CN111115394A

CN111115394A - 用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统

Info

Publication number: CN111115394A
Application number: CN201811277170.9A
Authority: CN
Inventors: 袁圆; 丁金磊; 蔡星; 张凯
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-05-08

Abstract

本发明公开了用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统。所述数字化管控系统包括：数字孪生模型，其被设置成电梯系统的数字化仿真模型；数据处理平台，其与所述电梯系统和所述数字孪生模型相连，用于处理与所述电梯系统和/或所述数字孪生模型相关联的数据，以便根据从所述数字孪生模型进行仿真得到的数据信息来管控所述电梯系统。应用本发明可高效、准确且智能化地实现多种远程服务，显著提高电梯系统的管控水平和服务效率，降低现场人工成本，并保证电梯具有良好的运行状态和可靠的安全性能。

Description

用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统。

背景技术

电梯已经在现代社会中获得了相当广泛的应用，它们能够为人们的日常工作和生活带来极大的便利。虽然随着科技的快速发展，在目前的各类电梯产品中已经应用了众多的先进技术，但是对于电梯的运行管理服务来讲，仍然需要依靠传统的监管控制方式。例如，当位于建筑物的电梯发生了故障时，物业管理者就必须停止电梯，然后致电电梯服务公司并等待工程技术人员到达现场，依赖于他们的经验来发现并排除电梯故障。如此，不仅费时费力、成本高，而且故障处理不及时，并且有可能带来例如影响乘客的良好使用体验、降低对电梯产品的信任度、损害电梯业主利益等诸多问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述这些问题和其他方面的问题中的一个或多个。

首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种用于电梯系统的数字化管控系统，其包括：

数字孪生模型，其被设置成电梯系统的数字化仿真模型；以及

数据处理平台，其与所述电梯系统和所述数字孪生模型相连，用于处理与所述电梯系统和/或所述数字孪生模型相关联的数据，以便根据从所述数字孪生模型进行仿真得到的数据信息来管控所述电梯系统。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述数据处理平台被设置成与至少一个监控端相连，并且与至少一个用户端相连，所述用户端包括移动终端。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述数据处理平台包括：

服务器，其用于处理所述数据；

监控模块，其与所述电梯系统和所述服务器相连，用于监控所述电梯系统的至少一个运行数据并将其传送至所述服务器；以及

功能模块，其与所述服务器相连，用于通过所述服务器将所述运行数据输入所述数字孪生模型和/或所述电梯系统，以使用所述数字孪生模型进行仿真得到的数据信息来管控所述电梯系统的至少一个运行参数。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述功能模块包括：

调试单元，其用于将所述运行数据通过所述服务器输入所述数字孪生模型中进行仿真调试，以获得所期望的所述运行参数；

诊断单元，其用于对运行中的所述数字孪生模型进行诊断，以获得所述数字孪生模型中与其预设值相比已超出设定范围的运行参数；和/或

预测性维护单元，其用于根据从所述数字孪生模型进行仿真得到的数据信息来对所述运行参数提供预测性分析数据。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述监控模块包括一个或多个传感器。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述处理所述数据包括数据存储操作、数据查询操作、数据分析操作。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述数据处理平台设置在电梯系统本地或者云端。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统中，可选地，所述电梯系统包括扶手电梯、升降电梯。

另外，根据本发明的第二方面，还提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括如以上任一项所述的用于电梯系统的数字化管控系统。

此外，根据本发明的第三方面，还提供了一种用于电梯系统的数字化管控方法，其包括步骤：

对电梯系统进行数字化仿真以获得数字孪生模型；以及

通过数据处理平台将所述电梯系统与所述数字孪生模型相连，并使用所述数据处理平台来处理与所述电梯系统和/或所述数字孪生模型相关联的数据，以便根据从所述数字孪生模型进行仿真得到的数据信息来管控所述电梯系统。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，还包括步骤：将所述数据处理平台与至少一个监控端相连，并且将所述数据处理平台与至少一个用户端相连，所述用户端包括移动终端。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，所述数据处理平台包括：

服务器，其用于处理所述数据；

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，所述功能模块包括：

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，所述监控模块包括一个或多个传感器。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，所述处理所述数据包括存储操作、查询操作、分析操作。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，所述数据处理平台设置在电梯系统本地或者云端。

在根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法中，可选地，所述电梯系统包括扶手电梯、升降电梯。

从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，采用本发明技术方案与现有技术相比将具有明显的技术优势，其可通过数字孪生模型来仿真电梯的运行，从而能够高效、准确地诊断分析出电梯故障原因并对其进行管控操作来加以解决，通过提供例如调试、故障诊断和预测性维护等多种远程服务，可以显著提高电梯系统的管理控制水平和服务效率，降低电梯运维成本，并且有助于提升乘客的使用体验，保证电梯具有良好的运行状态和可靠的安全性能。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统实施例的组成示意图。

图2是一个根据本发明的用于电梯系统的数字化管控方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来说明根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统的组成、步骤、特点和优点等，然而所有的描述不应用于对本发明形成任何限制。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例是在本文的记载范围之内。在本文中，技术用语“…端”、“…模块”、“…单元”等包括了允许通过硬件、软件或者它们的组合来实施的元器件、装置或设备。

在图1中示意性地显示出了一个根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统实施例。请参阅图1，在这个数字化管控系统示例中，它采用了完全不同于传统的电梯管理系统的全新架构，其中包括了数字孪生（Digital Twin）模型2和数据处理平台3。

首先，对于数字孪生模型2来讲，它是可以通过使用计算机技术进行虚拟化处理得到的仿真模型，即针对真实存在的电梯系统（例如，在图1中示例性展示出的扶手电梯1a、升降电梯1b等），可以使用例如现有技术中提供的众多建模工具来构建出相对应的数字化模型。此类数字孪生模型2的构建是对现实电梯系统的数字化表示，并且可根据现实电梯系统来进行校准和修改，以便使其与真实的电梯系统完全对应。数字孪生模型2可以在例如工作站计算机、工控机等各种适宜的装置或设备上运行，可利用其来对电梯系统进行例如远程问题诊断、系统调试、预测性维护等管控操作，随后将会对这些内容进行详细说明。

在图1中还示出了与数字孪生模型2相连的数据处理平台3，可以将该数据处理平台3设置在电梯系统本地或者云端，用于处理与电梯系统（如扶手电梯1a、升降电梯1b等）和/或数字孪生模型2相关联的各种数据（如电梯的各种运行参数、电梯的各种操控命令等），然后可以根据从数字孪生模型2进行仿真得到的数据信息来对电梯系统进行管控操作。

由于数字孪生模型2是与现实电梯系统相对应的数字化模型，它能够对现实电梯系统的工作运行状态进行虚拟化仿真，并且具有运行高效、仿真结果输出迅速、使用成本低等众多优点，因此数据处理平台3可以借助于该数字孪生模型2来更加高效、准确且低成本地实现对例如电梯系统中的扶手电梯1a、升降电梯1b等的各种管控操作，这将极大地提高电梯的服务效率和管控可靠性，并且降低电梯运维成本。

具体来讲，在所给出图1示例中，数据处理平台3可以包括服务器4、监控模块5和功能模块6。其中，服务器4是用来进行各种数据处理，这样的数据处理可以包括但不限于例如进行数据存储操作、数据查询操作、数据分析操作等。在可选情形下，服务器4可直接配置有数据库用于进行数据存储。

对于监控模块5来讲，它是与服务器4和电梯系统相连，用来对电梯系统中的一个或多个运行数据（例如电梯门的开门速度、开门加速度、关门速度、关门加速度、电梯门电机的电流、电梯门电机的扭矩电梯、抱闸开关信号、电机绕组温度信号、轿厢绳头负载状态信号、电梯绳索状态信号等）进行监控，并且将监控得到的数据传送给服务器4。

作为举例说明，监控模块5可以包括一个或多个传感器，此类传感器包括但不限于：运动状态传感器（例如用于检测轿厢的加速度传感器、速度传感器，用于检测轿厢顶部或底部的风速传感器、风向传感器，用于检测电梯电源线的电力传感器等）、负载传感器（例如用于检测轿厢牵引索的张力传感器等）、成像传感器（例如红外成像传感器、深度图像传感器等）。

对于功能模块6来讲，它与服务器4相连并且通过其将电梯运行数据输入到数字孪生模型2和/或电梯系统，以便可使用借助于数字孪生模型2经过仿真运行得到的数据信息来对现实电梯系统的一个或多个运行参数进行管控操作。也就是说，上述功能模块6是与可用来对现实电梯系统进行管控的多种功能相对应的，这样的功能可包括但不限于例如故障诊断、系统调试、预测性维护等。

作为举例说明，如图1中所示，可在功能模块6中设置诊断单元61。通过提供该诊断单元61，可以用来对运行中的数字孪生模型2进行诊断，从而诊断发现在数字孪生模型2运行中出现异常的运行参数，例如与其预设值相比已经超出了设定范围（关于某个运行参数的预设值、设定范围的具体设置，这是可以根据实际应用情况来进行灵活设定和调整的）。由于数字孪生模型2是与现实电梯系统相对应的数字化模型，如果在该数字孪生模型2的虚拟运行中发现了上述异常运行参数的话，那么意味着在现实电梯系统中很可能也已经出现了该问题。

例如，当电梯系统中的升降电梯1b的某一个电梯门的速度偏离了其预设值（即正常值）时，监控模块5会将监测到的数据传送给数据处理平台3中的服务器4，后者会将其传送到数字孪生模型2，这样就会在该数字孪生模型2中实时反映出此时的电梯门的速度曲线已经偏离了设计速度曲线。以上问题将会被诊断单元61从虚拟运行中的数字孪生模型2中发现，然后可在数字孪生模型2中对此进行故障原因分析，例如根据分析结果可能判定是由于电梯门的阻力发生变化而导致相应的PID参数不再具有良好的自适应性，从而造成了以上电梯门的速度偏离问题。基于这样的诊断结果定位，将非常有利于随后针对电梯系统进行相应的管控操作。

再举例来讲，如图1中所示，可以在功能模块6中设置调试单元62，以便用来将现实电梯系统的一个或多个运行数据通过服务器4输入到数字孪生模型2，以便在后者中进行仿真调试来获得所期望的运行参数。由于所获得的运行参数已经在与现实电梯系统相对应的数字孪生模型2进行了运行调试，因此这比工程技术人员依赖于个人经验，在电梯故障现场进行反复调试更加安全可靠、准确且高效。

例如，如前所述，当借助于数字孪生模型2诊断出PID参数不再具有良好的自适应性而造成电梯门的速度偏离问题之后，就可以使用调试单元62在数字孪生模型2中针对可能的PID参数进行连续调试来获得合适的PID参数。然后，可以通过服务器4将所获得的新PID参数发送到现实电梯系统中的电梯控制器，由此可以准确、高效地解决上述的升降电梯1b的该电梯门的速度偏离了正常值的问题，并且无需费时费力地安排任何的工程技术人员抵达故障现场。

再举例而言，如图1中所示，可以在功能模块6中设置预测性维护单元63，以便用来将数字孪生模型2进行仿真得到的数据信息来对电梯系统中的一个或多个运行参数提供预测性分析数据。例如，可以提前预测到电梯系统中的某个或某些零部件在未来某个时段将会发生故障或者彻底失效，从而能够为电梯运维管理人员等提供可供参考的有价值的数据信息，这将为电梯系统管理提供更具前瞻性的智能化服务，由此可以显著提升电梯的管控水平，更有力地保证电梯系统能够具有更佳的运行状态和更可靠的安全性能。

如图1所示，在可选情形下，可以将数据处理平台3设置成与一个或多个监控端7（例如位于本地或者远程的监控中心）相连，并且与一个或多个用户端8相连，这些用户端8可以是例如手机、平板电脑等移动终端，也可以是例如布置在电梯大厅内或者布置在其他楼层的电梯等候区内的固定终端。应当理解的是，上述数据处理平台3与监控端7、用户端8之间的通信连接可以采用无线方式、有线方式或者它们之间的组合来实现。

借助于上述的监控端7和/或此类用户端8，例如图1中所示的工作人员C（如电梯运维管理人员、现场维修人员等）可以与数据处理平台3进行数据信息交互操作，例如现场维修人员可以从其移动终端上收到与电梯系统相关的各类信息（如故障已发生、已解决或尚未解决等）。

作为明显优于现有技术的一个方面，本发明还提供了用于电梯系统的数字化管控方法。作为举例说明，在图2中给出的一个本发明方法实施例，其中可以包括以下这些步骤：

首先，在步骤S11中，对真实存在的电梯系统进行数字化仿真，以便获得数字孪生模型。这可以例如使用现有技术所提供的众多建模工具，在计算机中构建出这样的数字化模型。

然后，在步骤S12中，通过数据处理平台将电梯系统与数字孪生模型相连，并且使用该数据处理平台来处理与电梯系统和/或数字孪生模型相关联的数据，从而可以根据从数字孪生模型进行仿真得到的数据信息来对现实的电梯系统进行管控操作。

此外，在可选情形下，还可将上述的数据处理平台3与一个或多个监控端7进行连接，并且可将数据处理平台3与一个或多个用户端8进行连接，以便可以通过监控端7、用户端8来提供更多的人机交互途径，从而能够更好地满足各种实际应用需求。

可以理解的是，由于在前文中通过图1示例来对本发明的数字化管控系统进行介绍时，已经针对数据处理平台、服务器、监控模块、功能模块（如诊断单元、调试单元、预测性维护单元等）、监控端、用户端、数据处理等这些技术内容进行了非常详尽的描述，因此可以直接参阅前述相应部分的具体说明，在此不再重复描述。

鉴于根据本发明的数字化管控系统及系统具有如上所述的这些明显优于现有技术的技术优势，其尤其提供了不同于现有技术且高效、准确、智能化的全新的系统构架，能够更好地保障例如在图1中所示的位于电梯系统侧的各类用户A（如电梯乘客等）的人身安全，提升他们的使用满意度，并且为位于数据处理平台和数字孪生模型一侧的各类工作人员B（如技术人员、电梯运维管理人员等）提供更加先进、丰富的电梯管控手段，同时也能为位于监控端和用户端一侧的各类工作人员C（如电梯运维管理人员、现场维修人员等）提供更加及时、准确、高效的人机交互途径。因此，非常适合将本发明应用到现有电梯系统中，以便克服现有技术中所存在的包括前文中描述的弊端和不足之处。

例如，在根据本发明的另外一个技术方案中提供了一种电梯，在该电梯系统中配置了根据本发明所设计提供的用于电梯系统的数字化管控系统，例如可将该数字化管控系统整体集成到电梯控制器或者该电梯中的其他适宜部件、装置、设备或系统中，由此能够发挥出本发明方案的以上这些明显技术优势。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的用于电梯系统的数字化管控系统和方法以及电梯系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。

Claims

1. 一种用于电梯系统的数字化管控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述数据处理平台被设置成与至少一个监控端相连，并且与至少一个用户端相连，所述用户端包括移动终端。

3.根据权利要求1所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述数据处理平台包括：

服务器，其用于处理所述数据；

4.根据权利要求3所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述功能模块包括：

5.根据权利要求3所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述监控模块包括一个或多个传感器。

6.根据权利要求3所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述处理所述数据包括数据存储操作、数据查询操作、数据分析操作。

7.根据权利要求1所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述数据处理平台设置在电梯系统本地或者云端。

8.根据权利要求1所述的用于电梯系统的数字化管控系统，其中，所述电梯系统包括扶手电梯、升降电梯。

9.一种电梯系统，其特征在于，所述电梯系统包括如权利要求1-8中任一项所述的用于电梯系统的数字化管控系统。

10. 一种用于电梯系统的数字化管控方法，其特征在于，包括步骤：

对电梯系统进行数字化仿真以获得数字孪生模型；以及

11.根据权利要求10所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，还包括步骤：将所述数据处理平台与至少一个监控端相连，并且将所述数据处理平台与至少一个用户端相连，所述用户端包括移动终端。

12.根据权利要求10所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，所述数据处理平台包括：

服务器，其用于处理所述数据；

13.根据权利要求12所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，所述功能模块包括：

14.根据权利要求12所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，所述监控模块包括一个或多个传感器。

15.根据权利要求12所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，所述处理所述数据包括存储操作、查询操作、分析操作。

16.根据权利要求10所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，所述数据处理平台设置在电梯系统本地或者云端。

17.根据权利要求10所述的用于电梯系统的数字化管控方法，其中，所述电梯系统包括扶手电梯、升降电梯。