CN115544628A - 一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统 - Google Patents

一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统，数据采集端、服务器端、操作人员端以及后台控制端，所述数据采集端包括智能终端设备，所述数据采集端将采集的数据传输至所述服务器端，所述服务器端与所述后台控制端和所述操作人员端连接；所述服务器端通过所述数据采集端获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，通过数字孪生技术将电梯组在虚拟空间的展示，为电梯维护提供更全面的参考数据，操作人员在前去维修的路上可以预先制定整体的电梯维护方案，解决电梯设备发生故障时候，有效数据不全面的问题。

Description

一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统
技术领域
本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统。
背景技术
数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生是通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，由此形成物理维度上的实体世界和信息维度上的虚拟世界同生共存、虚实交融的格局，这是用数字化方式为物理对象创建虚拟模型，由此来模拟其在现实环境中的行为，数字孪生是数字化发展的必经之路，数字孪生城市是智慧城市的起点。
现有的电梯监测预警系统，通过采用智能硬件和智慧应用平台，形成完整的电梯物联网一体化解决方案，在不改变电梯现有电气线路的情况下，通过电梯云盒的各传感器采集电梯运行数据，实时监测电梯状态及事件/故障，上报至智慧电梯云管理平台进行监控管理，为客户提供电梯运行诊断数据，便于电梯维护判断。
但现有技术在实际运行过程中通过智能硬件采集视频影像信息传输至智慧应用平台，例如，电梯内的智能硬件设备采集到电梯的运行数据传输至智慧应用平台，智慧应用平台对数据进行分析，得出的电梯运行数据通过动态数字看板的形式展示给电梯维护人员，电梯维护人员通过平台提供的电梯运行数据对辖区范围内电梯进行维护管理，现有技术在实际运用过程中，通过数据看板形式展示电梯运行情况，操作人员只能通过观察电梯运行的数据来判断电梯的运行情况，当楼内存在多部电梯时候，例如六部电梯，当其中两部电梯出现故障，维护人员到达现场后只能根据个人经验去选择维修方式，由于缺少全面准确的有效数据信息，操作人员不能在电梯设备发生故障时，可以快速定位精准维护，有效解决运行过程中出现问题的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统，以解决电梯设备发生故障时候，有效数据不全面的问题。
第一方面，本发明提供一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法；
获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据；
将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型；
采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据；
采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据；
基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据。
进一步地，获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，包括：
创建电梯运行空间实际主体的物理实体的数据模型，所述数据模型的结构为物理实体的属性参数集合；
通过确定物理实体的属性参数集合得到数据模型的结构，所述物理实体的属性参数集合中的属性参数包括属性名称及数据类型；
对所述物理实体的属性参数集合中的数据与所述电梯运行空间实际主体建立关联关系。
进一步地，采集电梯运行主体内坐标数据，包括：
获取所述采集电梯运行主体所在区域范围内的地图数据；
将所述地理位置信息与采集电梯运行主体坐标数据建立关联关系，所述地理位置信息用于指示所述维护人员行驶路径。
进一步地，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，包括；
确定目标电梯对应的一组预定义数据初始值，并利用目标电梯的当前状态对应的属性参数值，替换所确定的一组预定义数据初始值得到所述实时物理实体对象；
根据所述实时物理实体对象运动状态进行判断，若实时物理实体对象运动状态存证异常，则将所述电梯运行历史数据反馈至服务器。
第二方面，一种基于数字孪生技术的电梯监测预警系统，其特征在于，包括；数据采集端、服务器端、操作人员端以及后台控制端，所述数据采集端包括智能终端设备，所述数据采集端将采集的数据传输至所述服务器端，所述服务器端与所述后台控制端和所述操作人员端连接；
所述服务器端通过所述数据采集端获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型，采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据，采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据。
本发明的有益效果如下：本发明提供的一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据，空间影像数据虚拟空间形式展示给操作人员，操作人员根据通过电梯在虚拟空间内的影像直观地观察电梯的运行情况，当电梯发生故障时候，操作人员可以通过数字孪生技术搭建的虚拟空间直观地观察到电梯组各电梯的运行情况，救援人员去电梯故障所在地进行维修时候，电梯所在的数字孪生空间与城市数字孪生空间的地理坐标数据进行统一，根据维修目的地给到维修人员虚拟空间环境下去电梯所在地的路线，与传统的电子地图相比，数字孪生技术提供路线带有立体感，维修人员可以根据虚拟空间展示楼梯以及楼道快速地找到电梯以及配电房等物体，通过数字孪生技术将电梯组在虚拟空间的展示，为电梯维护提供更全面的参考数据，操作人员在前去维修的路上可以预先制定整体的电梯维护方案，解决电梯设备发生故障时候，有效数据不全面的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的基于数字孪生技术的电梯监测预警系统内服务器端处理方法流程图；
图2为本发明实施例提供的基于数字孪生技术的电梯监测预警系统内服务器端数据处理方法步骤S101的流程图；
图3为本发明实施例提供的基于数字孪生技术的电梯监测预警系统内服务器端数据处理方法S104的流程图；
图4为本发明实施例提供的基于数字孪生技术的电梯监测预警系统内服务器端数据处理方法S105的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
第一方面，请参阅图1，本发明提供一基于数字孪生技术的电梯监测预警方法方法；
S101，所述服务器端通过所述数据采集端获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据；
创建电梯运行空间实际主体的物理实体的数据模型，所述数据模型的结构为物理实体的属性参数集合，通过确定物理实体的属性参数集合得到数据模型的结构，所述物理实体的属性参数集合中的属性参数包括属性名称及数据类型，对所述物理实体的属性参数集合中的数据与所述电梯运行空间实际主体建立关联关系。
S102，将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型。
S103，采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据。
采集电梯运行过程实时产生的运行轨迹数据，将数据传输至服务器，服务器将数据代入数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行过程中的动态数据，动态数据通过数字孪生模型可以呈现出影像。
S104，采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据。
获取所述采集电梯运行主体所在区域范围内的地图数据，将所述地理位置信息与采集电梯运行主体坐标数据建立关联关系，所述地理位置信息用于指示所述维护人员行驶路径。
S105，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据。
确定目标电梯对应的一组预定义数据初始值，并利用目标电梯的当前状态对应的属性参数值，替换所确定的一组预定义数据初始值得到所述实时物理实体对象；根据所述实时物理实体对象运动状态进行判断，若实时物理实体对象运动状态存证异常，则将所述电梯运行历史数据反馈至服务器。
当电梯发生故障时候，操作人员可以通过数字孪生技术搭建的虚拟空间直观地观察到电梯组各电梯的运行情况，救援人员去电梯故障所在地进行维修时候，电梯所在的数字孪生空间与城市数字孪生空间的地理坐标数据进行统一，根据维修目的地给到维修人员虚拟空间环境下去电梯所在地的路线，与传统的电子地图相比，数字孪生技术提供路线带有立体感，维修人员可以根据虚拟空间展示楼梯以及楼道快速地找到电梯以及配电房等物体，通过数字孪生技术将电梯组在虚拟空间的展示，为电梯维护提供更全面的参考数据，操作人员在前去维修的路上可以预先制定整体的电梯维护方案，解决电梯设备发生故障时候，有效数据不全面的问题。
进一步地，请参阅图2，获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，包括；
S201，创建电梯运行空间实际主体的物理实体的数据模型，所述数据模型的结构为物理实体的属性参数集合；
S202，通过确定物理实体的属性参数集合得到数据模型的结构，所述物理实体的属性参数集合中的属性参数包括属性名称及数据类型；
S203，对所述物理实体的属性参数集合中的数据与所述电梯运行空间实际主体建立关联关系。
进一步地，请参阅图3，采集电梯运行主体内坐标数据，包括：
S301，获取所述采集电梯运行主体所在区域范围内的地图数据；
S302，将所述地理位置信息与采集电梯运行主体坐标数据建立关联关系，所述地理位置信息用于指示所述维护人员行驶路径。
进一步地，请参阅图4，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，包括：
S401，确定目标电梯对应的一组预定义数据初始值，并利用目标电梯的当前状态对应的属性参数值，替换所确定的一组预定义数据初始值得到所述实时物理实体对象；
S402，根据所述实时物理实体对象运动状态进行判断，若实时物理实体对象运动状态存证异常，则将所述电梯运行历史数据反馈至服务器。
第二方面，一种基于数字孪生技术的电梯监测预警系统，其特征在于，包括；数据采集端、服务器端、操作人员端以及后台控制端，所述数据采集端包括智能终端设备，所述数据采集端将采集的数据传输至所述服务器端，所述服务器端与所述后台控制端和所述操作人员端连接；
所述服务器端通过所述数据采集端获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型，采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据，采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据。
由以上实施例可知，本发明提供的一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法及系统，包括；数据采集端、服务器端、操作人员端以及后台控制端，所述数据采集端包括智能终端设备，所述数据采集端将采集的数据传输至所述服务器端，所述服务器端与所述后台控制端和所述操作人员端连接；所述服务器端通过所述数据采集端获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据；将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型；采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据；采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据；基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据，空间影像数据虚拟空间形式展示给操作人员，操作人员根据通过电梯在虚拟空间内的影像直观地观察电梯的运行情况，当电梯发生故障时候，操作人员可以通过数字孪生技术搭建的虚拟空间直观地观察到电梯组各电梯的运行情况，救援人员去电梯故障所在地进行维修时候，电梯所在的数字孪生空间与城市数字孪生空间的地理坐标数据进行统一，根据维修目的地给到维修人员虚拟空间环境下去电梯所在地的路线，与传统的电子地图相比，数字孪生技术提供路线带有立体感，维修人员可以根据虚拟空间展示楼梯以及楼道快速地找到电梯以及配电房等物体，通过数字孪生技术将电梯组在虚拟空间的展示，为电梯维护提供更全面的参考数据，操作人员在前去维修的路上可以预先制定整体的电梯维护方案，解决电梯设备发生故障时候，有效数据不全面的问题。
本发明实施例还提供一种存储介质，本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明提供的基于大数据地对公生态系统的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：Read-OnlyMemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：RandomAccessMemory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种基于数字孪生技术的电梯监测预警方法方法，其特征在于，包括；
获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据；
将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型；
采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据；
采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据；
基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据。
2.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的电梯监测预警方法，其特征在于，获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，包括；
创建电梯运行空间实际主体的物理实体的数据模型，所述数据模型的结构为物理实体的属性参数集合；
通过确定物理实体的属性参数集合得到数据模型的结构，所述物理实体的属性参数集合中的属性参数包括属性名称及数据类型；
对所述物理实体的属性参数集合中的数据与所述电梯运行空间实际主体建立关联关系。
3.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的电梯监测预警方法，其特征在于，采集电梯运行主体内坐标数据，还包括：
获取所述采集电梯运行主体所在区域范围内的地图数据；
将所述地理位置信息与采集电梯运行主体坐标数据建立关联关系，所述地理位置信息用于指示所述维护人员行驶路径。
4.如权利要求1所述的基于数字孪生技术的电梯监测预警方法，其特征在于，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，包括：
确定目标电梯对应的一组预定义数据初始值，并利用目标电梯的当前状态对应的属性参数值，替换所确定的一组预定义数据初始值得到所述实时物理实体对象；
根据所述实时物理实体对象运动状态进行判断，若实时物理实体对象运动状态存证异常，则将所述电梯运行历史数据反馈至服务器。
5.一种基于数字孪生技术的电梯监测预警系统，其特征在于，包括；数据采集端、服务器端、操作人员端以及后台控制端，所述数据采集端包括智能终端设备，所述数据采集端将采集的数据传输至所述服务器端，所述服务器端与所述后台控制端和所述操作人员端连接；
所述服务器端通过所述数据采集端获取电梯运行空间实际主体对象的特征数据，将所述特征数据通过预设映射关系，构建数字孪生电梯运行空间模型，采集电梯运行轨迹数据，并将所述电梯运行轨迹数据代入至所述数字孪生电梯运行空间模型，生成电梯运行动态数据，采集电梯运行主体内坐标数据，将所述坐标数据与所述电梯运行轨迹数据建立关联关系，得到实体对象内电梯运行的位置数据，并将电梯运行位置数据进行存储，得到电梯运行历史数据，基于所述数字孪生电梯运行空间模型对所述电梯运行历史数据以及电梯运行动态数据处理，得到虚拟空间影像数据。
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CN117602473A (zh) * 2023-12-05 2024-02-27 深圳市卓越信息技术有限公司 基于数字孪生的特种设备运行监控方法、设备及存储介质

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