CN114249192A - 一种电梯运行状态的判断方法和电梯运行状态管理系统 - Google Patents

一种电梯运行状态的判断方法和电梯运行状态管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于物联网技术领域，公开了一种电梯运行状态的判断方法，包括依次进行的如下步骤：步骤1：获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集；步骤2：取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；计算该数据上传周期内电梯运行的状态；步骤3：取气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器。该方法采用在一个数据上传周期内的采样进行数据可信度判断，并输出少量的数据，减少服务器计算量，这对于分布式的大规模电梯运行状态的监控和校准是有着积极意义的。同时，本发明还公开了一种电梯运行状态管理系统。

Description

一种电梯运行状态的判断方法和电梯运行状态管理系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，具体为一种电梯运行状态的判断方法和电梯运行状态管理系统。
背景技术
CN201811063271.6公开了一种基于相对气压及高度误差校正的电梯运行检测方法及装置；通过电梯实时位置与上一次电梯平层位置的相对气压计算轿厢实时高度，通过计算预定时间内气压数据的变化判断轿厢平层状态，通过实时高度与标准高度的比较判断轿厢是否存在平层故障，通过所述标准高度作为基准值以校正轿厢实时高度计算及判断时存在的误差，通过实时高度与标准高度对比计算当前楼层号，通过轿厢运行时不同位置的前后相对气压差判断轿厢运行方向，通过采样周期内轿厢运行的实时高度差结合采样周期计算轿厢运行速度。
在其说明书第44-45段记载：步骤三，判断平层状态，当pmax-pmin<3时，判断轿厢抵达平层；步骤四，高度误差校正。
但是该方案存在的问题是：对于电梯运行状态的管理还有待进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电梯运行状态的判断方法，该方法采用在一个数据上传周期内的采样进行数据可信度判断，并输出少量的数据，减少服务器计算量，这对于分布式的大规模电梯运行状态的监控和校准是有着积极意义的。
同时，本发明还公开了一种电梯运行状态管理系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电梯运行状态的判断方法，包括依次进行的如下步骤：
步骤1：获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集，所述气压数据集内含有多个气压数据；
步骤2：取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；通过P1和P3、P2和P4计算该数据上传周期内电梯运行的状态；所述电梯运行的状态为上行、下行、静止之一；
步骤3：取气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器；所述服务器用于根据多个数据上传周期所上传的气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态绘制电梯运行曲线。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，若P1-P3＞X且P2-P4＞X，则判断电梯运行的状态为上行；
若P1-P3＜-X且P2-P4＜-X，则判断电梯运行的状态为下行；
若X＜P1-P3＜-X且X＜P2-P4＜-X，则判断电梯运行状态为静止；
X为正数且大于气压传感器的平均误差值的绝对值。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，若P1-P3＜-X且P2-P4＞X，或，P1-P3＞X且P2-P4＜-X，则判断该数据上传周期内气压数据集失准。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，若P1-P3＞X且X＜P2-P4＜-X，或，P1-P3＜-X且X＜P2-P4＜-X，则判断公式X＜P3-P4＜-X是否成立，若否，则判断该数据上传周期内气压数据集失准；
若是，则该数据上传周期暂停上传数据至服务器，待下一数据上传周期内的数据生成后再决定上传或放弃该数据上传周期的数据；
决定上传或放弃该数据上传周期的数据的方法为：判断电梯在下一数据上传周期的电梯运行的状态是否为静止，若是，则将P1以及P2至P4中任一气压数据、该两项气压数据对应的时间发送给服务器；若否则判断该数据上传周期内气压数据集失准并放弃该数据上传周期的数据。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，若X＜P1-P3＜-X且P2-P4＞X，或，X＜P1-P3＜-X且P2-P4＜-X，则判断公式X＜P2-P1＜-X是否成立；
若否，则判断该数据上传周期内气压数据集失准；若是，则判断上一数据上传周期内电梯运行的状态是否为静止；
若上一数据上传周期内电梯运行的状态为静止，则将P4以及P1至P3中任一气压数据、该两项气压数据对应的时间发送给服务器；
若上一数据上传周期内电梯运行的状态为上行或下行，则判断该数据上传周期内气压数据集失准。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，所述数据上传周期为1～3s，X为1～4Pa，采样频率为2～6Hz。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，一个数据上传周期内上传一个或两个气压数据。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，若数据上传周期内气压数据集失准，则该数据上传周期放弃上传数据。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，所述服务器绘制电梯运行曲线的方法为：将气压数据转换为高度值，并以时间为横坐标，高度为纵坐标形成坐标图；
若某一个数据上传周期内的数据放弃上传，则发送一通知给服务器，所述服务器在接收该通知后采用下一个判定为电梯运行的状态为静止的数据上传周期所上传的气压数据来校准气压和高度的关系。
在上述的电梯运行状态的判断方法中，校准气压和高度的关系的方法为：
获取电梯运行的状态为静止时所在的楼层信息；
根据楼层信息获取楼层的高度；
将楼层高度和该数据上传周期所上传的气压数据进行对应；
所述楼层信息采用电梯搭载的用于获取楼层信息的传感器或摄像头得到，所述楼层的高度和楼层的对应关系预存在服务器中；
或，
与气压数据集失准前的多个电梯运行状态为静止的气压数据集的气压数据比对，采用最接近的气压数据所对应的楼层为当前楼层和最接近的气压数据所对应的高度为楼层的高度。
同时，本发明还公开了一种用于实现如上任一所述方法的电梯运行状态管理系统，包括服务器、多个电梯，所述电梯内置有用于检测电梯所在高度的气压的气压传感器，所述电梯内或外设有用于和服务器进行通信连接的控制器，所述控制器和气压传感器电连接；
所述控制器包括如下模块：
数据采集模块：用于通过气压传感器获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集，所述气压数据集内含有多个气压数据；
状态分析模块：用于取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；通过P1和P3、P2和P4计算该数据上传周期内电梯运行的状态；所述电梯运行的状态为上行、下行、静止之一；
通信模块：用于取气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器；
所述服务器用于根据多个数据上传周期所上传的气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态绘制电梯运行曲线。
在上述的电梯运行状态管理系统中，所述状态分析模块还用于分析数据上传周期内气压数据集是否失准，若失准，则通信模块不上传该数据上传周期所属数据。
在上述的电梯运行状态管理系统中，所述通信模块在不上传该数据上传周期所属数据的同时发送一通知给服务器；
所述服务器还用于在接收该通知后采用下一个判定为电梯运行的状态为静止的数据上传周期所上传的气压数据来校准气压和高度的关系。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用在一个数据上传周期内的采样进行数据可信度判断，并输出少量的数据，减少服务器计算量，这对于分布式的大规模电梯运行状态的监控和校准是有着积极意义的。
进一步优选地，该方案通过优化数据可信度判断，可在数据失信状态下进行楼层高度的校准，其利于在气候或外部环境剧烈变化情况下的电梯智能化管理。
附图说明
图1为本发明的实施例1的流程图；
图2为本发明的实施例2的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参考图1，一种电梯运行状态的判断方法，包括依次进行的如下步骤：
步骤1：获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集，所述气压数据集内含有多个气压数据；
在本实施例中，设定数据上传周期为2s，采集频率为4Hz，2s内采集8个气压数据，将第2,4,6,8个数据设定为P1、P2、P3、P4；采集数据P1、P2、P3、P4有对应的时间点。
根据气压与高度的关系，在近地层的范围内有一个理论上和实际经验上的公式：
Figure 546074DEST_PATH_IMAGE001
其中
Figure 910190DEST_PATH_IMAGE002
=101325帕斯卡。
一般来说，在正常的气候变化下，气压传感器的误差并不会造成楼层和高度的显著差异化，大部分的民用电梯的速度在1m/s左右，气压传感器的误差大概在2Pa，也就是说高度误差大概在±20cm以内。
参考下表1，表1中记录不同时间的气压变化情况：
表1
Figure 83421DEST_PATH_IMAGE003
通过上表我们可以看出50分15s-16s是电梯下行；50分19s是电梯静止。
但是，在气候剧烈变化时，比如暴雨突至和其他强对流天气，会在瞬间改变大气稳定性、大气湿度等，还比如在一些楼宇内部的环境变化的状态下也可能导致电梯井内气压发生波动。
本发明是基于这种极端情况而提出的。
步骤2：取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；通过P1和P3、P2和P4计算该数据上传周期内电梯运行的状态；所述电梯运行的状态为上行、下行、静止之一；
判断电梯运行的状态可分为如下方法：
A、正常状态：
若P1-P3＞X且P2-P4＞X，则判断电梯运行的状态为上行；
这种情况下属于平稳的大气状态下的正常上行气压数据。
若P1-P3＜-X且P2-P4＜-X，则判断电梯运行的状态为下行；
这种情况下属于平稳的大气状态下的正常下行气压数据。
若X＜P1-P3＜-X且X＜P2-P4＜-X，则判断电梯运行状态为静止；
上述公式中，X=3。
B、异常状态1
若P1-P3＜-X且P2-P4＞X，或，P1-P3＞X且P2-P4＜-X，则判断该数据上传周期内气压数据集失准。
上述两种情况均为无法解释的情况，其可能的情形为气压传感器存在的瞬间数据采集失准、气压的剧烈波动等，不管哪种情况，我们都不能上传气压数据。
C、异常状态2
若P1-P3＞X且X＜P2-P4＜-X，或，P1-P3＜-X且X＜P2-P4＜-X，这种状态大概率是在2s内电梯由运动变为静止，但是也并非一定，需要进行下述判断过程：
判断公式X＜P3-P4＜-X是否成立；
若否，则判断该数据上传周期内气压数据集失准；
若是，则该数据上传周期暂停上传数据至服务器，待下一数据上传周期内的数据生成后再决定上传或放弃该数据上传周期的数据；
简而言之，我们需要判断下一数据上传周期电梯是否依然是静止。因为一般来说电梯开关门的时间要长于4s的，所以通过这种方式可以确定上一周期的数据可信度。
决定上传或放弃该数据上传周期的数据的方法为：判断电梯在下一数据上传周期的电梯运行的状态是否为静止，若是，则将P1以及P2至P4中任一气压数据、该两项气压数据对应的时间发送给服务器；若否则判断该数据上传周期内气压数据集失准并放弃该数据上传周期的数据。
D、异常状态3
若X＜P1-P3＜-X且P2-P4＞X，或，X＜P1-P3＜-X且P2-P4＜-X；此时大概率是电梯处于从静止转为运动的状态，在此情况下要做如下判断：
判断公式X＜P2-P1＜-X是否成立；
若否，则判断该数据上传周期内气压数据集失准；若是，则判断上一数据上传周期内电梯运行的状态是否为静止；
若上一数据上传周期内电梯运行的状态为静止，则将P4以及P1至P3中任一气压数据、该两项气压数据对应的时间发送给服务器；与上述的异常状态2类似，所以一旦电梯处于运动状态变化的交替阶段，则可参考前一周期的电梯的状态进行辅助判断本周期的数据可信度。
若上一数据上传周期内电梯运行的状态为上行或下行，则判断该数据上传周期内气压数据集失准。
综上所述，如果处于A、正常状态，则每个数据上传周期只需要上传一个气压数据、该数据对应的时间节点，以及电梯运行的状态；
如果处于电梯由静转动或由动转静，则应该上传静止时的一个气压数据以及运动时的气压数据以及对应的时间节点，电梯的运行状态无需上传，可根据对应的之前的或之后的数据上传周期的状态进行推论。
步骤3：取可信的气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器；所述服务器用于根据多个数据上传周期所上传的气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态绘制电梯运行曲线；
所述服务器绘制电梯运行曲线的方法为：将气压数据转换为高度值，并以时间为横坐标，高度为纵坐标形成坐标图；
若数据上传周期内气压数据集失准，则该数据上传周期放弃上传数据。
如果某一个数据上传周期内的数据放弃上传，则发送一通知给服务器，告知服务器本次数据上传周期出现不可信数据，所述服务器在接收该通知后采用下一个判定为电梯运行的状态为静止的数据上传周期所上传的气压数据来校准气压和高度的关系。
校准气压和高度的关系的方法为：
1.1、获取电梯运行的状态为静止时所在的楼层信息；所述楼层信息采用电梯搭载的用于获取楼层信息的传感器或摄像头得到，所述楼层的高度和楼层的对应关系预存在服务器中；比如在对应的楼层内加装射频模块，电梯上也加装对应的射频模块，通过射频通信可获知此时位于几楼。
但是大部分的电梯都没有安装这样的设备，还可以采用的方法为：与气压数据集失准前的多个电梯运行状态为静止的气压数据集的气压数据比对，采用最接近的气压数据所对应的楼层为当前楼层和最接近的气压数据所对应的高度为楼层的高度。一般来说，即使大气波动再厉害，相邻楼层的高度差一般都大于3m，其带来的气压差值为40Pa左右，很少会有这样的超极端气候变化出现。所以，只需要调用之前的电梯运行曲线即可，通过电梯运行曲线和现在录入的气压数据进行比对，可以得知现在的楼层高度，再和预存在数据库中的楼宇高度-楼层对照表可以得到楼层的数据。
1.2、根据楼层信息获取楼层的高度；
1.3、将楼层高度和该数据上传周期所上传的气压数据进行对应；
同步骤1.1-1.3可应对气候剧烈变化或楼宇环境发生不可预测变化时候的楼层和高度的校正。
这样做的意义在于：可在电梯故障时精确的对电梯进行定位；
本发明通过对数据进行分析和处理，每次上传的数据量极少，这对于分布式的楼宇电梯管理来说是非常有益的，其数据具有较高的准确性和指导意义。
实施例2
参考图2，一种用于实现如实施例1任一所述方法的电梯运行状态管理系统，包括服务器1、多个电梯2，所述电梯内置有用于检测电梯所在高度的气压的气压传感器3，所述电梯内或外设有用于和服务器进行通信连接的控制器4，所述控制器和气压传感器电连接；控制器4可以为一工业路由器。
所述控制器4包括如下模块：
数据采集模块41：用于通过气压传感器获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集，所述气压数据集内含有多个气压数据；
状态分析模块42：用于取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；通过P1和P3、P2和P4计算该数据上传周期内电梯运行的状态；所述电梯运行的状态为上行、下行、静止之一；此外，本模块还用于分析数据上传周期内气压数据集是否失准，若失准，则通信模块不上传该数据上传周期所属数据，同时发送一通知给服务器；
通信模块43：用于取气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器；
所述服务器用于根据多个数据上传周期所上传的气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态绘制电梯运行曲线，此外，本服务器在接收该通知后采用下一个判定为电梯运行的状态为静止的数据上传周期所上传的气压数据来校准气压和高度的关系。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (13)

1.一种电梯运行状态的判断方法，其特征在于，包括依次进行的如下步骤：
步骤1：获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集，所述气压数据集内含有多个气压数据；
步骤2：取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；通过P1和P3、P2和P4计算该数据上传周期内电梯运行的状态；所述电梯运行的状态为上行、下行、静止之一；
步骤3：取气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器；所述服务器用于根据多个数据上传周期所上传的气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态绘制电梯运行曲线。
2.根据权利要求1所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，若P1-P3＞X且P2-P4＞X，则判断电梯运行的状态为上行；
若P1-P3＜-X且P2-P4＜-X，则判断电梯运行的状态为下行；
若X＜P1-P3＜-X且X＜P2-P4＜-X，则判断电梯运行状态为静止；
X为正数且大于气压传感器的平均误差值的绝对值。
3.根据权利要求2所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，若P1-P3＜-X且P2-P4＞X，或，P1-P3＞X且P2-P4＜-X，则判断该数据上传周期内气压数据集失准。
4.根据权利要求3所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，若P1-P3＞X且X＜P2-P4＜-X，或，P1-P3＜-X且X＜P2-P4＜-X，则判断公式X＜P3-P4＜-X是否成立，若否，则判断该数据上传周期内气压数据集失准；
若是，则该数据上传周期暂停上传数据至服务器，待下一数据上传周期内的数据生成后再决定上传或放弃该数据上传周期的数据；
决定上传或放弃该数据上传周期的数据的方法为：判断电梯在下一数据上传周期的电梯运行的状态是否为静止，若是，则将P1以及P2至P4中任一气压数据、该两项气压数据对应的时间发送给服务器；若否则判断该数据上传周期内气压数据集失准并放弃该数据上传周期的数据。
5.根据权利要求3所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，若X＜P1-P3＜-X且P2-P4＞X，或，X＜P1-P3＜-X且P2-P4＜-X，则判断公式X＜P2-P1＜-X是否成立；
若否，则判断该数据上传周期内气压数据集失准；若是，则判断上一数据上传周期内电梯运行的状态是否为静止；
若上一数据上传周期内电梯运行的状态为静止，则将P4以及P1至P3中任一气压数据、该两项气压数据对应的时间发送给服务器；
若上一数据上传周期内电梯运行的状态为上行或下行，则判断该数据上传周期内气压数据集失准。
6.根据权利要求1所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，所述数据上传周期为1～3s，X为1～4Pa，采样频率为2～6Hz。
7.根据权利要求1所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，一个数据上传周期内上传一个或两个气压数据。
8.根据权利要求3-5任一所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，若数据上传周期内气压数据集失准，则该数据上传周期放弃上传数据。
9.根据权利要求8所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，所述服务器绘制电梯运行曲线的方法为：将气压数据转换为高度值，并以时间为横坐标，高度为纵坐标形成坐标图；
若某一个数据上传周期内的数据放弃上传，则发送一通知给服务器，所述服务器在接收该通知后采用下一个判定为电梯运行的状态为静止的数据上传周期所上传的气压数据来校准气压和高度的关系。
10.根据权利要求9所述的电梯运行状态的判断方法，其特征在于，校准气压和高度的关系的方法为：
获取电梯运行的状态为静止时所在的楼层信息；
根据楼层信息获取楼层的高度；
将楼层高度和该数据上传周期所上传的气压数据进行对应；
所述楼层信息采用电梯搭载的用于获取楼层信息的传感器或摄像头得到，所述楼层的高度和楼层的对应关系预存在服务器中；
或，
与气压数据集失准前的多个电梯运行状态为静止的气压数据集的气压数据比对，采用最接近的气压数据所对应的楼层为当前楼层和最接近的气压数据所对应的高度为楼层的高度。
11.一种用于实现权利要求1-10任一所述方法的电梯运行状态管理系统，其特征在于，包括服务器、多个电梯，所述电梯内置有用于检测电梯所在高度的气压的气压传感器，所述电梯内或外设有用于和服务器进行通信连接的控制器，所述控制器和气压传感器电连接；
所述控制器包括如下模块：
数据采集模块：用于通过气压传感器获取一个数据上传周期内的电梯的气压数据集，所述气压数据集内含有多个气压数据；
状态分析模块：用于取气压数据集内的由先至后的四个气压数据，分别为P1、P2、P3、P4；通过P1和P3、P2和P4计算该数据上传周期内电梯运行的状态；所述电梯运行的状态为上行、下行、静止之一；
通信模块：用于取气压数据集内的至少一个气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态，发送至服务器；
所述服务器用于根据多个数据上传周期所上传的气压数据、该气压数据对应的时间、电梯运行的状态绘制电梯运行曲线。
12.根据权利要求11所述的电梯运行状态管理系统，其特征在于：所述状态分析模块还用于分析数据上传周期内气压数据集是否失准，若失准，则通信模块不上传该数据上传周期所属数据。
13.根据权利要求12所述的电梯运行状态管理系统，其特征在于：所述通信模块在不上传该数据上传周期所属数据的同时发送一通知给服务器；
所述服务器还用于在接收该通知后采用下一个判定为电梯运行的状态为静止的数据上传周期所上传的气压数据来校准气压和高度的关系。
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