梯的总控制器获取故障电梯的基础数据，并将上述数据发送至服务器；所述服务器根据故障电梯的基础数据和异常环境数据进行诊断，得出应急处理方案和测试流程，通过后台故障检测模块向电梯总控制器发送应急处理方案，并将测试流程转发至救援及维修人员的数据终端上。

进一步，所述故障电梯的基础数据包括：电梯编号、电梯型号、电梯位置信息、电梯故障原因定位信息、监控录像和被困人员信息。

进一步，所述服务器上还连接有存储器，所述存储器用于存储故障电梯的基础数据、诊断数据和应急处理方案，存储器上运行NFS或iSCS系统。

进一步，所述服务器通过以太网交换机与后台故障检测模块网络连接。

进一步，所述服务器通过光纤交换机与后台故障检测模块网络连接。

进一步，所述服务器上安装有vmware、openstack、ics和xenserver之中的任一云计算虚拟化平台。

进一步，所述服务器上还连接有无线通信模块，服务器通过无线通信模块将测试流程发送至救援及维修人员的数据终端上。

一种基于所述电梯故障智能诊断系统的诊断方法，包括如下步骤：

步骤1：输入故障电梯的基础数据和异常环境数据，作为电梯的故障征兆；

步骤2：根据故障征兆自动寻找匹配的顶事件且生成顶事件故障树，并求出最小割集；

步骤3：按照重要度大的优先检测原则生成测试流程；

步骤4：维修人员按照测试流程顺序进行测试并找出故障源。

进一步，所述求出最小割集的过程包括如下步骤：设故障树有k个最小割集，由于电梯系统引起装备故障的各底事件之间主要是“或”的关系，故采用几个相容事件的概率公式计算顶事件的发生概率:

式中，T代表顶事件，P(T)代表顶事件的发生概率；K代表故障树最小割集中的基本事件，P(K_i)代表故障树最小割集中的第i基本事件的发生概率。当最小割集不可靠度很小的时候，顶事件发生的概率计算结果收敛很快，可以公式的首项作为近似解，故顶事件发生的概率可近似为

将所有最小割集Ki(i＝1，2，3，…，k)标以重要度I，有:

同一时刻有且仅有一个最小割集导致故障征兆发生，最小割集中各基本事件的发生是相互独立且不相容的，因此把最小割集中各基本事件故障概率的乘积与顶事件故障概率的比值即最小割集重要度作为最小割集的排序标准。

进一步，所述重要度大的优先检测原则包括：以电梯平均无故障时间MTBF的倒数，故障率λs为事件发生概率计算重要度；

这里λs是部件故障率，λi是组成部件的电器元件的平均故障率，MTBF(单位:h)。

对比现有技术，本发明有益效果在于：本发明提供了一种电梯故障智能诊断系统，电梯轿厢内安装用户报警模块，当用户在乘坐电梯期间，突发意外事故时，可以按照提示信息，开启报警按钮。该用户报警模块还可以实时查询电梯轿厢内的氧气含量和温湿度湿度环境数据指数。电梯报警按钮开启后，后台故障检测模块即可监测到出现故障电梯的基础数据，包括电梯编号、电梯型号、电梯所处位置、电梯故障原因定位、监控录像、被困人员现状等信息，并将上述信息传送至服务器，通过云平台大量的数据处理，快速准确定位到故障电梯。

当服务器定位到故障电梯后，迅速给电梯维修及救援专业人员发送故障电梯信息和测试流程，派遣专业救援团队第一时间赶赴事故现场实施救援。

在救援过程中，给被困人员拨打电梯内应急电话，并调取实时及历史监控录像，询问被困人员伤亡情况，指导被困人员在有限的时间内自救并保存体力，减少不必要的体力消耗；与此同时，联系就近的医护人员赶赴现场对被救人员进行伤口处理及专业的医疗救助。

同时，电梯应急处理可以在电梯出现故障后，自动启动应急处理方案，如失去控制时，即刻切断电源，保持电梯内照明等；在接收到电梯故障报警信号后，人为远程干预保持电梯暂时的平稳；保证应急照明；空气流通等。

本发明采用云平台基础即服务的特点，提高硬件利用率，并可以根据用户实际需求的变化动态调整容量，同时按照实际使用量按量付费，减少构建新基础设施、电能消耗、硬件维护以及人员培训产生的费用。结合云计算，为电梯故障定位提供充足的存储空间、高效的数据运算与处理速率，使电梯事故排查与救援更加快速、准确、有针对性，从而解决电梯事故中耗时长、维修与救援专业性与应急处理不到位的问题。

另外，服务器可以运行公知的电梯智能故障维修系统，可以准确记录电梯维保检修的时间、实施人员、维保电梯部件及状态、电梯目前健康状况、距离下次维保时间等多种信息；同时还可以自定义距离下次维保多长时间时给固定的维保单位发送通知，督促维保单位按时执行。存储器用于储存电梯故障及维保数据，可以为电梯健康状况评估提供可靠的参考意见，能够有效排除电梯安全隐患，为保证电梯安全提供保障。

本发明提供的一种电梯故障智能诊断方法，针对电梯运行过程中出现的常见故障建立故障树，将故障电梯的故障电梯的基础数据和异常环境数据输入后，通过下行法(Fussell法)求解最小割集，进而自动给出合理有效的测试流程，帮助用户快速准确的找到设备故障。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

附图1是本发明的系统结构图。

附图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出说明。

如图1所示的一种电梯故障智能诊断系统，包括：氧气含量传感器、温度传感器、湿度传感器、用户报警模块、后台故障检测模块和服务器，氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器分别与用户报警模块连接，用户报警模块和后台故障检测模块连接，后台故障检测模块通过以太网交换机或光纤交换机与服务器连接；所述氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器均安装在电梯轿厢内的，用于采集轿厢内的氧气含量和温湿度湿度环境数据，并将上述数据传送至用户报警模块；所述用户报警模块安装在电梯轿厢内，包括显示屏和报警按钮，用户报警模块用于接收异常的氧气含量和温湿度湿度环境数据，并通过显示屏向用户提供报警方法指导说明；报警按钮用于一键发送事故报警信号；所述后台故障检测模块与电梯总控制器连接，后台故障检测模块收到事故报警信号和异常环境数据后，通过电梯的总控制器获取故障电梯的基础数据，并将上述数据发送至服务器；所述服务器根据故障电梯的基础数据和异常环境数据进行诊断，得出应急处理方案和测试流程，通过后台故障检测模块向电梯总控制器发送应急处理方案，并通过服务器外置的无线通信模块将测试流程转发至救援及维修人员的数据终端上。所述服务器上还连接有用于存储故障电梯的基础数据、诊断数据和应急处理方案的存储器。

所述故障电梯的基础数据包括：电梯编号、电梯型号、电梯位置信息、电梯故障原因定位信息、监控录像和被困人员信息。所述存储器上运行NFS或iSCS系统。所述服务器上安装有vmware、openstack、ics和xenserver之中的任一云计算虚拟化平台。

如图2所示的一种电梯故障智能诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：输入故障电梯的基础数据和异常环境数据，作为电梯的故障征兆；

步骤2：根据故障征兆自动寻找匹配的顶事件且生成顶事件故障树，并求出最小割集；

步骤3：按照重要度大的优先检测原则生成测试流程；

步骤4：维修人员按照测试流程顺序进行测试并找出故障源。

步骤2中所述的求出最小割集的过程具体如下：设故障树有k个最小割集，由于电梯系统引起装备故障的各底事件之间主要是“或”的关系，故采用几个相容事件的概率公式计算顶事件的发生概率:

式中，T代表顶事件，P(T)代表顶事件的发生概率；K代表故障树最小割集中的基本事件，P(K_i)代表故障树最小割集中的第i基本事件的发生概率。当最小割集不可靠度很小的时候，顶事件发生的概率计算结果收敛很快，可以公式的首项作为近似解，故顶事件发生的概率可近似为：

将所有最小割集Ki(i＝1，2，3，…，k)标以重要度I，有:

同一时刻有且仅有一个最小割集导致故障征兆发生，最小割集中各基本事件的发生是相互独立且不相容的，因此把最小割集中各基本事件故障概率的乘积与顶事件故障概率的比值即最小割集重要度作为最小割集的排序标准。

步骤3中所述的重要度大的优先检测原则通过下列方法实现：

以电梯平均无故障时间MTBF的倒数，故障率λs为事件发生概率计算重要度；

这里λs是部件故障率，λi是组成部件的电器元件的平均故障率，MTBF(单位:h)。

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

Claims (10)

1.一种电梯故障智能诊断系统，其特征在于，包括：氧气含量传感器、温度传感器、湿度传感器、用户报警模块、后台故障检测模块和服务器，氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器分别与用户报警模块连接，用户报警模块和后台故障检测模块连接，后台故障检测模块和服务器连接；

所述氧气含量传感器、温度传感器和湿度传感器均安装在电梯轿厢内的，用于采集轿厢内的氧气含量和温湿度湿度环境数据，并将上述数据传送至用户报警模块；

所述用户报警模块安装在电梯轿厢内，包括显示屏和报警按钮，用户报警模块用于接收异常的氧气含量和温湿度湿度环境数据，并通过显示屏向用户提供报警方法指导说明；报警按钮用于一键发送事故报警信号；

所述后台故障检测模块与电梯总控制器连接，后台故障检测模块收到事故报警信号和异常环境数据后，通过电梯的总控制器获取故障电梯的基础数据，并将上述数据发送至服务器；

所述服务器根据故障电梯的基础数据和异常环境数据进行诊断，得出应急处理方案和测试流程，通过后台故障检测模块向电梯总控制器发送应急处理方案，并将测试流程转发至救援及维修人员的数据终端上。

2.根据权利要求1所述的电梯故障智能诊断系统，其特征在于，所述故障电梯的基础数据包括：电梯编号、电梯型号、电梯位置信息、电梯故障原因定位信息、监控录像和被困人员信息。

3.根据权利要求1所述的电梯故障智能诊断系统，其特征在于，所述服务器上还连接有存储器，所述存储器用于存储故障电梯的基础数据、诊断数据和应急处理方案，存储器上运行NFS或iSCS系统。

4.根据权利要求1所述的电梯故障智能诊断系统，其特征在于，所述服务器通过以太网交换机与后台故障检测模块网络连接。

5.根据权利要求1所述的电梯故障智能诊断系统，其特征在于，所述服务器通过光纤交换机与后台故障检测模块网络连接。

6.根据权利要求1所述的电梯故障智能诊断系统，其特征在于，所述服务器上安装有vmware、openstack、ics和xenserver之中的任一云计算虚拟化平台。

7.根据权利要求1所述的电梯故障智能诊断系统，其特征在于，所述服务器上还连接有无线通信模块，服务器通过无线通信模块将测试流程发送至救援及维修人员的数据终端上。

8.一种电梯故障智能诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：输入故障电梯的基础数据和异常环境数据，作为电梯的故障征兆；

步骤2：根据故障征兆自动寻找匹配的顶事件且生成顶事件故障树,并求出最小割集；

步骤3：按照重要度大的优先检测原则生成测试流程；

步骤4：维修人员按照测试流程顺序进行测试并找出故障源。

9.根据权利要求8所述的电梯故障智能诊断方法，其特征在于，所述求出最小割集包括如下步骤：

设故障树有k个最小割集，由于电梯系统引起装备故障的各底事件之间主要是“或”的关系，故采用几个相容事件的概率公式计算顶事件的发生概率:

式中，T代表顶事件，P(T)代表顶事件的发生概率；K代表故障树最小割集中的基本事件，P(K_i)代表故障树最小割集中的第i基本事件的发生概率；当最小割集不可靠度很小的时候，顶事件发生的概率计算结果收敛很快，可以公式的首项作为近似解，故顶事件发生的概率可近似为：

将所有最小割集Ki(i＝1，2，3，…，k)标以重要度I，有:

同一时刻有且仅有一个最小割集导致故障征兆发生，最小割集中各基本事件的发生是相互独立且不相容的，因此把最小割集中各基本事件故障概率的乘积与顶事件故障概率的比值即最小割集重要度作为最小割集的排序标准。

10.根据权利要求8所述的电梯故障智能诊断方法，其特征在于，所述重要度大的优先检测原则包括：

以电梯平均无故障时间MTBF的倒数，故障率λs为事件发生概率计算重要度；

这里λs是部件故障率，λi是组成部件的电器元件的平均故障率，MTBF(单位:h)。