CN114590668B - 一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统，涉及无人驾驶施工升降机运行监管技术领域，用于解决现有的施工升降机处于额定载重并长时间进行超负荷运作，降低施工升降机的使用寿命以及增加施工升降机的故障几率的问题，本发明是通过运行分析模块对运行信息进行分析处理以得到施工升降机的运送总重量、状态偏离值和运检时长，然后对其处理得到施工升降机的动态重量，通过施工升降机的动态重量与待送重量进行比对，合理的调整施工升降机的载重，信令处理模块接收到异常信令或维护信令后对其进行解析处理以得到对应的令处优值，以便于合理选取对应的工作人员对施工升降机的零部件进行异常或维护处理。

Description

一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统

技术领域

本发明涉及无人驾驶施工升降机运行监管技术领域，具体为一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统。

背景技术

施工升降机又叫建筑用施工电梯，是建筑中经常使用的载人载货施工机械，由于其独特的箱体结构使其乘坐起来既舒适又安全，施工升降机在工地上通常是配合塔吊使用，一般载重量在1-3吨；

但现有的无人驾驶施工升降机，若长时间处于额定载重，以及长时间进行超负荷运作，容易造成施工升降机内零部件发送损耗，增加其发生故障的几率，降低施工升降机的使用寿命；

针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决现有的施工升降机处于额定载重并长时间进行超负荷运作，降低施工升降机的使用寿命以及增加施工升降机的故障几率的问题，而提出一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统，包括安装在施工升降机上的监控端以及与监控端通信连接的服务器；所述监控端包括：

数据采集模块，采集施工升降机的运行信息并将其发送至运行分析模块；其中运行信息包括施工升降机运行时的载重物数据以及施工升降机内各零部件的运行状态数据；载重物数据包括载重物的名称以及载重物的重量；运行状态数据包括零部件的名称、运行时的温度、电压以及工作时长等；

运行分析模块，将运行信息发送至服务器内同时对运行信息进行分析，具体为：

识别载重物的名称以及需要运送的载重物重量并将该重量标记为待送重量；获取施工升降机的运送总重量；其中，运送总重量为施工升降机启动运送的初始时刻至当前时刻内所运送的所有重量之和；

对运行状态数据进行比对，将运行状态数据的数据与对应零部件的预设范围进行比对，当所有运行状态数据中的数据均在对应零部件的预设范围内时，分析运行状态数据的状态偏离值；

获取施工升降机的运检时长，将运送总重量、状态偏离值和运检时长进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者的数值分别标记为YS1、YS2和YS3；

利用公式

得到施工升降机的动态重量DT；其中，ED为施工升降机的额定载重；λ为误差修正因子，d1为运送总重量的换算权重系数，d2为状态偏离值的换算权重系数；d3为运检时长的换算权重系数；

将待送重量与动态重量DT进行比对，当待送重量小于或等于动态重量DT时，生成重量合格指令并输出显示，然后施工升降机将需要运送的载重物送至对应位置；当待送重量大于动态重量DT时，将待送重量减去动态重量DT得到超出重量；输出超出重量并显示，对应人员将需要运送的载重物重量减去超出重量后，施工升降机将需要运送的载重物送至对应位置；

当所有运行状态数据中的任一数据不在对应零部件的预设范围内时，则生成施工升降机的异常信令并反馈至服务器，同时输出施工升降机停止运送文字提示；其中，异常信令包括零部件的名称以及位置；

作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内包括：

数据库，用于对运行信息和注册信息进行存储；

信令处理模块，用于接收异常信令或维护信令并进行处理，具体处理过程为：接收到异常信令或维护信令后对其进行解析以得到零部件的名称以及位置，获取数据库内的注册信息，对注册信息进行筛选以得到零部件对应处理或维护工作人员并标记为待分析人员；

向待分析人员的智能终端发送信令处理请求，在预设时间范围内，将反馈确认指令的待分析人员标记为优选人员；向优选人员的智能终端发送位置时间获取指令以获取优选人员的实时位置和出发时刻；

将出发时刻与当前时刻进行时刻差计算以得到处及间隔时长，将优选人员的实时位置与异常信令或维护信令内的位置进行位置间距计算以得到零人间距；

获取优选人员内的令处总值，将优先人员的令处总值、处及间隔时长和零人间距进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者的数值依次标记为QT1、QT2和QT3；利用公式M1=QT1×qs1/（QT2×qs2+QT3×qs3）得到优选人员的令处优值，将异常信令或维护信令发送至令处优值最大的优选人员的智能终端，优选人员通过智能终端接收到异常信令或维护信令后，到达对应零部件位置后进行异常或维护处理并通过反馈到达信息，其中到达信息包括到达零部件的位置和时刻以及处理完成时刻；

所述服务器内还包括：

令处分析模块，用于对工作人员进行令处总值分析，当工作人员为初始注册或未进行一次零部件异常或维护处理，则不进行令处总值分析，同时令处总值的值直接取一；具体分析过程为：统计工作人员的处理完成时刻的时刻数，将到达零部件位置的时刻与出发时刻进行时刻差计算得到达需时长；设定所有距离均对应一个预设时长，将对应的零人间距与所有距离进行匹配以得到对应的预设时长，将预设时长与达需时长进行比对，当达需时长小于预设时长时，计算两者之间的时长差得到零前时长；当达需时长大于或等于预设时长，零超总次数增加一次；将工作人员所有的零前时长进行求和并除以时刻数得到零前均值时长，对零前均值时长进行分析得到零处总值并发送至数据库存储。

所述对零前均值时长进行分析的具体过程为：

提取零前均值时长的数值并以该数值为半径画圆心角为九十度的扇形得到零前扇形，再以零超总次数的数值为半径画圆得到零超扇形，当零超扇形的面积大于或等于零前扇形的面积，则生成该工作人员的信息删除信令并发送至数据库，数据库接收到信息删除信令后，对该工作人员的注册信息进行删除；当零超扇形的面积小于零前扇形的面积时，将零超扇形与零前扇形的圆心重合，连接零超扇形与零前扇形内对应弧长上的中点得到中心线，提取工作人员工作时长的数值，以中心线的中点为起始点画垂直与中心线的直线得到时长垂线，时长垂线的长度与工作时长的数值相等；将时长垂线的终点与中心线的一个端点连线得到垂中三角形，计算垂中三角形的面积并提取面积的数值并将其标记为令处总值。

所述数据库内还包括：

信息分析单元，对运行信息进行分析，具体分析过程为：获取对应时间段零部件所有的运行信息，将零部件对应的数据标记为Ejk，j表示数据种类，j=1，2,……，n，n为正整数；k表示同一数据种类数据的总数，取值为正整数；k=1，2,……，m，m为正整数；将零部件对应的数据代入

得到零部件的偏离值TF；其中，qj为数据种类对应的预设权重因子，Yj为数据种类对应的预设中位值；

当偏离值大于设定阈值时，生成零部件的维护信令并发送至信令处理模块；

将施工升降机内所有监测的零部件的偏离值进行求和得到偏离总值，获取所有零部件的上一次维护或异常处理的时刻，若没有，则获取零部件的初始安装时刻；将零部件的上一次维护或异常处理的时刻或初始安装时刻与当前时刻进行时刻差计算得到维间时长，将所有零部件的维间时长进行求和并取均值得到维间均值时长，提取维间均值时长和偏离总值的数值并标记为MF1和MF2；设定维间均值时长和偏离总值对应的权重为fs1和fs2；利用公式YS2=MF1×fs1+MF2×fs2得到施工升降机的状态偏离值。

所述数据库内还包括人员注册单元，人员注册单元用于工作人员通过智能终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息在数据库内存储。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过运行分析模块对运行信息进行分析处理以得到施工升降机的运送总重量、状态偏离值和运检时长，然后对其进行归一化处理得到施工升降机的动态重量，通过施工升降机的动态重量与待送重量进行比对，从而合理的调整施工升降机的载重，避免现有的施工升降机处于额定载重并长时间进行超负荷运作，降低施工升降机的使用寿命以及增加施工升降机的故障几率；

2、本发明信令处理模块接收到异常信令或维护信令后对其进行解析以得到零部件的名称以及位置，获取数据库内的注册信息，对注册信息进行筛选以得到零部件对应处理或维护工作人员并标记为待分析人员；对待分析人员进行处理得到对应的令处优值，以便于通过令处优值合理选取对应的工作人员对施工升降机的零部件进行异常或维护处理。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体原理框图；

图2为本发明数据库的原理框图；

图3为本发明垂中三角形示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统，包括安装在施工升降机电控柜内的监控端以及与监控端通信连接的服务器；

监控端内包括数据采集模块和运行分析模块；

数据采集模块采集施工升降机的运行信息并将其发送至运行分析模块；运行信息包括施工升降机运行时的载重物数据以及施工升降机内各零部件的运行状态数据；载重物数据包括载重物的名称以及载重物的重量；运行状态数据包括零部件的名称、运行时的温度、电压以及工作时长等；零部件包括施工升降机的电机、变频器和控制器等；

运行分析模块将运行信息发送至服务器内同时对运行信息进行分析，识别载重物的名称以及需要运送的载重物重量并将该重量标记为待送重量；获取施工升降机的运送总重量；其中，运送总重量为施工升降机启动运送的初始时刻至当前时刻内所运送的所有重量之和；

对运行状态数据进行比对，将运行状态数据的数据与对应零部件的预设范围进行比对，当所有运行状态数据中的数据均在对应零部件的预设范围内时，分析运行状态数据的状态偏离值；

获取施工升降机的运检时长，将运送总重量、状态偏离值和运检时长进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者的数值分别标记为YS1、YS2和YS3；

利用公式

得到施工升降机的动态重量DT；其中，ED为施工升降机的额定载重；λ为误差修正因子，d1为运送总重量的换算权重系数，d2为状态偏离值的换算权重系数；d3为运检时长的换算权重系数；

将待送重量与动态重量DT进行比对，当待送重量小于或等于动态重量DT时，生成重量合格指令并输出显示，然后施工升降机将需要运送的载重物送至对应位置；当待送重量大于动态重量DT时，将待送重量减去动态重量DT得到超出重量；输出超出重量并显示，对应人员将需要运送的载重物重量减去超出重量后，施工升降机将需要运送的载重物送至对应位置；

当所有运行状态数据中的任一数据不在对应零部件的预设范围内时，则生成施工升降机的异常信令并反馈至服务器，同时输出施工升降机停止运送文字提示；其中，异常信令包括零部件的名称以及位置；

服务器内包括数据库、信令处理模块和令处分析模块；

请参阅图2所示，数据库对运行信息和注册信息进行存储，数据库内还包括人员注册单元和信息分析单元，人员注册单元用于工作人员通过智能终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息在数据库内存储；其中注册信息包括注册人员的姓名、年龄、维护或处理零部件的名称、入职时刻等；将入职时刻与当前时刻进行时刻计算得到工作时长，单位月；

信令处理模块接收到异常信令或维护信令后对其进行解析以得到零部件的名称以及位置，获取数据库内的注册信息，对注册信息进行筛选以得到零部件对应处理或维护工作人员并标记为待分析人员；

向待分析人员的智能终端发送信令处理请求，在预设时间范围内，将反馈确认指令的待分析人员标记为优选人员；向优选人员的智能终端发送位置时间获取指令以获取优选人员的实时位置和出发时刻；

将出发时刻与当前时刻进行时刻差计算以得到处及间隔时长，将优选人员的实时位置与异常信令或维护信令内的位置进行位置间距计算以得到零人间距；

获取优选人员内的令处总值，将优先人员的令处总值、处及间隔时长和零人间距进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者的数值依次标记为QT1、QT2和QT3；利用公式M1=QT1×qs1/（QT2×qs2+QT3×qs3）得到优选人员的令处优值M1；其中，qs1、qs2和qs3为令处总值、处及间隔时长和零人间距对应的预设权重，取值分别为0.6、0.15和0.25；

将异常信令或维护信令发送至令处优值最大的优选人员的智能终端，优选人员通过智能终端接收到异常信令或维护信令后，到达对应零部件位置后进行异常或维护处理并通过反馈到达信息，其中到达信息包括到达零部件的位置和时刻以及处理完成时刻；

令处分析模块对工作人员进行令处总值分析，当工作人员为初始注册或未进行一次零部件异常或维护处理，则不进行令处总值分析，同时令处总值的值直接取一；具体分析过程为：统计工作人员的处理完成时刻的时刻数，将到达零部件位置的时刻与出发时刻进行时刻差计算得到达需时长；设定所有距离均对应一个预设时长，将对应的零人间距与所有距离进行匹配以得到对应的预设时长，将预设时长与达需时长进行比对，当达需时长小于预设时长时，计算两者之间的时长差得到零前时长；

请参阅图3所示，当达需时长大于或等于预设时长，零超总次数增加一次；将工作人员所有的零前时长进行求和并除以时刻数得到零前均值时长，提取零前均值时长的数值并以该数值为半径画圆心角为九十度的扇形得到零前扇形1，再以零超总次数的数值为半径画圆得到零超扇形2，当零超扇形2的面积大于或等于零前扇形1的面积，则生成该工作人员的信息删除信令并发送至数据库，数据库接收到信息删除信令后，对该工作人员的注册信息进行删除；当零超扇形2的面积小于零前扇形1的面积时，将零超扇形2与零前扇形1的圆心重合，连接零超扇形2与零前扇形1内对应弧长上的中点得到中心线3，提取工作人员工作时长的数值，以中心线3的中点为起始点画垂直与中心线的直线得到时长垂线4，时长垂线4的长度与工作时长的数值相等；将时长垂线的终点与中心线3的一个端点连线得到垂中三角形5，计算垂中三角形5的面积并提取面积的数值并将其标记为令处总值；

信息分析单元对运行信息进行分析，具体分析过程为：获取对应时间段零部件所有的运行信息，将零部件对应的数据标记为Ejk，j表示数据种类，j=1，2,……，n；n为正整数；如数据种类为电机的温度，则对应的预设中位值可以设置为28℃；

k表示同一数据种类数据的总数，取值为正整数；k=1，2,……，m，m为正整数；将零部件对应的数据代入

得到零部件的偏离值TF；其中，qj为数据种类对应的预设权重因子，Yj为数据种类对应的预设中位值；

当偏离值大于设定阈值时，生成零部件的维护信令并发送至信令处理模块；

将施工升降机内所有监测的零部件的偏离值进行求和得到偏离总值，获取所有零部件的上一次维护或异常处理的时刻，若没有，则获取零部件的初始安装时刻；将零部件的上一次维护或异常处理的时刻或初始安装时刻与当前时刻进行时刻差计算得到维间时长，将所有零部件的维间时长进行求和并取均值得到维间均值时长，提取维间均值时长和偏离总值的数值并标记为MF1和MF2；设定维间均值时长和偏离总值对应的权重为fs1和fs2；代入公式YS2=MF1×fs1+MF2×fs2得到施工升降机的状态偏离值；其中fs1和fs2的取值由本领域技术人员根据实际情况进行合理设置，如fs1的取值为0.57、0.43；

本发明在使用时，数据采集模块采集施工升降机的运行信息，通过运行分析模块对运行信息进行分析处理以得到施工升降机的运送总重量、状态偏离值和运检时长，然后对其进行归一化处理得到施工升降机的动态重量，通过施工升降机的动态重量与待送重量进行比对，从而合理的调整施工升降机的载重，避免现有的施工升降机处于额定载重并长时间进行超负荷运作，降低施工升降机的使用寿命以及增加施工升降机的故障几率；信令处理模块接收到异常信令或维护信令后对其进行解析以得到零部件的名称以及位置，获取数据库内的注册信息，对注册信息进行筛选以得到零部件对应处理或维护工作人员并标记为待分析人员；对待分析人员进行处理得到对应的令处优值，以便于通过令处优值合理选取对应的工作人员对施工升降机的零部件进行异常或维护处理，解决了现有的施工升降机无法合理的选取人员处理故障，进而延迟施工升降机故障处理的效时长，影响施工使用的问题。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统，包括安装在施工升降机上的监控端以及与监控端通信连接的服务器；其特征在于，所述监控端包括：

数据采集模块，采集施工升降机的运行信息并将其发送至运行分析模块；

运行分析模块，将运行信息发送至服务器内同时对运行信息进行分析，具体为：

识别载重物的名称以及需要运送的载重物重量并将该重量标记为待送重量；获取施工升降机的运送总重量；运送总重量为施工升降机启动运送的初始时刻至当前时刻内所运送的所有重量之和；

对运行状态数据进行比对，将运行状态数据的数据与对应零部件的预设范围进行比对，当所有运行状态数据中的数据均在对应零部件的预设范围内时，分析运行状态数据的状态偏离值；

获取施工升降机的运检时长，将运送总重量、状态偏离值和运检时长进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者的数值分别标记为YS1、YS2和YS3；

利用公式

得到施工升降机的动态重量DT；其中，ED为施工升降机的额定载重；λ为误差修正因子，d1为运送总重量的换算权重系数，d2为状态偏离值的换算权重系数；d3为运检时长的换算权重系数；

将待送重量与动态重量DT进行比对，当待送重量小于或等于动态重量DT时，生成重量合格指令并输出显示，然后施工升降机将需要运送的载重物送至对应位置；当待送重量大于动态重量DT时，将待送重量减去动态重量DT得到超出重量；输出超出重量并显示，对应人员将需要运送的载重物重量减去超出重量后，施工升降机将需要运送的载重物送至对应位置；

当所有运行状态数据中的任一数据不在对应零部件的预设范围内时，则生成施工升降机的异常信令并反馈至服务器，同时输出施工升降机停止运送文字提示；

所述服务器内包括：

数据库，用于对运行信息和注册信息进行存储；

信令处理模块，用于接收异常信令或维护信令并进行处理，具体处理过程为：接收到异常信令或维护信令后对其进行解析以得到零部件的名称以及位置，获取数据库内的注册信息，对注册信息进行筛选以得到零部件对应处理或维护工作人员并标记为待分析人员；

向待分析人员的智能终端发送信令处理请求，在预设时间范围内，将反馈确认指令的待分析人员标记为优选人员；向优选人员的智能终端发送位置时间获取指令以获取优选人员的实时位置和出发时刻；

将出发时刻与当前时刻进行时刻差计算以得到处及间隔时长，将优选人员的实时位置与异常信令或维护信令内的位置进行位置间距计算以得到零人间距；

获取优选人员内的令处总值，将优先人员的令处总值、处及间隔时长和零人间距进行归一化处理并取三者归一化处理后的数值，将三者的数值依次标记为QT1、QT2和QT3；利用公式M1＝QT1×qs1/(QT2×qs2+QT3×qs3)得到优选人员的令处优值，将异常信令或维护信令发送至令处优值最大的优选人员的智能终端，优选人员通过智能终端接收到异常信令或维护信令后，到达对应零部件位置后进行异常或维护处理并通过反馈到达信息，其中到达信息包括到达零部件的位置和时刻以及处理完成时刻；

令处分析模块，用于对工作人员进行令处总值分析，具体分析过程为：统计工作人员的处理完成时刻的时刻数，将到达零部件位置的时刻与出发时刻进行时刻差计算得到达需时长；设定所有距离均对应一个预设时长，将对应的零人间距与所有距离进行匹配以得到对应的预设时长，将预设时长与达需时长进行比对，当达需时长小于预设时长时，计算两者之间的时长差得到零前时长；当达需时长大于或等于预设时长，零超总次数增加一次；将工作人员所有的零前时长进行求和并除以时刻数得到零前均值时长，当达需时长大于或等于预设时长，零超总次数增加一次；将工作人员所有的零前时长进行求和并除以时刻数得到零前均值时长，提取零前均值时长的数值并以该数值为半径画圆心角为九十度的扇形得到零前扇形(1)，再以零超总次数的数值为半径画圆得到零超扇形(2)，当零超扇形(2)的面积大于或等于零前扇形(1)的面积，则生成该工作人员的信息删除信令并发送至数据库，数据库接收到信息删除信令后，对该工作人员的注册信息进行删除；当零超扇形(2)的面积小于零前扇形(1)的面积时，将零超扇形(2)与零前扇形(1)的圆心重合，连接零超扇形(2)与零前扇形(1)内对应弧长上的中点得到中心线(3)，提取工作人员工作时长的数值，以中心线(3)的中点为起始点画垂直与中心线的直线得到时长垂线(4)，时长垂线(4)的长度与工作时长的数值相等；将时长垂线的终点与中心线(3)的一个端点连线得到垂中三角形(5)，计算垂中三角形(5)的面积并提取面积的数值并将其标记为令处总值；

信息分析单元，对运行信息进行分析，具体分析过程为：获取对应时间段零部件所有的运行信息，将零部件对应的数据标记为Ejk，j表示数据种类，j＝1，2,……，n，n为正整数；k表示同一数据种类数据的总数，取值为正整数；k＝1，2,……，m，m为正整数；将零部件对应的数据代入

得到零部件的偏离值TF；其中，qj为数据种类对应的预设权重因子，Yj为数据种类对应的预设中位值；

当偏离值大于设定阈值时，生成零部件的维护信令并发送至信令处理模块；

将施工升降机内所有监测的零部件的偏离值进行求和得到偏离总值，获取所有零部件的上一次维护或异常处理的时刻，若没有，则获取零部件的初始安装时刻；将零部件的上一次维护或异常处理的时刻或初始安装时刻与当前时刻进行时刻差计算得到维间时长，将所有零部件的维间时长进行求和并取均值得到维间均值时长，提取维间均值时长和偏离总值的数值并标记为MF1和MF2；设定维间均值时长和偏离总值对应的权重为fs1和fs2；利用公式YS2＝MF1×fs1+MF2×fs2得到施工升降机的状态偏离值。

2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的升降机无人驾驶用运行管理系统，其特征在于，所述数据库内还包括人员注册单元，人员注册单元用于工作人员通过智能终端提交注册信息进行注册并将注册成功的注册信息在数据库内存储。

Images