CN212315239U - 一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，该系统包括中心服务器、数据采集器、多个监测传感器和移动终端设备，述多个监测传感器连接待监测垂直电梯的多个关键零部件，所述数据采集器连接多个监测传感器，所述数据采集器与所述中心服务器通过以太网交换机连接，其通过各模块及其相应的连接方式，对所管理范围内垂直电梯实时情况进行监测与故障预测，在突发情况发生前能够及时预警并通知管理人员及负责维修人员对预警的垂直电梯进行维修保养处理。

Description

一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统

技术领域

本实用新型属于地下基础设施综合监测技术领域，具体涉及一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统。

背景技术

目前，垂直电梯用于实现乘客在不同楼层间的垂直提升，可供行动不便乘客或携带大件行李乘客使用，城市轨道交通、高速铁路、机场等公共交通领域垂直电梯由于具有运行时间长、负载大、高峰时期经常满负荷运行等特点，难免会出现各种各样的故障。垂直电梯设备分布广，工况多，其关键部件(曳引机、减速器、提升装置、平层感应器等)故障种类多、易扩大、难防控，故障的出现不仅影响垂直电梯的正常运行，还有可能导致安全事故，甚至造成重大的经济损失或人员伤亡。近年来，垂直电梯运行过程中由于出现故障未及时被发现而导致的安全事故报道屡见不鲜。作为车站、机场、综合体等公共交通领域运载及疏散乘客的关键设备，也是特种设备，其事故后果恶劣，有必要进行全寿命周期的安全保障系统研究，推进预防性报警技术。

为保证垂直电梯全寿命周期的运行安全，现有的维保模式采用“故障维修+定期保养”的形式，存在过度维修或欠缺维修情况，无法准确的掌握垂直电梯运行状态，造成资金、资源浪费，同时不能对垂直电梯的突发性故障进行预测，容易造成突发性的安全事故，甚至造成重大经济损失及人员伤亡。垂直电梯系统本身为了保证安全，设置有：应急照明、安全停靠、停电再平层、上电再平层、超载保护和满载直驶、警铃、超速保护装置、终端限位保护、撞底保护装置、门保护装置、钢丝绳防断装置、曳引装置保护、玻璃安全保护、防撞护栏、对重安全钳、对讲通话等安全装置。采用阈值报警方式，故障后报警，事后维修，不能保证全寿命的健康运行，不能够指导设计、选型，无法实现全寿命优化。轨道交通领域采用设备监控系统进行垂直电梯运行状态的监测，包括上行、下行、轿厢停靠位置、轿厢开/关门、故障报警等状态，仅有故障报警状态，并不能明确故障位置，也不能提前预警。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其通过各个模块对所管理范围内垂直电梯实时情况进行监测与故障预测，在突发情况发生前能够及时预警并通知管理人员及负责维修人员对预警的垂直电梯进行维修保养处理。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，该系统包括中心服务器、数据采集器、多个监测传感器和移动终端设备，多个监测传感器连接待监测垂直电梯的多个关键零部件，数据采集器连接多个监测传感器，数据采集器与所述中心服务器通过以太网交换机连接，

中心服务器包括消息队列遥测传输服务器、数据分析平台、电梯维保管理平台和物联传感设备设备管理平台，消息队列遥测传输服务器分别连接所述数据分析平台、电梯维保管理平台和物联传感设备设备管理平台，电梯维保管理平台分别连接数据分析平台和物联传感设备管理平台，电梯维保管理平台连接移动终端设备，物联传感设备管理平台连接待监测垂直电梯的物联传感设备。

作为本实用新型的进一步改进，中心服务器采用基于分布式数据管理结构，中心服务器包括服务层、数据分析层、数据存储层、数据源和系统层。

作为本实用新型的进一步改进，数据采集器通过24V电源模块连接垂直电梯电源柜。

作为本实用新型的进一步改进，以太网交换机为局域网设备。

作为本实用新型的进一步改进，移动终端设备包括手机和平板。

作为本实用新型的进一步改进，待监测垂直电梯的数量为一个或多个。

作为本实用新型的进一步改进，多个监测传感器包括加速度传感器、噪音传感器、位移传感器和温度传感器。

作为本实用新型的进一步改进，垂直电梯的零部件包括电机、提升装置、机房和平层感应器。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其通过设置中心服务器、数据采集器、多个监测传感器和移动终端设备，及其相应连接方式，对所管理范围内垂直电梯实时情况进行监测与故障预测，在突发情况发生前能够及时预警并通知管理人员及负责维修人员对预警的垂直电梯进行维修保养处理。

本实用新型的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其通过采用基于Hadoop(分布式系统)数据平台架构，为垂直电梯监测物联设备采集到的多源数据提供存储备份服务，系统的文件和数据的存储和备份由该模块统一管理，部署于数据服务中心的存储备份服务器，分为服务层、数据分析层、数据存储层、数据源、系统层5层结构，可实现故障模型库管理、数据的接收、清洗、储存、标注等功能。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统的结构示意图。如图1所示，一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，该系统包括中心服务器、数据采集器、多个监测传感器和移动终端设备，多个监测传感器连接待监测垂直电梯的多个关键零部件，数据采集器连接多个监测传感器，数据采集器与所述中心服务器通过以太网交换机连接，

中心服务器包括消息队列遥测传输服务器、数据分析平台、电梯维保管理平台和物联传感设备设备管理平台，消息队列遥测传输服务器分别连接所述数据分析平台、电梯维保管理平台和物联传感设备设备管理平台，电梯维保管理平台分别连接数据分析平台和物联传感设备管理平台，电梯维保管理平台连接移动终端设备，物联传感设备管理平台连接待监测垂直电梯的物联传感设备。

其中，多个监测传感器用于采集待监控垂直电梯的实时监测数据传送给数据采集器，实时监测数据包括多个零部件的多个关键零部件的多个维度监测数据，数据采集器用于将实时监测数据进行模数转换后传送给中心服务器；

中心服务器用于获取待监控垂直电梯的实时监测数据、备品备件管理数据和维修保障数据，利用训练好的神经网络模型获取故障类型定位、故障修复方案和实时健康状态数据，并将故障类型定位、故障修复方案和实时健康状态数据反馈给移动终端设备；

移动终端设备用于依据故障类型定位和故障修复方案进行故障修复。

上述系统可以实现垂直电梯的故障监测、健康预警及数据分析，并能与垂直电梯维保管理平台联动，便于采取相应预防措施，降低发生重大安全事故的概率；通过构建标准化的维修保养和急修流程，对维保、急修的过程实现数字化管理，对所管理范围内垂直电梯实时情况进行监测与展示，在突发情况发生前能够及时预警并通知管理人员及负责维修人员对预警的垂直电梯进行维修保养处理。可对系统内所有垂直电梯工作情况及状态进行实时了解，如突然故障时预警系统给予紧急提示，可查看故障垂直电梯详情及各主要部件的健康值状态、故障预警类型、发生概率、实时运行状态、故障排除工作状态，并进行急修派工处理。并且平台对维保工作质量进行评价，促进维保人员维保工作水平的提高，提高管理能力、提高工作质量、提升电扶梯安全品质、降低运营成本。通过垂直电梯档案及数据报表管理单元、维保急修管理单元、备品备件管理服务单元，对垂直电梯实时监测数据、维修保障数据、备品配件数据进行记录与管理；故障特征层为垂直电梯故障知识体系管理服务单元，通过数据收集管理层储存的数据与特征层故障知识库的临近对比，实现故障诊断和预判，同时可为维修人员寻找故障的解决方式提供有效指导；保障决策层为整体垂直电梯状态的分析、决策、控制层，包括预防维修、应急抢修、专家系统、故障分析，以及故障后应对策略等功能。

作为一个优选的实施例，中心服务器还用于获取多个监测传感器的软件代码版本、数据端口网络配置和数据采集策略配置，并依据数据端口网络配置将更新的代码版本和或数据采集策略配置发生给对应的监测传感器，以实现监测传感器的代码版本更新和或数据采集策略配置更新。通过对垂直电梯关键部位进行实时监控、对关键部位的信息数据进行采集，建立的物联传感设备管理平台对采集垂直电梯的传感器及采集盒进行远程管理，如代码版本的更新、传感器及数据端口的配置、数据采集策略配置等等。平台可以管理监测部件型号、软件版本、标号、传感器标识、传感器名称、传感器描述、传感器类型、传感器端口、4G卡号、运营商、mac地址、使用状态等信息。通过管理物联网硬件的正常有效工作，为整个系统提供监测数据来源。

中心服务器可采用基于分布式数据管理结构，中心服务器包括服务层、数据分析层、数据存储层、数据源和系统层，其中，服务层用于实现垂直电梯维保管理用户访问，数据分析层用于实现垂直电梯监测数据的实时读写和或随机访问，数据存储层用于实现垂直电梯状态监测的流动数据模式访问和处理超大文件的需求而开发，数据源用于实现垂直电梯监测数据的结构化存储，系统层用于基础信息的管理和维护。具体的，采用基于Hadoop(分布式系统)数据平台架构，可以为采集到的多源数据提供存储备份服务，系统的文件和数据的存储和备份也可由该模块统一管理。部署于数据服务中心的存储备份服务器，包括故障模型库管理、数据的接收、清洗、储存、标注等功能。使得服务层服务器被应用层通过分布式服务调用框架访问，分布式服务调用框架会在应用层客户端程序中实现软件负载均衡，并通过服务注册中心对提供服务的服务器进行心跳检测，发现有服务不可用，立即通知客户端程序修改服务访问列表，剔除不可用的服务器；数据分析层运用HBase，它是一种构建在HDFS之上的分布式、面向列的存储系统。能够实现垂直电梯监测数据的实时读写、随机访问等超大规模数据集成；数据存储层：以分布式计算中数据存储管理为基础，运用HDSF(分布式文件存储)，主要基于全天候垂直电梯状态监测的流动数据模式访问和处理超大文件的需求而开发，具有的高容错、高可靠性、高可扩展性、高获得性、高吞吐率等特征；数据源采用HCatalog(Hadoop)的表存储管理工具。它将Hive Metastore的表格数据公开给其他Hadoop应用程序。使得具有不同数据处理工具(Pig，MapReduce)的用户能够轻松将数据写入网格。它确保用户不必担心数据存储在何处或以何种格式存储。Mysql结构化存储数据库，适合本系统各垂直电梯分布和工况各异，实现分表分库。

作为一个优选的实施例，数据采集器将采集的数据信号通过消息队列形式传输给中心服务器。从垂直电梯驱动电机、垂直电梯安全回路等处将传感器信号引至设备级的垂直电梯监测数据采集器中，数据采集器将采集的数据信号调理、采集后并传输到MQTT(消息队列遥测传输)服务器中，通过垂直电梯故障监测、健康预警及数据分析平台分析诊断。维护人员可调用现场服务器的机组状态数据，查看垂直电梯运行信息并可进行故障分析、诊断等。

作为一个优选的实施例，多个监测传感器包括加速度传感器、噪音传感器、位移传感器和温度传感器，多个维度监测数据包括振动监测数据、噪音监测数据、位移监测数据、温度监测数据和电流监测数据。垂直电梯数据收集管理层监测点布置，通过物联传感器，提取垂直电梯监测数据。垂直电梯的机械部件多处于轿厢顶、轿箱内、上部机舱内，主要的驱动负荷运动部件为曳引机、减速器等。这些部件是垂直电梯运行中驱动负荷量较大的核心部件，故障后影响运营和乘客安全。在线监测系统除对故障类型可以进行分析外，还可以通过设备运行振动频率的变化，分析部件的故障趋势，提出故障预警，可以使维修部门有效的安排维修时间和周期。在曳引机、减速器、提升装置安装加速度振动传感器，在现场安装数据采集器进行信号转换和网络传输，供系统进行故障分析和状态监测。传感器布置于电机、轿厢顶、控制箱等，用于监测这些设备的振动、温度、噪声、张紧情况。

作为一个优选的实施例，垂直电梯的零部件包括电机、提升装置、机房和平层感应器。进一步地，数据采集器通过24V电源模块连接垂直电梯电源柜，以太网交换机为局域网设备，移动终端设备可以包括手机和平板，待监测垂直电梯的数量可以为一个或多个。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，该系统包括中心服务器、数据采集器、多个监测传感器和移动终端设备，所述多个监测传感器连接待监测垂直电梯的多个关键零部件，所述数据采集器连接多个监测传感器，所述数据采集器与所述中心服务器通过以太网交换机连接，

所述中心服务器包括消息队列遥测传输服务器、数据分析平台、电梯维保管理平台和物联传感设备管理平台，所述消息队列遥测传输服务器分别连接所述数据分析平台、电梯维保管理平台和物联传感设备管理平台，所述电梯维保管理平台分别连接所述数据分析平台和所述物联传感设备管理平台，所述电梯维保管理平台连接所述移动终端设备，所述物联传感设备管理平台连接待监测垂直电梯的物联传感设备。

2.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述中心服务器采用基于分布式数据管理结构，所述中心服务器包括服务层、数据分析层、数据存储层、数据源和系统层。

3.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述数据采集器通过24V电源模块连接垂直电梯电源柜。

4.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述以太网交换机为局域网设备。

5.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述移动终端设备包括手机和平板。

6.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述待监测垂直电梯的数量为一个或多个。

7.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述多个监测传感器包括加速度传感器、噪音传感器、位移传感器和温度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种用于电梯的全寿命运行安全监测系统，其特征在于，所述垂直电梯的零部件包括电机、提升装置、机房和平层感应器。

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