CN116045427B - 基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电梯消杀领域，特别是基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，包括设置于电梯轿厢顶部的过滤器、电梯状态采集终端和智能控制终端，所述过滤器具有一净化内腔以及与该净化内腔连通的进风口和出风口，所述净化内腔设置有一筒状滤芯，所述筒状滤芯包括一旋转滤布外筒，所述旋转滤布外筒内设置有固定的活性炭内筒，所述的活性炭内筒中设置有紫外线灯；所述电梯状态采集终端用于采集电梯的状态信息；智能控制终端将状态信息进行数据处理并根据控制策略控制所述的过滤器进行消杀工作；本发明能实现在不干扰电梯安全运行的情况下对电梯定时消杀、提前消杀、人多大风量消杀、停运后扫尾消杀等不同空气消杀和净化策略，大大提升电梯性能。

Description

基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统
技术领域
本发明涉及电梯消杀技术领域，特别是基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统。
背景技术
电梯是人们生活中不可或缺的垂直公共交通工具，然而电梯轿厢作为密闭空间，其内部空气、按钮等都具有较强疾病传播风险。根据相关国家标准，电梯轿厢主要是通过设在轿顶和轿底一定尺寸的通风口进行换气，没有对空气进行过滤和消杀，一段时间不运行轿厢内空间甚至无法保持清新、清洁，影响乘客乘梯满意度，甚至可能在轿厢内造成传染性疾病传播。
但当前背景技术均存在一定问题，具体如下：
背景技术1：给电梯轿厢加装排气扇24小时运行。这种技术费电且没有空气净化、消杀的效果，仅能在轿厢停止状态下为轿厢带来一定量的空气。
背景技术2：在轿厢内加装一定功率的紫外灯，安装开关门传感器或红外传感器，定时开启消杀（有人时不启动）。这种技术在电梯有人乘坐时无法消杀，在人与人可能发生疾病传播的关键时刻无法启动，错过疾病防控的关键节点。此外，空气靠自然循环且无过滤，有很大的局限性。
背景技术3：加装排气扇通风，同时在轿厢内加装紫外灯，安装开关门传感器或红外传感器，按照一定算法策略智能启动消杀。这种技术核心问题是有人乘梯时仍旧无法消杀，虽然可以精确在轿厢无人的情况下及时启动，但是仍无法解决多人乘梯时可能在第一时间发生的传染问题，此外消杀效率也无法保证。依旧有局限性。
因此，需要一种方法对电梯轿厢内进行主动空气循环净化，并在必要条件下开展病毒和细菌的智能化消杀。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，能根据电梯状态实现消杀，确保电梯轿厢良好的空气环境。
本发明采用以下方案实现：
基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，包括电梯轿厢，还包括设置于电梯轿厢顶部的过滤器、电梯状态采集终端和智能控制终端，所述过滤器具有一净化内腔以及与该净化内腔连通的进风口和出风口，所述净化内腔设置有一筒状滤芯，所述筒状滤芯包括一旋转滤布外筒，所述旋转滤布外筒内设置有固定的活性炭内筒，所述的活性炭内筒中设置有紫外线灯；所述电梯轿厢内壁上设置有新风器，所述新风器由吹风管和进气管组成，所述进风口与所述进气管连通；所述出风口与所述吹风管连通；所述吹风管与出风口之间设置有抽风机；所述电梯状态采集终端用于采集电梯的状态信息；所述的智能控制终端接收所述的状态信息进行数据处理并形成控制结果控制所述的过滤器进行消杀工作；
所述的数据处理包括：将第一数据处理控制策略和第二数据处理控制策略的结果进行阈值比较后，择优控制所述的过滤器进行消杀工作；
所述第一数据处理控制策略是根据所述状态信息进行冗余比较控制算法，形成高低两档风量输出；
所述第二数据处理控制策略是：先进行数据差异标准化，然后采用多层前馈网络进行输出；通过运用比例共轭梯度动量算法对输出进行训练，形成无级风量调控。
进一步的，所述数据差异标准化的实现方法：采用实际当前时间、工作日、人流量统计、风量、当前温度、灯管已使用寿命、二氧化碳浓度参数构建观测矩阵:[X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量]；对每类数据输入值进行均值分析
；
其中表示样本方差，X为变量，/>为均值，/>为样本个数，该X包括：X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量；
构建动态输入反馈机制，与N日内数据进行预估分析，获取X_bias当前时间、X_bias工作日、X_bias人流量统计、X_bias风量、X_bias当前温度、X_bias灯管已使用寿命、X_bias二氧化碳浓度、X_bias选择的楼层数量，其中偏离指标分析X_bias；
利用X输入= (X +a*Sx+b*X_bias)构建重定义输入矩阵，获得目标输入量X输入，再对该目标输入量X输入进行标准化处理，其中a为均值系数，b为偏离值系数，X_bias包括：X_bias当前时间、X_bias工作日、X_bias人流量统计、X_bias风量、X_bias当前温度、X_bias灯管已使用寿命、X_bias二氧化碳浓度、X_bias选择的楼层数量。
进一步的，所述数据差异标准化的实现方法：还包括：
构建观测矩阵：
设X=( X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量,…,Xj)是状态集合,V=(v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8, …, vi)是观测集合，则X的状态集合和V的观测集合的观测矩阵为：
；
i为观测值个数;j为状态个数；其中vi为观测集合中第i个观测值，xj为状态集合中第j个状态值;是给定状态值Xj条件下Vi出现的概率；
标准化变换后的观测值矩阵为：
；其中
；
式中为变量/>的观测值的平均值，/>为变量xj的观测值的方差，/>为标准差；n和p均为自然数；标准化变换后，矩阵/>的各列的均值均为0，标准差均为1。
进一步的，所述的多层前馈网络，具有多层sigmoid隐藏层和softmax输出层；预定义相关权重w_当前时间、w_工作日、w_人流量统计、w_风量、w_当前温度、w_灯管已使用寿命、w_二氧化碳浓度、w_选择的楼层数量参数,提升网络数据关联训练能力与时间；并在sigmoid函数中自适应输出结果，其中sigmoid隐藏层函数如下：其中X为自变量，f(X)为函数值，e为自然底数；
在softmax输出层采用softmax作为函数回归输出，获取最优解；
其中，softmax输入特征为:,输出标记为:/>；假设函数为对于每一个样本估值其所属的类别的概率P(y=j|x),/> 为向量参数系数,则每个样本估计类别概率为: />。
进一步的，所述比例共轭梯度动量算法进行训练输出层计算输出结果控制量的实现方法：
定义特征结果阈值区间[Ans1开关量，Ans2风量大小]，阈值范围为[0~1,0~100%]；100%风量依据产品说明制定，其中Ans1开关量表示是否开关风扇判断参数，Ans2风量大小表示风扇的输出大小。
进一步的，所述冗余比较控制算法，其结果为高低两档风量输出；所述电梯状态采集终端通过电梯自带的加速度传感器、选层传感器、气体传感器、开关门传感器和平层传感器采集电梯状态信息；所述加速度传感器用于检测电梯运行加速度a轿厢，电梯轿厢停止和稳定运行时为0，其他状态不为0；所述选层传感器用于检测选定楼层的值：选定楼层的值为集合，电梯轿厢内部尚未选择任何楼层时，选择楼层的层号的集合X楼层等于空集，即楼层不发生变化，选择楼层时，楼层X楼层不为空集合；气体传感器为二氧化碳气体传感器，所述二氧化碳传感器用于采集二氧化碳浓度值ΔC二氧化碳，二氧化碳浓度值的单位为PPM，开关门传感器用于检测电梯轿厢的开关门状态DOOR轿厢，所述开关门状态为逻辑值，轿厢门完全打开时为True，此外为False；电梯状态采集终端能够检测开机运行时间T开机和启动消杀时间T启动，所述开机运行时间和启动消杀时间的单位为分钟。
进一步的，所述冗余比较控制算法为：Ans1 = (T开机/60<10) or (ΔC二氧化碳/700>0.005) or ((a轿厢≠ 0) and (X楼层≠ Ø)) or (DOOR轿厢)，当Ans1为True时即启动消杀，否则不启动消杀。
进一步的，所述冗余比较控制算法还包括：Ans2 = （T启动<15) or (ΔC二氧化碳/700>0.01) or ((Num(X楼层)>3) and (DOOR轿厢))，其中Num(X楼层)为选择的楼层数量，Ans2为True时，抽风机速度即为快速(0.5<设定阈值<1)，否则为慢速(0<设定阈值<0.5)。
进一步的，所述阈值比较为：当（Ans1=True，1- Ans1开关量>开关控制差异阈值）or（Ans1=False， Ans1开关量>开关控制差异阈）or(Ans2- Ans2风量大小<速率控制差异阈)，其中，开关控制差异阈与速度控制差异阈代表可容许的第一数据处理与第二数据处理策略差异值，则重验证第二数据处理控制策略，采用第一数据处理控制策略；否则采用第二数据处理控制策略对风量进行无级调控，通过对应阈值区间控制下一步动作。
进一步的，还包括是否结束消杀的算法：Ans3 = (T启动>30) and (a轿厢= 0) and(X楼层= Ø) and (not(DOOR轿厢))，其中not表示非，当Ans3为True时结束消杀，否则不结束消杀。
进一步的，所述的内筒两端设置轴承，所述旋转滤布外筒的两端各自固定在所述轴承上实现转动；所述过滤器的进风口对准所述旋转滤布外筒的侧壁，且所述旋转滤布外筒表面布设有旋转叶片，以利于进风口的风吹动旋转叶片，带动旋转滤布外筒旋转。
进一步的，所述活性炭内筒的内壁设置有抽拉轨道，所述紫外线灯设置在一支架上，所述支架能在所述抽拉轨道上滑动。
进一步的，所述旋转滤布外筒是HEPA滤网，其滤布材质为PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布或熔喷玻璃纤维。
进一步的，所述过滤器内部还具有一负离子发生腔，所述负离子发生腔的出气端与所述过滤器的出气口连通。
进一步的，所述吹风管具有三个吹风口，所述进气管具有三个吸气孔，所述吹风口和吸气孔由下至上均匀排列；所述过滤器还设置有一备用进气口。
进一步的，所述的吹风口和吸气孔均设置有控制阀，所述控制阀的控制策略包括：
A、在识别到电梯有人时，开启最下端的吹风口控制阀和最下端的吸气孔控制阀；
B、在所述消杀工作启动时，先打开所述备用进气口以及所述吹风口对梯箱空气进行搅动；在搅动结束后，关闭所述备用进气口，再打开所述吸气孔，进行循环消杀工作。
进一步的，还包括一由所述智能控制终端无线控制的扫地机器人，所述扫地机器人设置于任意楼层，所述智能控制终端识别到电梯闲置状态，控制电梯到所述任意楼层，并且控制电梯处于维护状态，所述智能控制终端控制所述扫地机器人对电梯地板进行清扫。
本发明的有益效果：电梯轿厢空气净化和消杀装置位于电梯轿顶，不必考虑紫外装置对人体的影响，可随时启动进行消杀和空气净化；而且本发明的通过特殊的旋转滤芯结构，解决了传统固定滤芯滤布使用不均的问题，延长了滤芯使用寿命而且增加了净化效果。此外，智能化装置能够全方位采集电梯运行状态，监测电梯轿厢二氧化碳含量，为实施高效消杀和节能消杀奠定基础；采用智能消杀策略可以有效提高紫外线灯使用寿命，降低消杀设备能耗；本发明通过运用多层前馈网络结构以及比例共轭梯度动量算法进行训练，误差弱化，提升网络泛化能力。去差异归一化预处理数值增强网络准确预估能力；对比使用冗余比较控制方法有效保证系统控制稳定性。能够实现定时消杀、提前消杀、人多大风量消杀、停运后扫尾消杀等不同空气消杀和净化策略，在不干扰电梯安全运行的情况下，能够根据乘梯人数、运行状况和环境状况智能化决定消杀策略，进行主动空气循环净化，并在必要条件下开展病毒和细菌的智能化消杀。
附图说明
图1为本发明运行过程的流程图。
图2为本发明实施例系统的整体结构示意图。
图3为本发明实施例筒状滤芯的简要示意图。
图4为本发明实施例筒状滤芯在过滤器中的位置示意图。
图5为本发明实施例电梯开门状态示意图。
图6为本发明实施例出风管和进气管平面结构示意图。
图7为第二数据处理控制策略算法架构图。
图中：电梯轿厢1，过滤器2，电梯状态采集终端3，智能控制终端4，净化内腔5，进风口6，出风口7，筒状滤芯8，旋转滤布外筒9，活性炭内筒10，紫外线灯11，新风器12，吹风管13，进气管14，抽风机15，轴承16，旋转叶片17，正时针旋转18，抽拉轨道19，支架20，吹风口21，吸气孔22，扫地机器人23。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本申请实施例，提出基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，利用位于电梯轿厢内的设备，所述设备包括加速度传感器、选层传感器、气体传感器、开关门传感器、平层传感器和用于采集上述传感器数据的电梯状态采集终端，以及用于接收电梯状态采集终端数据，控制空气过滤和消杀是否开启的智能控制终端；
如图1所示，该系统运行流程包括：设备开机，基于多传感器数据计算判定是否启动消杀，根据传感器数据确定风扇（抽风机）速率，吸入轿厢空气，空气过滤、紫外大功率消杀、过滤消杀后的空气排入轿厢，最后基于多传感器数据计算判定是否结束消杀。
具体的，如图2、3、5所示，本实施系统包括电梯轿厢1，还包括设置于电梯轿厢顶部的过滤器2、电梯状态采集终端3和智能控制终端4，所述过滤器2具有一净化内腔5以及与该净化内腔5连通的进风口6和出风口7，所述净化内腔5设置有一筒状滤芯8，所述筒状滤芯8包括一旋转滤布外筒9，所述旋转滤布外筒9内设置有固定的活性炭内筒10，所述的活性炭内筒10中设置有紫外线灯11；所述电梯轿厢内壁上设置有新风器12，所述新风器由吹风管13和进气管14组成，所述进风口6与所述进气管14连通；所述出风口6与所述吹风管13连通；所述吹风管13与出风口6之间设置有抽风机15；所述电梯状态采集终端3用于采集电梯的状态信息；所述的智能控制终端4接收所述的状态信息进行数据处理并根据控制策略控制所述的过滤器进行消杀工作；所述的数据处理包括：将第一数据处理控制策略和第二数据处理控制策略的结果进行阈值比较后，择优控制所述的过滤器进行消杀工作；
所述第一数据处理控制策略是根据所述状态信息进行冗余比较控制算法，形成高低两档风量输出；
所述第二数据处理控制策略是：先进行数据差异标准化，然后采用多层前馈网络进行输出；通过运用比例共轭梯度动量算法对输出进行训练，形成无级风量调控。
本发明通过电梯状态采集终端3采集的数据进行统一标准化，便于后续的数据处理，其提高后续数据处理效率。本系统与传统的空气净化设备不同，由于其是应用在电梯轿厢，是基于电梯轿厢不同的状态实现消杀，不仅要在系统结构上改进，而且还要结合采集的状态信息数据进行分析处理，做到高效、安全消杀。
在本发明一实施例中，请参见图7，图7为第二数据处理控制策略算法架构图，从图中可以知道该算法：包含了差异化归一层、输入层、隐含层、输出层；其中差异化归一层中的数据差异标准化的实现方法：
所述数据差异标准化的实现方法：采用实际当前时间、工作日、人流量统计、风量、当前温度、灯管已使用寿命、二氧化碳浓度参数构建观测矩阵:[X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量]；对每类数据输入值进行均值分析
；
其中表示样本方差，X为变量，/>为均值，/>为样本个数，该X包括：X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量；
构建动态输入反馈机制，与N日内数据进行预估分析，获取X_bias当前时间、X_bias工作日、X_bias人流量统计、X_bias风量、X_bias当前温度、X_bias灯管已使用寿命、X_bias二氧化碳浓度、X_bias选择的楼层数量，其中偏离指标分析X_bias；
利用X输入= (X +a*Sx+b*X_bias)构建重定义输入矩阵，获得目标输入量X输入，再对该目标输入量X输入进行标准化处理，其中a为均值系数，b为偏离值系数，X_bias包括：X_bias当前时间、X_bias工作日、X_bias人流量统计、X_bias风量、X_bias当前温度、X_bias灯管已使用寿命、X_bias二氧化碳浓度、X_bias选择的楼层数量。由于部分输入变量为传感器收集参数，存在可容许的误差，因此设计X_bias可有效消除偏离误差。
进一步的，所述数据差异标准化的实现方法：还包括：
构建观测矩阵：
设X=( X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量,…,Xj)是状态集合,V=(v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8, …, vi)是观测集合，则X的状态集合和V的观测集合的观测矩阵为：
；
i为观测值个数;j为状态个数；其中vi为观测集合中第i个观测值，xj为状态集合中第j个状态值;是给定状态值Xj条件下Vi出现的概率；
标准化变换后的观测值矩阵为：
；其中
；
式中为变量/>的观测值的平均值，/>为变量xj的观测值的方差，/>为标准差；n和p均为自然数；标准化变换后，矩阵/>的各列的均值均为0，标准差均为1。
请继续参见图7，具体的所述的多层前馈网络，具有多层sigmoid隐藏层与和softmax输出层；
图中，在输入层：预定义相关权重w_当前时间、w_工作日、w_人流量统计、w_风量m³/h、w_当前温度、w_灯管已使用寿命、w_二氧化碳浓度、w_选择的楼层数量参数，提升网络数据关联训练能力与时间；构建权重矩阵和输入矩阵获得隐藏层的输入；
并在sigmoid函数中自适应输出结果，其中sigmoid隐藏层输入如下：
；
其中X为自变量，f(x)为函数值，e为自然底数；
在softmax输出层采用softmax作为函数输出，获取最优解；
其中，softmax输入特征为:,输出标记为:/>；假设函数为对于每一个样本估值其所属的类别的概率P(y=j|x),/> 为向量参数系数,则每个样本估计类别概率为: />。
本实施例中，所述比例共轭梯度动量算法进行训练输出层计算输出结果控制量的实现方法：
定义特征结果阈值区间[Ans1开关量，Ans2风量大小]，阈值范围为[0~1,0~100%]；100%风量依据产品说明制定，较佳的，该值可以设置为1200 m³/h。Ans1开关量是表示是否开关的风扇由这个参数判断，如果按机械调控，0为关，1为开，算法会得出0-1区间的一个大小值，则定义阈值靠近谁就选择谁。Ans2风量大小风扇的输出大小由这个参数判断。
在本发明一实施例中，所述第一数据处理控制策略是根据所述状态信息进行冗余比较控制算法，形成高低两档风量输出。本实施例中，高低两档定义为快速和慢速，该快速和慢速本发明通过第一、第二数据处理策略的结果附加运行冗余比较，采取择优策略控制所述的过滤器进行消杀工作；对电梯轿厢的消杀精确且稳定。所述冗余比较控制算法，其结果为高低两档风量输出；所述电梯状态采集终端通过电梯自带的加速度传感器、选层传感器、气体传感器、开关门传感器和平层传感器采集电梯状态信息；所述加速度传感器用于检测电梯运行加速度 a轿厢，电梯轿厢停止和稳定运行时为0，其他状态不为0；所述选层传感器用于检测选定楼层的值：选定楼层的值为集合，电梯轿厢内部尚未选择任何楼层时，选择楼层的层号的集合X楼层等于空集，即楼层不发生变化，选择楼层时，楼层X楼层不为空集合；气体传感器为二氧化碳气体传感器，所述二氧化碳传感器用于采集的二氧化碳浓度值ΔC二氧化碳，二氧化碳浓度值的单位为PPM，开关门传感器用于检测电梯轿厢的开关门状态DOOR轿厢，所述开关门状态为逻辑值，轿厢门完全打开时为True，此外为False；电梯状态采集终端能够检测开机运行时间T开机和启动消杀时间T启动，所述开机运行时间和启动消杀时间的单位为分钟。
所述冗余比较控制算法为：Ans1 = (T开机/60<10) or (ΔC二氧化碳/700>0.005) or((a轿厢≠ 0) and (X楼层 ≠ Ø)) or (DOOR轿厢)，当Ans1为True时即启动消杀，否则不启动消杀。所述冗余比较控制算法还包括：Ans2 = （T启动<15) or (ΔC二氧化碳/700>0.01) or((Num(X楼层)>3) and (DOOR轿厢))，其中Num(X楼层)为选择的楼层数量，Ans2为True时，抽风机速度即为快速(0.5<设定阈值<1)，否则为慢速(0<设定阈值<0.5)。
将第一数据处理控制策略和第二数据处理控制策略的结果进行阈值比较，请继续参见图7，本实施例中，该所述阈值比较为：当（Ans1=True，1- Ans1开关量>开关控制差异阈值）or（Ans1=False， Ans1开关量>开关控制差异阈）or(Ans2- Ans2风量大小<速率控制差异阈)，其中，开关控制差异阈与速度控制差异阈代表可容许的第一数据处理与第二数据处理策略差异值，则重验证第二数据处理控制策略，采用第一数据处理控制策略；否则采用第二数据处理控制策略对风量进行无级调控，通过对应阈值区间控制下一步动作。具体的，当（Ans1=True，1-Ans1开关量<0.5）or(Ans2- Ans2风量大小<速率控制阈)，则重验证多层前馈网络算法，采用冗余比较控制算法策略；否则采用多层前馈网络算法对风量进行无级调控，通过对应阈值区间控制下一步动作。
此外，本实施例中，还包括是否结束消杀的算法：Ans3 = (T启动>30) and (a轿厢= 0)and (X楼层= Ø) and (not(DOOR轿厢))，其中not表示非，当Ans3为True时结束消杀，否则不结束消杀。
本发明提出两个算法策略，其中第二数据处理控制策略先将实际输入值数据统一标准化，然后将大量数据集包含轿厢内二氧化碳浓度值、电梯运行速度、楼层数、场景敏感系数或使用频次系数的参数带入误差弱化模型网络进行训练，并输出相应的风量、运行时间网络的输出，再经过数据集训练后完毕优化网络模型搭建，在实际使用中，根据不同工况，不同环境将参数导入，能够得到最优的无级变速消杀输出。在此基础上，本申请将其与第一数据处理控制策略进行冗余比较，进一步提升控制精度和稳定性。
此外，本系统不仅在策略控制上具有突出显著特点，本系统还对过滤系统硬件结构进行了改进；请参见图3，图3为本系统实施例筒状滤芯8的简要示意图，所述的活性炭内筒10两端设置轴承16，具体的，该活性炭内筒10与轴承16的内圈固定连接，所述旋转滤布外筒9的两端各自固定在所述轴承16上实现转动，即该旋转滤布外筒9与轴承的外圈固定连接；所述过滤器2的进风口6对准所述旋转滤布外筒9的侧壁，且所述旋转滤布外筒表面布设有旋转叶片17，以利于进风口的风吹动旋转叶片17，带动旋转滤布外筒旋转，活性炭内筒不动，根据叶片设置的位置，可以正时针旋转18，也可以逆时针旋转。本实施例筒状滤芯8的滤布利用进风获得动力，实现旋转过滤，不仅充分利用了滤布，延长了滤布的使用寿命，减少成本，而且提升了过滤效率。
请继续参见图3和图4，图4为本实施例筒状滤芯8在过滤器中的位置示意图，本实施例中，为了更好的维护筒状滤芯8，更换紫外线灯11，所述活性炭内筒10的内壁设置有抽拉轨道19，所述紫外线灯设置在一支架20上，所述支架20能在所述抽拉轨道19上滑动。值得一提的是，本申请的净化内腔5在设置该可抽拉的紫外线灯时，实现其抽拉式安装，其封口处都要设置密封环，避免漏风，该结构是现有技术，此处就不进行具体说明，但该结构并不以此为限制。请继续参见图3和图4，在过滤器工作后，其风路走向应由A到B，抽进来的风依次经过旋转滤布外筒9、活性炭内筒10，并在活性炭内筒10内经过紫外线灯杀菌后，送入出风口7。本实施例中，所述的紫外线灯11的功率密度是每1厘米长的灯管不低于2w（如35cm长的灯管功率不低于70w），峰值波长应为254nm。
本实施例中，所述旋转滤布外筒9是HEPA滤网，其滤布材质为PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布或熔喷玻璃纤维等，这里并不以此为限制。
值得一提的是，本申请系统拓展功能很多，可以增加空气清晰剂、负离子发生装置等，具体的：所述过滤器内部还具有一负离子发生腔，所述负离子发生腔的出气端与所述过滤器的出气口连通。该负离子发生腔是常规技术，这里就不进行图示说明，其也是由所述智能控制终端控制，该负离子发生腔产生的负离子可以由进气管14送入电梯轿厢1。此外，本申请系统的可拓展性比较高，还可以根据需求增置空气清晰发生装置，也是由所述智能控制终端控制，也可以由进气管14送入电梯轿厢1。由于智能控制终端设置有智能化算法，能大大提高电梯轿厢环境。
请参见图5和图6，图5为电梯开门状态示意图，图6为出风管和进气管平面结构示意图，所述吹风管13具有三个吹风口21，所述进气管具有三个吸气孔22，所述吹风口和吸气孔由下至上均匀排列；所述过滤器还设置有一备用进气口（图中未示意）。
较佳的，为了更好的控制电梯轿厢内的吹吸状态，所述的吹风口和吸气孔均设置有控制阀，所述控制阀的控制策略包括：
A、在识别到电梯有人时，开启最下端的吹风口控制阀和最下端的吸气孔控制阀；该策略可以实现有人乘坐电梯时，从脚底进行消杀气体循环。
B、在所述消杀工作启动时，先打开所述备用进气口以及所述吹风口对梯箱空气进行搅动；在搅动结束后，关闭所述备用进气口，再打开所述吸气孔，进行循环消杀工作。由于电梯空间较大，通过对电梯轿厢内空气搅动，能确保电梯轿厢内的空气流动，避免角落细菌或病毒的遗留。
在本发明另一实施中，请继续参见图5，该系统还包括一由所述智能控制终端无线控制的扫地机器人23，所述扫地机器人设置于任意楼层，该楼层可以根据楼层建筑的布局任意指定，这里并不进行限定。所述智能控制终端4识别到电梯闲置状态，控制电梯到该指定楼层，并且控制电梯处于维护状态，所述智能控制终端控制所述扫地机器人23对电梯地板进行清扫。这样既保证电梯轿厢1地板的清洁，也能通过扫地机器人对地板进行清洁、杀菌处理。
总之，本发明根据智能优化算法，能够实现定时消杀、提前消杀、人多大风量消杀、停运后扫尾消杀等不同空气消杀和净化策略，在不干扰电梯安全运行的情况下，能够根据乘梯人数、运行状况和环境状况智能化决定消杀策略，进行主动空气循环净化，并在必要条件下开展病毒和细菌的智能化消杀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (17)

1.基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，包括电梯轿厢，其特征在于：还包括设置于电梯轿厢顶部的过滤器、电梯状态采集终端和智能控制终端，所述过滤器具有一净化内腔以及与该净化内腔连通的进风口和出风口，所述净化内腔设置有一筒状滤芯，所述筒状滤芯包括旋转滤布外筒，所述旋转滤布外筒内设置有固定的活性炭内筒，所述的活性炭内筒中设置有紫外线灯；所述电梯轿厢内壁上设置有新风器，所述新风器由吹风管和进气管组成，所述进风口与所述进气管连通；所述出风口与所述吹风管连通；所述吹风管与出风口之间设置有抽风机；所述电梯状态采集终端用于采集电梯的状态信息；所述的智能控制终端接收所述的状态信息进行数据处理并形成控制结果控制所述的过滤器进行消杀工作；
所述的数据处理包括：将第一数据处理控制策略和第二数据处理控制策略的结果进行阈值比较后，择优控制所述的过滤器进行消杀工作；
所述第一数据处理控制策略是根据所述状态信息进行冗余比较控制算法，形成高低两档风量输出；
所述第二数据处理控制策略是：先进行数据差异标准化，然后采用多层前馈网络进行输出；通过运用比例共轭梯度动量算法对输出进行训练，形成无级风量调控。
2.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述数据差异标准化的实现方法：采用实际当前时间、工作日、人流量统计、风量、当前温度、灯管已使用寿命、二氧化碳浓度、选择楼层数量参数构建观测矩阵:[X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量]；对每类数据输入值进行均值分析
；
其中表示样本方差，X为变量，/>为均值，/>为样本个数，该X包括：X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量；
构建动态输入反馈机制，与N日内数据进行预估分析，获取X_bias当前时间、X_bias工作日、X_bias人流量统计、X_bias风量、X_bias当前温度、X_bias灯管已使用寿命、X_bias二氧化碳浓度、X_bias选择的楼层数量，其中偏离指标分析X_bias；
利用X输入 = (X +a*Sx+b*X_bias)构建重定义输入矩阵，获得目标输入量X输入，再对该目标输入量X输入进行标准化处理，其中a为均值系数，b为偏离值系数，X_bias包括：X_bias当前时间、X_bias工作日、X_bias人流量统计、X_bias风量、X_bias当前温度、X_bias灯管已使用寿命、X_bias二氧化碳浓度、X_bias选择的楼层数量。
3.根据权利要求2所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述数据差异标准化的实现方法：还包括：
构建观测矩阵：
设X=( X当前时间,X工作日,X人流量统计,X风量,X当前温度,X灯管已使用寿命,X二氧化碳浓度,X选择楼层数量,…,Xj)是状态集合,V=(v1,v2,v3,v4,v5,v6,v7,v8, …, vi)是观测集合，则X的状态集合和V的观测集合的观测矩阵为：
；
i为观测值个数;j为状态个数；其中vi为观测集合中第i个观测值，xj为状态集合中第j个状态值;是给定状态值Xj条件下Vi出现的概率；
标准化变换后的观测值矩阵为：
；其中
；
式中为变量/>的观测值的平均值，/>为变量xj的观测值的方差，/>为标准差；n和p均为自然数；标准化变换后，矩阵/>的各列的均值均为0，标准差均为1。
4.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述的多层前馈网络，具有多层sigmoid隐藏层和softmax输出层；预定义相关权重w_当前时间、w_工作日、w_人流量统计、w_风量、w_当前温度、w_灯管已使用寿命、w_二氧化碳浓度、w_选择的楼层数量参数,提升网络数据关联训练能力与时间；并在sigmoid函数中自适应输出结果，其中sigmoid隐藏层函数如下：其中X为自变量，f(X)为函数值，e为自然底数；
在softmax输出层采用softmax作为函数回归输出，获取最优解；
其中，softmax输入特征为:,输出标记为:/>；假设函数为对于每一个样本估值其所属的类别的概率P(y=j|x),/> 为向量参数系数,则每个样本估计类别概率为: />。
5.根据权利要求4所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：
所述比例共轭梯度动量算法进行训练输出层计算输出结果控制量的实现方法：
定义特征结果阈值区间[Ans1开关量，Ans2风量大小]，阈值范围为[0~1,0~100%]；100%风量依据产品说明制定，其中Ans1开关量表示是否开关风扇判断参数，Ans2风量大小表示风扇的输出大小。
6.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述冗余比较控制算法，其结果为高低两档风量输出；所述电梯状态采集终端通过电梯自带的加速度传感器、选层传感器、气体传感器、开关门传感器和平层传感器采集电梯状态信息；所述加速度传感器用于检测电梯运行加速度a轿厢，电梯轿厢停止和稳定运行时为0，其他状态不为0；所述选层传感器用于检测选定楼层的值：选定楼层的值为集合，电梯轿厢内部尚未选择任何楼层时，选择楼层的层号的集合X楼层等于空集，即楼层不发生变化，选择楼层时，楼层X楼层不为空集合；气体传感器为二氧化碳气体传感器，所述二氧化碳传感器用于采集二氧化碳浓度值ΔC二氧化碳，二氧化碳浓度值的单位为PPM，开关门传感器用于检测电梯轿厢的开关门状态DOOR轿厢，所述开关门状态为逻辑值，轿厢门完全打开时为True，此外为False；电梯状态采集终端能够检测开机运行时间T开机和启动消杀时间T启动，所述开机运行时间和启动消杀时间的单位为分钟。
7.根据权利要求6所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述冗余比较控制算法为：Ans1 = (T开机/60 < 10) or (ΔC二氧化碳/700 > 0.005) or ((a轿厢≠ 0)and (X楼层≠ Ø)) or (DOOR轿厢)，当Ans1为True时即启动消杀，否则不启动消杀。
8.根据权利要求7所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述冗余比较控制算法还包括：Ans2 = （T启动< 15) or (ΔC二氧化碳/700 >0.01) or ((Num(X楼层) > 3) and (DOOR轿厢))，其中Num(X楼层)为选择的楼层数量，Ans2为True时，抽风机速度即为快速(0.5<设定阈值<1)，否则为慢速(0<设定阈值<0.5)。
9.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述阈值比较为：当（Ans1=True，1- Ans1开关量>开关控制差异阈值）or（Ans1=False， Ans1开关量>开关控制差异阈）or(Ans2- Ans2风量大小<速率控制差异阈)，其中，开关控制差异阈与速度控制差异阈代表可容许的第一数据处理与第二数据处理策略差异值，则重验证第二数据处理控制策略，采用第一数据处理控制策略；否则采用第二数据处理控制策略对风量进行无级调控，通过对应阈值区间控制下一步动作。
10.根据权利要求5所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于，还包括是否结束消杀的算法：Ans3 = (T启动> 30) and (a轿厢 = 0) and (X楼层 = Ø) and (not(DOOR轿厢))，其中not表示非，当Ans3为True时结束消杀，否则不结束消杀。
11.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述的内筒两端设置轴承，所述旋转滤布外筒的两端各自固定在所述轴承上实现转动；所述过滤器的进风口对准所述旋转滤布外筒的侧壁，且所述旋转滤布外筒表面布设有旋转叶片，以利于进风口的风吹动旋转叶片，带动旋转滤布外筒旋转。
12.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述活性炭内筒的内壁设置有抽拉轨道，所述紫外线灯设置在一支架上，所述支架能在所述抽拉轨道上滑动。
13.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述旋转滤布外筒是HEPA滤网，其滤布材质为PP滤纸、玻璃纤维、复合PP PET滤纸、熔喷涤纶无纺布或熔喷玻璃纤维。
14.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述过滤器内部还具有一负离子发生腔，所述负离子发生腔的出气端与所述过滤器的出气口连通。
15.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于，所述吹风管具有三个吹风口，所述进气管具有三个吸气孔，所述吹风口和吸气孔由下至上均匀排列；所述过滤器还设置有一备用进气口。
16.根据权利要求15所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：所述吹风口和所述吸气孔均设置有控制阀，所述控制阀的控制策略包括：
A、在识别到电梯有人时，开启最下端的吹风口控制阀和最下端的吸气孔控制阀；
B、在所述消杀工作启动时，先打开所述备用进气口以及所述吹风口对梯箱空气进行搅动；在搅动结束后，关闭所述备用进气口，再打开所述吸气孔，进行循环消杀工作。
17.根据权利要求1所述的基于智能决策的电梯轿厢空气净化系统，其特征在于：还包括一由所述智能控制终端无线控制的扫地机器人，所述扫地机器人设置于任意楼层，所述智能控制终端识别到电梯闲置状态，控制电梯到所述任意楼层，并且控制电梯处于维护状态，所述智能控制终端控制所述扫地机器人对电梯地板进行清扫。
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