CN112723061A - 融入ucmp的中速电梯开门再平层系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电梯再平层系统，系统由门区平层和再平层开锁区编码码带、“二乘二取二”扫描枪、加速度计、UCMP装置、主控制器、速度控制器、增量编码器、变频器、曳引机、桥厢组成。借助门区、平层、再平层、开锁区编码的井道码带，降低安装调整、运维的工作量；“二乘二取二”扫描枪读取井道码带编码，提高轿厢关键点绝对位置检测的可靠性。加速度计和井道码构成高可靠的、检测轿厢关键点绝对位置的冗余架构，进一步提高绝对位置检测的可靠性。UCMP融入再平层系统，消除开门走梯的安全隐患；动态&静态的再平层/UCMP算法，使开门状态下再平层的可靠性和安全性更上一层楼。立足现有中速电梯再平层技术，技术连续性有助于创新的工程实施。

Description

融入UCMP的中速电梯开门再平层系统和方法

技术领域

本发明属电梯再平层技术领域。特指采用“二乘二取二”扫描枪、基于门区、平层、再平层、开锁区编码的井道码带，融入UCMP的开门再平层系统和方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城市化进程的不断推进，高层建筑日益增多；电梯作为一种垂直公共运输工具，其应用的广度和深度均取得长足的进步。应用广度以杭州市为例，2015～2019年期间，新增电梯和电梯保有量见下表。

年份	2015	2016	2017	2018	2019
						新增电梯量	9915	10511	11551	17478	11662
电梯保有量	89557	100068	111619	129097	140759

应用广度体现在乘客与时俱进的需求上。第一是效率，提高电梯运行速度；当提高速度遇到技术瓶颈时，另辟蹊径，提出电梯开门情况下的平层和再平层。第二是舒适性，优化电梯速度曲线基础上，提高平层和再平层的技术标准：GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》将轿厢的平层准确度提升至±10mm、平层保持精度±20mm；如果装卸载时超出±20mm，自动校正到±10mm以内；电梯再平层实质是开门状态下平层精度的微动校正。第三是最受关注的安全性，针对电梯的开门走梯伤人事故，行业术语“轿厢意外移动(Unintendedcar movement，UCM)”；GB7588-2019增加了轿厢意外移动保护(Unintendedcar movementprotect，UCMP)内容，防止UCM对乘客的伤害，推动电梯安全性迈上新台阶。

目前，根据是否使用钢丝绳与曳引机实现电梯再平层，有二条并行技术路线。其一，不使用钢丝绳与曳引机；轿厢底板改造成双层，二层轿厢底板之间安装动力机械装置；借助二底板的相对运动实现再平层。第1技术路线的核心诉求是，抱闸打开、主机转动提升/降低轿厢再次平层，存在安全隐患：倒转和溜车等危险。但是，该技术路线发明人无视其固有的缺陷：轿厢复杂度提高，电梯可靠性降低；轿厢自重增加，电梯有效载荷减小；变更轿厢的外形尺寸＝历经百余年、经受工程验证的经典尺寸付之东流。电梯是一个系统，牵一发而动全身，改变轿厢尺寸，系统就得重新设计。迄今为止，第1技术路线仍止步于探索阶段。

第2技术路线克隆关门状态曳引机的再平层，进行开门状态曳引机的再平层。其诉求是继承成熟轿厢，同时提高电梯效率和用户体验。鉴于平层时提前开门，以及开门状态下的再平层，能大大提高电梯运输效率；故实际应用中非常有用，深受乘客的欢迎。另一方面，上述平层和再平层功能属电梯的特殊模式运行方式，UCM对乘客伤害的概率上升亦是不争的事实：开门状态下抱闸打开、主机转动提升/降低轿厢进行平层和再平层，蕴涵安全隐患。有鉴于此，欧盟电梯标准EN81-1:1998/PrA3:2008F9.11中增加了Protection againstunintended car movement防轿厢意外移动的功能，国标GB7588-2019借鉴欧标理念。本申请采用第2技术路线，使用钢丝绳与曳引机实现开门状态下的电梯再平层。

提前开门执行平层，开门状态进行再平层；换言之，开锁区域允许开门走梯；UCMP是在开锁区域开门状态时，阻止非平层/再平层的、伤害乘客的开门走梯；显然，两种要求相互制约。协调相互制约要求的核心技术是轿厢的位置检测技术，轿厢位置检测根据机理分成：绝对定位系统(Absolute Position System，APS)、相对定位系统(RelativelyPosition System，RPS)。理论上，APS的位置检测精度具有压倒性优势。

APS需在井道内设计绝对位置坐标，传感器获取坐标，满足轿厢的位置检测。必须指出，井道内绝对位置装置的安装、调试、维护，技术门槛高、费用不菲，阻碍APS向中低速电梯渗透。中速电梯通过增量编码器仅能获取轿厢的相对位置，由于曳引轮与钢丝绳间存在滑移、钢丝绳的温度和负荷延展等原因，检测的轿厢位置精度有限；退而求其次，仅就轿厢的关键点坐标，求助有限的门区、平层、再平层、开锁区绝对位置，补“相对位置”的不足。审视中速电梯“增量编码器+门区、平层、再平层、开锁区”的位置检测方案；请注意，这是多年行之有效的检测方案；方案的TCO适中，基本能满足客户对位置检测精度的要求。时至今日，以相对位置为原则的位置检测，牢牢主导着中低速电梯的再平层；以绝对位置为原则的位置检测，则垄断了高速、超高速电梯；两者划江而治，倒也相安无事。

针对电梯开门状态再平层的技术问题，较有代表性的知识产权成果综述如下：

·发明专利“一种新型电梯再平层装置”(ZL2018107485868)，提出再平层装置包括轿厢架和设置在轿厢架内的轿厢，轿厢架上端和下端分别与轿厢上端和下端通过弹性结构连接，轿厢架的上端设置卷绕带固定件、卷绕轮，轿厢下端设置有定滑轮，通过卷绕轮转动改变卷绕带的卷绕量进行轿厢再平层。

·发明专利“一种再平层电梯轿厢”(申请号201910754618X)，提出再平层电梯轿厢，包括外轿厢、内轿厢、伺服驱动电机、滚珠丝杆、连动块、平层位置监测装置、总控电路模块，内轿厢为乘客搭载室。利用外轿厢、内轿厢的相对运动，实现电梯开门状态再平层。

·发明专利“电梯轿厢再平层控制系统及实现方法”(申请号201910754618X)，提出再平层控制系统，包括逻辑控制模块、驱动制动模块、门检测模块和轿厢位置检测模块；利用轿厢位置检测模块对轿厢的位置进行精确定位，对轿厢的位置实现调整，使轿厢再平层调整到准确位置。

不难发现，电梯开门状态再平层的知识产权成果给出了两种解决方案：1、不使用钢丝绳与曳引机，利用轿厢对轿厢架、或外轿厢对内轿厢的相对运动，实现电梯开门状态再平层。2、基于APS实现电梯开门状态再平层。解决方案“1”不可取，其固有的缺陷有三，弊大于利。引用APS否定中速电梯“增量编码器+门区、平层、再平层、开锁区”的再平层解决方案，既不科学，也不专业；电梯工程的实践表明，鲜见中速电梯APS再平层的工程案例。本申请立足现有中速电梯的再平层解决方案，分析中速电梯相对位置再平层的短板成因，提出融入轿厢意外移动保护的中速电梯开门再平层系统和方法。

①现有的门区、平层、再平层、开锁区绝对位置装置，其安装、调整、运维的工作量偏大，可靠性有待提高。改进的应对之策是设计门区、平层、再平层、开锁区编码的井道码带，取消门区、平层、再平层、开锁区的开关，降低安装、调整、运维的工作量；采用“二乘二取二”扫描枪读取井道码带的编码，提高轿厢关键点绝对位置检测的可靠性。

②提出进一步提高轿厢关键点绝对位置检测可靠性的举措：安装加速度计，与门区、平层、再平层、开锁区编码的井道码带协同检测轿厢关键点绝对位置，加速度计和井道码构成高可靠的、检测轿厢关键点绝对位置的冗余架构。

③开门状态下的再平层蕴涵安全隐患。改进的第1应对之策是融入UCMP，消除开门走梯的安全隐患；改进的第2应对之策是立足冗余架构，设计动态&静态的再平层算法，动态&静态的UCMP算法，使开门状态下再平层的可靠性和安全性更上一层楼。

现有相关知识产权的探索有参考价值，但成果仍存在局限；有必要作进一步的创新设计。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种融入UCMP的中速电梯开门再平层系统和方法。

中速电梯开门再平层系统由门区平层和再平层开锁区编码的码带、“二乘二取二”扫描枪、加速度计、电梯轿厢意外移动保护装置、主控制器、速度控制器、增量编码器、变频器、曳引机、桥厢组成；门区平层和再平层开锁区编码的码带包括第1码带、第2码带，“二乘二取二”扫描枪包括第1组扫描枪、第2组扫描枪；电梯的左导轨配置码带框、框槽内嵌入第1码带，电梯的右导轨与左导轨相同，码带朝向电梯轿厢的一侧、沿井道的垂直方向展开；“二乘二取二”扫描枪安装在桥厢的顶部，第1组扫描枪正对第1码带，第2组扫描枪与第1组扫描枪相同；

电梯运行时桥厢上下移动，带动“二乘二取二”扫描枪运动；第1组扫描枪读取第1码带的门区平层和再平层开锁区编码信息、或第2组扫描枪读取第2码带的门区平层和再平层开锁区编码信息，扫描枪读取的信息输出至主控制器，加速度计的输出至主控制器；主控制器借助门区平层和再平层开锁区编码、加速度计输出位移的信息，通过速度控制器、变频器、曳引机、增量编码器，实施融入轿厢意外移动保护的电梯再平层；扫描枪、加速度计、轿厢意外移动保护装置、主控制器、速度控制器、增量编码器、变频器、曳引机、桥厢的型号分别为2877CCD、AKE394B、UCMP-GETM、MB11MN、VS11MN、ERN1387、VS11MN、PM11、JX11。

所述的码带包括第1码带、第2码带，第1码带由第1码带的I区编码、II区编码组成，第1码带的I区编码与II区编码相同，并列布置、嵌入至电梯左导轨的码带框槽，第2码带与第1码带相同；第1码带的I区编码由功能码域和楼层码域组成，功能码域的功能码3bit、楼层码域的楼层码5bit，楼层码采用海明距离1的可靠性编码格雷码，I区编码的含义见下表；

码带沿井道垂直方向安装，具体步骤如下：

①电梯轿厢与1楼楼层平层，“二乘二取二”扫描枪指向码带的位置，定义为井道垂直方向参考坐标系的原点，亦称1楼门区开关线；其余楼门区开关线类推；

②X楼门区开关线沿井道垂直方向±10mm、±20mm、±200mm定义为X楼下/上行平层开关线、下/上行再平层开关线、下/上行开锁区开关线；下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线、门区开关线、上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线，构成X楼层的轿厢关键点绝对位置矩形；轿厢关键点绝对位置矩形在井道垂直方向的長度为[400+2]mm，X≥1；其中，顶楼无下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线，底楼无上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线；

③码带的每组编码沿井道垂直方向的长度＝2mm，宽度符合“二乘二取二”扫描枪规范要求；

④沿井道垂直方向精准定位轿厢关键点的绝对位置矩形，绝对位置矩形总数＝3×floor；首先，码带框采用功能码的保留码+楼层码作底色，然后，轿厢关键点绝对位置矩形覆盖之。

所述的“二乘二取二”扫描枪包括第1组扫描枪、第2组扫描枪，第1组扫描枪1由第1组扫描枪的I区扫描枪、II区扫描枪组成，第1组扫描枪的I区扫描枪与II区扫描枪相同；第1组扫描枪的I区扫描枪与II区扫描枪并列布置，分别正对第1码带的I区编码与II区编码，第2组扫描枪与第1组扫描枪相同；扫描枪的输出执行“二乘二取二”算法，这是一种组合双机热备和二取二的复合算法：

①切换变量赋初值

switch＝1

②判断第1/2组扫描枪是否切换，扫描码带编码

②-1switch＝1

第1组扫描枪的I区扫描枪扫描第1码带的I区编码

第1组扫描枪的II区扫描枪扫描第1码带的II区编码

如果DATA_I区扫描枪＝DATA_II区扫描枪

输出扫描值，转③

否则switch＝2

第1组扫描枪故障报警，转②

②-2switch＝2

第2组扫描枪的I区扫描枪扫描第2码带的I区编码

第2组扫描枪的II区扫描枪扫描第2码带的II区编码

如果DATA_I区扫描枪＝DATA_II区扫描枪

输出扫描值，转③

否则电梯停止运行

第2组扫描枪故障报警，转③

③结束。

所述中速电梯开门再平层系统的再平层方法状态机如下：

变量说明

算法说明

电梯提前开门平层，平层完成时的状态为0；根据轿厢所处位置，状态0分为：轿厢位于门区与上行平层线之间的状态I，位于门区与下行平层线之间的状态II；鉴于开门状态下状态I的装载、卸载再平层/UCMP，对应状态II的卸载、装载再平层/UCMP，故论述立足状态I展开；状态I装载的判据：扫描枪首读上行平层线；状态I卸载的判据：扫描枪首读门区线、再读下行平层线；

状态0初始化：DR_threshold＝5mm，DU_threshold＝130mm

M_gate＝M_flat＝M_re-leveling＝M_unlock＝D_accelerometer＝0；

状态机的状态转移说明

状态I装载时的状态转移

扫描枪读上行平层线，M_flat＝1、进入状态i、加速度计置0启动；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，如D_accelerometer≥DR_threshold、进入状态i-1；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传再平层请求、主控制器执行再平层、若扫描枪读上行平层线、返回状态0，如扫描枪读上行再平层线、M_re-leveling＝1、进入状态i-1-A，加速度计置0重启；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传再平层请求、主控制器执行再平层、若扫描枪读上行平层线、返回状态0，如D_accelerometer≥DU_threshold、进入状态i-1-A-①；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传UCMP请求，如扫描枪读上行开锁区线、M_unlock＝1、进入状态i-1-A-①-甲；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传UCMP请求；

状态I卸载时的状态转移

扫描枪读门区线，进入状态ii门；扫描枪读下行平层线、M_flat＝-1、进入状态ii、加速度计置0启动；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，如D_accelerometer≥DR_threshold、进入状态ii-2；状态I卸载的后续状态转移与状态I装载的后续状态转移相同。

本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：借助门区、平层、再平层、开锁区编码的井道码带，降低安装调整、运维的工作量；“二乘二取二”扫描枪读取井道码带编码，提高轿厢关键点绝对位置检测的可靠性。加速度计和井道码构成高可靠的、检测轿厢关键点绝对位置的冗余架构，进一步提高绝对位置检测的可靠性。UCMP融入再平层系统，消除开门走梯的安全隐患；动态&静态的再平层/UCMP算法，使开门状态下再平层的可靠性和安全性更上一层楼。立足现有中速电梯再平层技术框架，技术连续性有助于创新的工程实施。。

附图说明

图1(a)是中速电梯再平层系统的原理框图；

图1(b)是中速电梯再平层系统的安装图；

图2是第1码带I区编码的组成和井道垂直方向的安装图；

图3是扫描枪的组成和“二乘二取二”采样的流程图；

图4是动态&静态再平层/UCMP算法的状态机图。

具体实施方式

如图1(a)、图1(b)所示，电梯再平层系统由门区平层和再平层开锁区编码的码带10、“二乘二取二”扫描枪20、加速度计30、电梯轿厢意外移动保护装置40、主控制器51、速度控制器52、增量编码器60、变频器71、曳引机72、桥厢80组成；门区平层和再平层开锁区编码的码带10包括第1码带100、第2码带200，“二乘二取二”扫描枪20包括第1组扫描枪1、第2组扫描枪2；电梯的左导轨配置码带框、框槽内嵌入第1码带100，电梯的右导轨与左导轨相同，码带朝向电梯轿厢的一侧、沿井道的垂直方向展开；“二乘二取二”扫描枪20安装在桥厢80的顶部，第1组扫描枪1正对第1码带100，第2组扫描枪2与第1组扫描枪1相同；

电梯运行时桥厢80上下移动，带动“二乘二取二”扫描枪20运动；第1组扫描枪1读取第1码带100的门区平层和再平层开锁区编码信息、或第2组扫描枪2读取第2码带200的门区平层和再平层开锁区编码信息，扫描枪读取的信息输出至主控制器51，加速度计30的输出至主控制器51；主控制器51借助门区平层和再平层开锁区编码、加速度计输出位移的信息，通过速度控制器52、变频器71、曳引机72、增量编码器60，实施融入轿厢意外移动保护的电梯再平层；扫描枪、加速度计、轿厢意外移动保护装置、主控制器、速度控制器、增量编码器、变频器、曳引机、桥厢的型号分别为2877CCD、AKE394B、UCMP-GETM、MB11MN、VS11MN、ERN1387、VS11MN、PM11、JX11。

说明1：考虑表述的完整性，简述了电梯设备的组成，工作流程。考虑表述简洁性，因主控制器51、速度控制器52、变频器71、曳引机72属公知知识范畴，而且与本申请的权利要求关系不大，故文中仅提及不展开，图中用虚线框标注以示区别。电梯轿厢意外移动保护装置40、增量编码器60属公知知识范畴，但文中用实线框标注，强调本申请电梯开门状态再平层时集成电梯轿厢意外移动保护，突出本申请有别于APS实现电梯开门状态再平层的技术路线。

如图2所示，码带10包括第1码带100、第2码带200，第1码带100由第1码带的I区编码110、II区编码120组成，第1码带的I区编码110与II区编码120相同，并列布置、嵌入至电梯左导轨的码带框槽，第2码带200与第1码带100相同；第1码带的I区编码110由功能码域和楼层码域组成，功能码域的功能码3bit、楼层码域的楼层码5bit，楼层码采用海明距离1的可靠性编码格雷码，I区编码的含义见下表；

码带10沿井道垂直方向安装，具体步骤如下：

①电梯轿厢与1楼楼层平层，“二乘二取二”扫描枪20指向码带10的位置，定义为井道垂直方向参考坐标系的原点，亦称1楼门区开关线；其余楼门区开关线类推；

②X楼门区开关线沿井道垂直方向±10mm、±20mm、±200mm定义为X楼下/上行平层开关线、下/上行再平层开关线、下/上行开锁区开关线；下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线、门区开关线、上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线，构成X楼层的轿厢关键点绝对位置矩形；轿厢关键点绝对位置矩形在井道垂直方向的長度为[400+2]mm，X≥1；其中，顶楼无下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线，底楼无上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线；

③码带10的每组编码沿井道垂直方向的长度＝2mm，宽度符合“二乘二取二”扫描枪20规范要求；

④沿井道垂直方向精准定位轿厢关键点的绝对位置矩形，绝对位置矩形总数＝3×floor；首先，码带框采用功能码的保留码+楼层码作底色，然后，轿厢关键点绝对位置矩形覆盖之。

说明2：《国家住宅设计规范》层高＝2.8m。参照我国的电梯业惯例，楼层数12～22的电梯速度V＝1.75m/s，楼层数23～32的2.0m/s，中速电梯1.0＜V≤2.0m/S。不失一般性，以及表述简洁性考量：楼层码域的楼层码bit数取5，若作通用考量bit数建议取8；功能码域的功能码bit数取3，若作综合性考量，bit数建议取8，涵盖电梯单/双/长站平层编码和保留码。

本申请沿用电梯业的术语，避免生涩术语，但易产生歧义。请注意，扫描枪20对编码条的长度、宽度(沿井道垂直方向的长度)无特殊要求。

X楼门区开关线与电梯业的X楼门区开关，两者功能相同；因为井道垂直方向参考坐标系的原点定义不同，故井道方向上的位置不同。

本申请基于电梯运行方向，有别于电梯业基于高度定义平层/再平层/开锁区；因此，本申请下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线、门区开关线对应电梯业的上开锁区开关、上再平层开关、上平层开关、门区开关；上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线，类推。此外，就功能而言，本申请的下行平层开关线对应电梯业上平层开关，但是参数、用途不同：前者，门区开关线沿井道垂直方向±10mm，用于核查直接停靠的平层精度是否达标；后者，门区开关沿井道垂直方向±100mm，用于转入爬行低速进行平层。

如图3所示，“二乘二取二”扫描枪20包括第1组扫描枪1、第2组扫描枪2，第1组扫描枪1由第1组扫描枪的I区扫描枪21、II区扫描枪22组成，第1组扫描枪的I区扫描枪21与II区扫描枪22相同；第1组扫描枪的I区扫描枪21与II区扫描枪22并列布置，分别正对第1码带的I区编码110与II区编码120，第2组扫描枪2与第1组扫描枪1相同；扫描枪20的输出执行“二乘二取二”算法，这是一种组合双机热备和二取二的复合算法：

①切换变量赋初值

switch＝1

②判断第1/2组扫描枪是否切换，扫描码带编码

②-1switch＝1

第1组扫描枪的I区扫描枪21扫描第1码带的I区编码110

第1组扫描枪的II区扫描枪22扫描第1码带的II区编码120

如果DATA_I区扫描枪＝DATA_II区扫描枪

输出扫描值，转③

否则switch＝2

第1组扫描枪故障报警，转②

②-2switch＝2

第2组扫描枪的I区扫描枪23扫描第2码带的I区编码210

第2组扫描枪的II区扫描枪24扫描第2码带的II区编码220

如果DATA_I区扫描枪＝DATA_II区扫描枪

输出扫描值，转③

否则电梯停止运行

第2组扫描枪故障报警，转③

③结束。

说明3：商品条码推动下的扫描枪，性能优良、零售价以百作计数单位。

如图4所示，融入UCMP中速电梯开门再平层方法的状态机如下：

变量说明

算法说明

电梯提前开门平层，平层完成时的状态为0；根据轿厢所处位置，状态0分为：轿厢位于门区与上行平层线之间的状态I，位于门区与下行平层线之间的状态II；鉴于开门状态下状态I的装载、卸载再平层/UCMP，对应状态II的卸载、装载再平层/UCMP，故论述立足状态I展开；状态I装载的判据：扫描枪首读上行平层线；状态I卸载的判据：扫描枪首读门区线、再读下行平层线；

状态0初始化：DR_threshold＝5mm，DU_threshold＝130mm

M_gate＝M_flat＝M_re-leveling＝M_unlock＝D_accelerometer＝0；

状态机的状态转移说明

状态I装载时的状态转移

扫描枪读上行平层线，M_flat＝1、进入状态i、加速度计置0启动；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，如D_accelerometer≥DR_threshold、进入状态i-1；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传再平层请求、主控制器执行再平层、若扫描枪读上行平层线、返回状态0，如扫描枪读上行再平层线、M_re-leveling＝1、进入状态i-1-A，加速度计置0重启；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传再平层请求、主控制器执行再平层、若扫描枪读上行平层线、返回状态0，如D_accelerometer≥DU_threshold、进入状态i-1-A-①；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传UCMP请求，如扫描枪读上行开锁区线、M_unlock＝1、进入状态i-1-A-①-甲；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传UCMP请求；

状态I卸载时的状态转移

扫描枪读门区线，进入状态ii门；扫描枪读下行平层线、M_flat＝-1、进入状态ii、加速度计置0启动；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，如D_accelerometer≥DR_threshold、进入状态ii-2；状态I卸载的后续状态转移与状态I装载的后续状态转移相同。

说明4：通过上/下行平层线的平层标志M_flat分别赋值+1、-1；通过上/下行再平层线的再平层标志M_re-leveling分别赋值+1、-1；通过上/下行开锁区线的开锁标志M_unlock分别赋值+1、-1；门区标志M_gate保留，用于平层。

融入UCMP的中速电梯开门再平层系统提供二种再平层指标：1、动态再平层指标，按用户之需给定，如本文的15mm，借助加速度计实现；静态再平层指标，国标给定20mm，借助上/下行再平层线实现；动态&静态的再平层算法不仅提高了再平层的可靠性，而且再平层的精度可按需选择。动态&静态的UCMP算法与动态&静态的再平层算法具有相同的理念。

Claims (4)

1.一种中速电梯开门再平层系统，其特征在于系统由门区平层和再平层开锁区编码的码带(10)、“二乘二取二”扫描枪(20)、加速度计(30)、电梯轿厢意外移动保护装置(40)、主控制器(51)、速度控制器(52)、增量编码器(60)、变频器(71)、曳引机(72)、桥厢(80)组成；门区平层和再平层开锁区编码的码带(10)包括第1码带(100)、第2码带(200)，“二乘二取二”扫描枪(20)包括第1组扫描枪(1)、第2组扫描枪(2)；电梯的左导轨配置码带框、框槽内嵌入第1码带(100)，电梯的右导轨与左导轨相同，码带朝向电梯轿厢的一侧、沿井道的垂直方向展开；“二乘二取二”扫描枪(20)安装在桥厢(80)的顶部，第1组扫描枪(1)正对第1码带(100)，第2组扫描枪(2)与第1组扫描枪(1)相同；

电梯运行时桥厢(80)上下移动，带动“二乘二取二”扫描枪(20)运动；第1组扫描枪(1)读取第1码带(100)的门区平层和再平层开锁区编码信息、或第2组扫描枪(2)读取第2码带(200)的门区平层和再平层开锁区编码信息，扫描枪读取的信息输出至主控制器(51)，加速度计(30)的输出至主控制器(51)；主控制器(51)借助门区平层和再平层开锁区编码、加速度计输出位移的信息，通过速度控制器(52)、变频器(71)、曳引机(72)、增量编码器(60)，实施融入轿厢意外移动保护的电梯再平层；扫描枪、加速度计、轿厢意外移动保护装置、主控制器、速度控制器、增量编码器、变频器、曳引机、桥厢的型号分别为2877CCD、AKE394B、UCMP-GETM、MB11MN、VS11MN、ERN1387、VS11MN、PM11、JX11。

2.根据权利要求1所述的中速电梯开门再平层系统，其特征在于所述的码带(10)包括第1码带(100)、第2码带(200)，第1码带(100)由第1码带的I区编码(110)、II区编码(120)组成，第1码带的I区编码(110)与II区编码(120)相同，并列布置、嵌入至电梯左导轨的码带框槽，第2码带(200)与第1码带(100)相同；第1码带的I区编码(110)由功能码域和楼层码域组成，功能码域的功能码3bit、楼层码域的楼层码5bit，楼层码采用海明距离1的可靠性编码格雷码，I区编码的含义见下表；

码带(10)沿井道垂直方向安装，具体步骤如下：

①电梯轿厢与1楼楼层平层，“二乘二取二”扫描枪(20)指向码带(10)的位置，定义为井道垂直方向参考坐标系的原点，亦称1楼门区开关线；其余楼门区开关线类推；

②X楼门区开关线沿井道垂直方向±10mm、±20mm、±200mm定义为X楼下/上行平层开关线、下/上行再平层开关线、下/上行开锁区开关线；下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线、门区开关线、上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线，构成X楼层的轿厢关键点绝对位置矩形；轿厢关键点绝对位置矩形在井道垂直方向的長度为[400+2]mm，X≥1；其中，顶楼无下行开锁区开关线、下行再平层开关线、下行平层开关线，底楼无上行平层开关线、上行再平层开关线、上行开锁区开关线；

③码带(10)的每组编码沿井道垂直方向的长度＝2mm，宽度符合“二乘二取二”扫描枪(20)规范要求；

④沿井道垂直方向精准定位轿厢关键点的绝对位置矩形，绝对位置矩形总数＝3×floor；首先，码带框采用功能码的保留码+楼层码作底色，然后，轿厢关键点绝对位置矩形覆盖之。

3.根据权利要求1所述的中速电梯开门再平层系统，其特征在于所述的“二乘二取二”扫描枪(20)包括第1组扫描枪(1)、第2组扫描枪(2)，第1组扫描枪1由第1组扫描枪的I区扫描枪(21)、II区扫描枪(22)组成，第1组扫描枪的I区扫描枪(21)与II区扫描枪(22)相同；第1组扫描枪的I区扫描枪(21)与II区扫描枪(22)并列布置，分别正对第1码带的I区编码(110)与II区编码(120)，第2组扫描枪(2)与第1组扫描枪(1)相同；扫描枪(20)的输出执行“二乘二取二”算法，这是一种组合双机热备和二取二的复合算法：

①切换变量赋初值

switch＝1

②判断第1/2组扫描枪是否切换，扫描码带编码

②-1switch＝1

第1组扫描枪的I区扫描枪(21)扫描第1码带的I区编码(110)

第1组扫描枪的II区扫描枪(22)扫描第1码带的II区编码(120)

如果DATA_I区扫描枪＝DATA_II区扫描枪

输出扫描值，转③

否则switch＝2

第1组扫描枪故障报警，转②

②-2switch＝2

第2组扫描枪的I区扫描枪(23)扫描第2码带的I区编码(210)

第2组扫描枪的II区扫描枪(24)扫描第2码带的II区编码(220)

如果DATA_I区扫描枪＝DATA_II区扫描枪

输出扫描值，转③

否则电梯停止运行

第2组扫描枪故障报警，转③

③结束。

4.一种使用如权利要求1所述中速电梯开门再平层系统的再平层方法状态机；

变量说明

门区标志 gate mark，M_gate

平层标志 flat mark，M_flat

再平层标志 re-leveling mark，M_re-leveling

开锁标志 unlock mark，M_unlock

再平层距离阈值 re-leveling distance threshold，DR_threshold触发再平层的、相对平层开关线的距离阈值

开锁距离阈值 unlock distance threshold，DU_threshold触发UCMP的、相对再平层开关线的距离阈值

加速度计位移 accelerometer displacement，D_accelerometer

算法说明

电梯提前开门平层，平层完成时的状态为0；根据轿厢所处位置，状态0分为：轿厢位于门区与上行平层线之间的状态I，位于门区与下行平层线之间的状态II；鉴于开门状态下状态I的装载、卸载再平层/UCMP，对应状态II的卸载、装载再平层/UCMP，故论述立足状态I展开；状态I装载的判据：扫描枪首读上行平层线；状态I卸载的判据：扫描枪首读门区线、再读下行平层线；

状态0初始化：DR_threshold＝5mm，DU_threshold＝130mm

M_gate＝M_flat＝M_re-leveling＝M_unlock＝D_accelerometer＝0；

状态机的状态转移说明

状态I装载时的状态转移

扫描枪读上行平层线，M_flat＝1、进入状态i、加速度计置0启动；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，如D_accelerometer≥DR_threshold、进入状态i-1；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传再平层请求、主控制器执行再平层、若扫描枪读上行平层线、返回状态0，如扫描枪读上行再平层线、M_re-leveling＝1、进入状态i-1-A，加速度计置0重启；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传再平层请求、主控制器执行再平层、若扫描枪读上行平层线、返回状态0，如D_accelerometer≥DU_threshold、进入状态i-1-A-①；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传UCMP请求，如扫描枪读上行开锁区线、M_unlock＝1、进入状态i-1-A-①-甲；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，上传UCMP请求；

状态I卸载时的状态转移

扫描枪读门区线，进入状态ii门；扫描枪读下行平层线、M_flat＝-1、进入状态ii、加速度计置0启动；如主控制器下发关门运行指令、结束再平层/UCMP，如D_accelerometer≥DR_threshold、进入状态ii-2；状态I卸载的后续状态转移与状态I装载的后续状态转移相同。

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