CN108529380B - 电梯安全预测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电梯安全预测方法和系统,该电梯安全预测系统通过在线实时采集电梯桥箱运行参数,根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值并存储,实时分析当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。本发明实现了在线分析和预测电梯安全隐患,以便提前采取紧急预防措施或报警相关责任人安排检修,实现电梯安全事故防患于未然,降低了电梯事故发生概率。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域,尤其涉及一种电梯安全预测方法及系统,更具体地说,涉及保障各种类别,如乘客电梯,载货电梯,医用电梯,住宅电梯,观光电梯等,以及各种运行速度,如低速,快速,高速,超高速的垂直电梯的安全预测方法及系统。
背景技术
电梯作为一种公共交通工具,最基础、最本质的功能便是将人员平稳安全地送达至目的楼层。但长期以来,我国因电梯事故而造成人员伤亡的情况屡有发生,电梯作为一种与大众生命安全密切相关的设备,其安全运行越来越受到社会的关注。
电梯在运行过程中,作为产品本身有很多安全保护开关和措施,但这些更多的是对电梯设备自身的保护,往往要在人员受伤或物损坏到一定程度时才采取安全保障动作。电梯安全要从问题的根源解决,“绝不能出事故才报警”。所谓的根源,是指降低电梯事故发生的概率,能够对电梯运行关键参数进行24小时监控、评估,准确判断事故将要发生之前的非正常数据,如:速度、加速度等,对即将发生的安全隐患提前预警。为了提供电梯物业、维保、厂家电梯的全生命周期的运行状态预测信息,为电梯安全运行提供保障、合理调配维保资源,提高产品质量,有必要提供一种电梯安全预测技术方案。
发明内容
基于此,有必要针对上述现有技术中的问题,提供一种预测电梯安全的方法和系统。
一种电梯安全预测方法,包括以下步骤:
S100、在线实时采集电梯桥箱运行参数;
S200、根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并存储;
S300、实时分析所述电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。
本发明提供的电梯安全预测方法中,所述步骤S100还包括:
S110、构建历史数据库,存储所述电梯桥箱运行参数,所述历史数据库接受在线数据查取。
本发明提供的电梯安全预测方法中,所述步骤S200,包括:
S210、构建特征值数据库,存储所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,所述特征值数据库接受在线数据查取。
本发明提供电梯安全预测方法中,所述步骤S300还包括预设安全值范围,包括:
S310、提取所述特征值数据存储单元的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,计算当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值的偏差值,判断比较所述偏差值与预设安全值范围,若所述偏差值在预设安全值范围内,执行步骤S320,若所述偏差值在预设安全值范围外,执行步骤S330。
S320、认定电梯运行功能行为正常,信息不做输出处理;
S330、标记异常信息,构建电梯安全预测数据库,所述电梯安全预测数据库包括安全隐患及预警信号,所述安全隐患包括卡层、冲顶、蹲底、下坠,所述预警信号包括紧急停车、警告报警、一般报警、异常统计;提取所述历史数据存储单元的电梯桥箱运行参数,结合所述异常信息和所述历史数据库的所述电梯桥箱运行参数进行统计分析,预测电梯安全隐患,并输出预警信号。
本发明提供的电梯安全预测方法中,所述步骤S300之后还包括:
S400、分发预警信号,并存储电梯安全异常结果信息。
一种电梯安全预测系统,包括采集模块、分析模块、预测模块;
所述采集模块,用于在线实时采集电梯桥箱运行参数;
所述分析模块,用于根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并存储;
所述预测模块,用于实时分析当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。
本发明提供的电梯安全预测系统,所述采集模块包括历史数据存储单元;所述历史数据存储单元用于存储所述电梯桥箱运行参数,所述历史数据存储单元接受在线数据查取;所述分析模块,包括特征值数据存储单元;所述特征值数据存储单元,用于存储所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,所述特征值数据存储单元接受在线数据查取。
本发明提供的电梯安全预测系统,所述预测模块包括数据比对单元和异常结果统计与分析单元:
所述数据比对单元,用于提取所述特征值数据存储单元的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,计算当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值的偏差值,判断比较所述偏差值与预设安全值范围,若所述偏差值在预设安全值范围内,则认定电梯运行功能行为正常,信息不做输出处理,若所述偏差值在预设安全值范围外,则标记异常信息,并输出所述异常信息;
所述异常结果统计与分析单元,用于接收所述异常信息,构建电梯安全预测数据库,所述电梯安全预测数据库包括安全隐患及预警信号,所述安全隐患包括卡层、冲顶、蹲底、下坠,所述预警信号包括紧急停车、警告报警、一般报警、异常统计;提取所述历史数据存储单元的电梯桥箱运行参数,结合所述异常信息和所述历史数据库的所述电梯桥箱运行参数进行统计分析,预测电梯安全隐患,并输出预警信号。
本发明提供的电梯安全预测系统,还包括信息发布模块;所述信息发布模块用于分发预警信号,并存储电梯安全异常结果信息。
本发明提供的电梯安全预测系统中,所述电梯桥箱运行参数包括电梯桥箱的速度和加速度信号。
上述公开的一种电梯安全预测方法及系统,通过采集电梯桥箱运行参数,如电梯桥箱的速度和加速度信号,获得电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,进而实时分析所述电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。本发明实现了在线分析和预测电梯安全隐患,提前采取紧急预防措施或报警相关责任人安排检修,实现电梯安全事故防患于未然,降低电梯事故发生概率。
附图说明
图1为本发明电梯安全预测方法的流程框图;
图2为本发明一实施例中电梯安全预测系统模块关系图;
图3为本发明一实施例中电梯桥箱安全运行时速度曲线图;
图4为本发明一实施例中电梯桥箱安全运行时加速度曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在一个实施例中,如图1所示,一种电梯安全预测方法,包括以下步骤:
S100、在线实时采集电梯桥箱运行参数。
具体地,24小时在线获取电梯桥箱运行参数,可采用加速度传感器、测距传感器、光电脉冲传感器或位移传感器等采集运行参数,运行参数包括速度和加速度信号。
在电梯安全预测方法中,步骤S100包括步骤S110。
S110、构建历史数据库,存储所述电梯桥箱运行参数,所述历史数据库接受在线数据查取。
具体地,构建历史数据库,将采集的电梯桥箱运行参数速度和加速度信号存储在历史数据库,储存方式为数据库结构,获取电梯全生命运行周期或较长运行生命周期的速度和加速度大数据,历史数据库提供数据导入、预处理和在线数据查取。
S200、根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并存储。
具体地,运用大数据处理方法对历史数据库中的电梯桥箱运行参数速度和加速度信号进行分析,提取电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值。
在电梯安全预测方法中,步骤S200包括步骤S210。
步骤S210、构建特征值数据库,存储所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,所述特征值数据库接受在线数据查取。
具体地,构建特征值数据库,存储大数据分析得到的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,储存方式为数据库结构,特征值数据库提供数据导入、预处理、统计分析、大数据处理和在线数据查取。
S300:实时分析所述电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。
具体地,接收在线实时采集电梯桥箱运行参数速度和加速度信号,并在线提取特征值数据库中的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,将当前电梯桥箱运行参数速度和加速度信号与电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值进行。
在电梯安全预测方法中,步骤S300包括步骤S310、步骤S320和步骤S330。
S310、提取所述特征值数据存储单元的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,计算所述电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值的偏差值,判断比较所述偏差值与预设安全值范围,若所述偏差值在预设安全值范围内,执行步骤S320,若所述偏差值在预设安全值范围外,执行步骤S330。
S320、认定电梯运行功能行为正常,信息不做输出处理。
S330、标记异常信息,构建电梯安全预测数据库,所述电梯安全预测数据库包括安全隐患及预警信号,所述安全隐患包括卡层、冲顶、蹲底、下坠,所述预警信号包括紧急停车、警告报警、一般报警、异常统计;提取所述历史数据存储单元的电梯桥箱运行参数,结合所述异常信息和所述历史数据库的所述电梯桥箱运行参数进行统计分析,预测电梯安全隐患,并输出预警信号。
在电梯安全预测方法中,所述步骤S300之后还包括:
S400、分发预警信号,并存储电梯安全异常结果信息。
具体地,根据预警信号,将预测信息发送给监控中心的工作人员,以便及时采取紧急停车、快速救援、积极组织检修等措施。此外,也会以微信、短信方式将预警信号发送至相关责任人,便于管理。最后,根据处理结果将电梯的异常结果信息进行记录,方便提供物业公司、维保单位、厂家及政府相关管理机构查询。
上述电梯安全预测方法分析采集的电梯运行特征参数,如速度和加速度大数据,获取电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,比较当前电梯运行特征参数与电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。本发明实现了在线分析电梯安全隐患并对异常情况进行预警提示,以便工作人员提前采取紧急预防措施或报警相关责任人安排检修,实现防患于未然,降低电梯安全事故发生的概率。
为了便于更好地理解上述电梯安全预测方法,下面结合具有上述方法功能的系统进行详细解释说明。
如图2所示,一种电梯安全预测系统,包括采集模块、分析模块、预测模块。
在电梯安全预测系统中,所述采集模块,用于在线实时采集电梯桥箱运行参数。
具体地,电梯桥箱运行参数包括电梯桥箱的速度和加速度。通过传感器加速度传感器、或测距传感器、或位移传感器、或光电脉冲传感器等24小时在线采集速度或加速度信号,在通过数据转换获得另一参数。例如,采用加速度传感器,则除直接得到加速度信号ɑ外,可通过积分得到速度信号v=∫a(t)dt。采用测距传感器,则v=(S2-S1)/T,ɑ=(V2-V1)/T。采用位移传感器,则v=d/T,ɑ=(V2-V1)/T;如果采用光电脉冲传感器,则v=D×f/T,ɑ=(V2-V1)/T。其中,v为电梯桥箱运行速度;ɑ为电梯桥箱位加速度;S1和S2为相对参考点距离;d为电梯桥箱位移值;f为脉冲数;D为脉冲当量或单脉冲位移。
进一步地,所述采集模块包括历史数据存储单元;所述历史数据存储单元用于存储所述电梯桥箱运行参数,所述历史数据存储单元接受在线数据查取。
具体地,历史数据存储单元为历史数据库,将采集的电梯桥箱运行参数速度和加速度信号存储在历史数据库,储存方式为数据库结构,获取电梯全生命运行周期或较长运行生命周期的速度和加速度大数据,历史数据库提供数据导入、预处理和在线数据查取。
在电梯安全预测系统中,所述分析模块,用于根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并存储。
具体地,运用大数据处理方法对历史数据库中的电梯桥箱运行参数速度和加速度信号进行分析,提取电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值。大数据处理方法具体为数据挖掘的过程,采用的典型算法有用于聚类的K-Means、用于统计学习的SVM和用于分类的Naive Bayes,主要使用的工具有Hadoop的Mahout等。上述大数据通过偏最小二乘法等类似算法构造,提取电梯桥箱速度和加速度的安全运行特征值和故障特征值,并绘制成曲线图。依据《电梯乘运质量测量》(GB/T 24474-2009),电梯的常用额定速度v的大小在0.63m/s到6m/s之间;加速度ɑ的大小在0.48m/s2到1.5m/s2之间。对具体某一品牌型号电梯来说,其运行速度和加速度是相对具体的数值或区间范围,因此通过采集电梯全生命运行周期或较长运行周期的速度和加速度大数据,运用大数据处理方法,即可获取速度和加速度安全运行特征曲线(图3和图4所示),图3和图4中t为时间,v为电梯桥箱运行速度,a为电梯桥箱位加速度。获得的电梯运行特征值为后续预测电梯安全功能行为提供依据。
进一步地,所述分析模块,包括特征值数据存储单元;所述特征值数据存储单元,用于存储所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,所述特征值数据存储单元接受在线数据查取。
具体地,特征值数据存储单元为特征值数据库,存储大数据分析得到的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,储存方式为数据库结构,特征值数据库提供数据导入、预处理、统计分析、大数据处理和在线数据查取。
在电梯安全预测系统中,所述预测模块,用于实时分析当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号。所述预测模块包括数据比对单元和异常结果统计与分析单元。
其中,所述数据比对单元,用于提取所述特征值数据存储单元的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,计算当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值的偏差值,判断比较所述偏差值与预设安全值范围,若所述偏差值在预设安全值范围内,则认定电梯运行功能行为正常,信息不做输出处理,若所述偏差值在预设安全值范围外,则标记异常信息,并输出所述异常信息。
其中,所述异常结果统计与分析单元,用于接收所述异常信息,构建电梯安全预测数据库,所述电梯安全预测数据库包括安全隐患及预警信号,所述安全隐患包括卡层、冲顶、蹲底、下坠,所述预警信号包括紧急停车、警告报警、一般报警、异常统计;提取所述历史数据存储单元的电梯桥箱运行参数,结合所述异常信息和所述历史数据库的所述电梯桥箱运行参数进行统计分析,预测电梯安全隐患,并输出预警信号。
具体地,异常结果统计与分析单元采用数据统计、回归分析、方差分析、聚类分析等数据深度处理方法,同时采用“ES专家系统”思想构建电梯安全分析预测数据库,结合当前异常结果和历史数据评估电梯是否存在卡层、冲顶、蹲底、下坠(钢丝绳断裂、或制动器失灵导致桥箱坠落)等安全隐患,根据安全隐患情况输出电梯安全级别,包括紧急停车、警告报警(或及时运维)、一般报警(或运维关注)、异常统计等。
在电梯安全预测系统中,还包括信息发布模块;所述信息发布模块用于分发预警信号,并存储电梯安全异常结果信息。
具体地,信息发布模块为信息发布平台,具有输出多样性的特点:⑴在监控中心软件平台上,监控中心的工作人员获知预警信号后,可以依据报警级别:紧急停车、警告报警(及时运维)、一般报警(运维关注)、异常统计等,采取紧急停车、快速救援、积极组织检修等措施。⑵监控中心软件平台会以微信、短信方式将告警信息发给相关责任人,以便管理。⑶监控中心软件平台最终会将电梯的异常结果信息进行记录,方便提供物业公司、维保单位、厂家及政府相关管理机构进行查询。
上述电梯安全预测系统,通过采集模块、分析模块、预测模块以及信息发布模块,获取电梯桥箱运行参数及电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并通过大数据分析处理,预测电梯桥箱存在的安全隐患,并发布预警信息,能够对电梯运行关键参数进行24小时监控、评估和预测,便于电梯安全监控管理人员根据预警信息采取紧急停车、快速救援、积极组织检修等措施,防患于未然,降低电梯事故发生的概率,提高电梯桥箱安全性。
虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但并不能因此理解为对发明范围的限制。应当指出的是,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明保护的范围。因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (4)
1.一种电梯安全预测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100、在线实时采集电梯桥箱运行参数,所述电梯桥箱运行参数包括电梯桥箱的速度和加速度信号;
S200、根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并存储;
S300、实时分析当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号;
所述步骤S100还包括:
S110、构建历史数据库,存储所述电梯桥箱运行参数,所述历史数据库接受在线数据查取;
所述步骤S200,包括:
S210、构建特征值数据库,存储所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,所述特征值数据库提供在线数据查取;
所述步骤S300还包括预设安全值范围,包括:
S310、提取特征值数据存储单元的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,计算当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值的偏差值,判断比较所述偏差值与预设安全值范围,若所述偏差值在预设安全值范围内,执行步骤S320,若所述偏差值在预设安全值范围外,执行步骤S330;
S320、认定电梯运行功能行为正常,信息不做输出处理;
S330、标记异常信息,构建电梯安全预测数据库,所述电梯安全预测数据库包括安全隐患及预警信号,所述安全隐患包括卡层、冲顶、蹲底、下坠,所述预警信号包括紧急停车、警告报警、一般报警、异常统计;提取历史数据存储单元的电梯桥箱运行参数,结合所述异常信息和所述历史数据库的所述电梯桥箱运行参数进行统计分析,预测电梯安全隐患,并输出预警信号。
2.根据权利要求1所述的电梯安全预测方法,其特征在于,所述步骤S300之后还包括:
S400、分发预警信号,并存储电梯安全异常结果信息。
3.一种电梯安全预测系统,其特征在于,包括采集模块、分析模块、预测模块;
所述采集模块,用于在线实时采集电梯桥箱运行参数,所述电梯桥箱运行参数包括电梯桥箱的速度和加速度信号;所述采集模块包括历史数据存储单元;
所述分析模块,用于根据所述电梯桥箱运行参数,获取所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,并存储,所述分析模块,包括特征值数据存储单元;
所述预测模块,用于实时分析当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,预测电梯安全隐患,并根据所述电梯安全隐患的预测结果输出预警信号;
所述预测模块包括数据比对单元和异常结果统计与分析单元;
所述数据比对单元,用于提取所述特征值数据存储单元的电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,计算当前电梯桥箱运行参数与所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值的偏差值,判断比较所述偏差值与预设安全值范围,若所述偏差值在预设安全值范围内,则认定电梯运行功能行为正常,信息不做输出处理,若所述偏差值在预设安全值范围外,则标记异常信息,并输出所述异常信息;
所述异常结果统计与分析单元,用于接收所述异常信息,构建电梯安全预测数据库,所述电梯安全预测数据库包括安全隐患及预警信号,所述安全隐患包括卡层、冲顶、蹲底、下坠,所述预警信号包括紧急停车、警告报警、一般报警、异常统计;提取所述历史数据存储单元的电梯桥箱运行参数,结合所述异常信息和所述电梯桥箱运行参数进行统计分析,预测电梯安全隐患,并输出预警信号;
所述历史数据存储单元用于存储所述电梯桥箱运行参数,所述历史数据存储单元接受在线数据查取;
所述特征值数据存储单元,用于存储所述电梯桥箱安全运行特征值和故障特征值,所述特征值数据存储单元接受在线数据查取。
4.根据权利要求3所述的电梯安全预测系统,其特征在于,还包括信息发布模块;
所述信息发布模块用于分发预警信号,并存储电梯安全异常结果信息。
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