JP2012166935A

JP2012166935A - エレベータの異常音検出装置

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Publication number: JP2012166935A
Application number: JP2011031059A
Authority: JP
Inventors: Junichi Aeba; 純一饗場
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Solutions Corp
Priority date: 2011-02-16
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2012-09-06
Anticipated expiration: 2031-02-16
Also published as: JP5783551B2

Abstract

【課題】異常音と正常音を簡単に区別することができるエレベータの異常音検出装置を得る。
【解決手段】エレベータの異常音検出装置は、昇降路内に発生または伝播する音に基づいてエレベータが異常状態にあることを診断するエレベータの異常音検出装置において、所定の時限に亘って集音される上記音を周波数解析して周波数スペクトルを求め、上記周波数スペクトルに出現するピークの周波数帯域を抽出する異常音分析学習手段と、抽出された周波数帯域に予め検出されて記憶部に記憶されている正常音の周波数帯域以外の周波数帯域があるとき異常音が発生していると診断する異常音診断手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、地震発生後に実施する診断運転において異常音を検出するエレベータの異常音検出装置に関するものである。

従来の異常音検出装置は、地震の発生を感知する地震感知器と、地震感知器により地震の発生が感知された後、複数のモードで診断運転を実施する診断運転制御手段と、エレベータのかごに設けられ、診断運転の各モードにおけるかごの走行時に、昇降路内の音響を集音する集音手段と、診断運転のモード毎に設定された複数の異常音基準値が記憶された異常音基準値記憶手段と、異常音基準値記憶手段に記憶された異常音基準値に基づいて、集音手段により集音された音響が異常音であるか否かを判定する異常音判定手段と、診断運転の同一モードにおけるかごの複数回の走行において、異常音が昇降路の同一位置で検出されたか否かを判定する異常音情報判定手段とを備えることにより、各モードに適した異常音の検出を実施し、偶発的に発生した音響の誤検出を防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２２３７５０号公報

従来のエレベータの異常検出装置では、音響データを予め定められている異常音基準値を用いて集音された音響が異常音であるか否かの判定を行っているが、音響のレベル、周波数、波形、検出時間などからなる音響データは時系列的なデータであり、例えば音響のレベルだけでは異常音と正常音とを区別することが出来ない。従って、音響のレベルや周波数、波形、検出時間などを総合しなければ区別出来ないという問題がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、異常音と正常音を簡単に区別することができるエレベータの異常音検出装置を得ることが目的である。

この発明に係るエレベータの異常音検出装置は、昇降路内に発生または伝播する音に基づいてエレベータが異常状態にあることを診断するエレベータの異常音検出装置において、所定の時限に亘って集音される上記音を周波数解析して周波数スペクトルを求め、上記周波数スペクトルに出現するピークの周波数帯域を抽出する異常音分析学習手段と、抽出された周波数帯域に予め検出されて記憶部に記憶されている正常音の周波数帯域以外の周波数帯域があるとき異常音が発生していると診断する異常音診断手段と、を有する。

この発明に係るエレベータの異常音検出装置は、エレベータが正常に運転されているときに集音される音の周波数帯域が検出されて記憶部に記憶され、診断運転の際に集音した音から記憶されている周波数帯域の音を除外して異常音の有無を診断するので、周波数スペクトルのピークが出現する周波数帯域を抽出すれば済み、且つ正常音を異常音と誤判定する可能性が低下し、異常音診断の精度が向上する。

この発明の実施の形態１に係るエレベータの異常音検出装置を備えたエレベータの構成図である。深夜静寂のときにエレベータを運転して昇降路内を集音した音の周波数スペクトルである。エレベータの周囲でチャイムが鳴っているときに昇降路内を集音した音の周波数スペクトルである。警報が鳴っているときに踏切の近くのエレベータの昇降路内を集音した音の周波数スペクトルである。この発明の実施の形態１に係る正常音分析学習手段が実行する正常音分析学習ルーチンの手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る異常音診断手段が実行する異常音診断ルーチンの手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２に係るエレベータの異常音検出装置を備えたエレベータの構成図である。エレベータのかごに釣合い錘が衝突したときの衝突音の周波数スペクトルである。主ロープが昇降路機器に引っ掛かった時の摺り音の周波数スペクトルである。この発明の実施の形態２に係る異常音診断手段が実行する異常音診断ルーチンの手順を示すフローチャートである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るエレベータの異常音検出装置を具備するエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態１に係るエレベータは、図１に示すように、エレベータのかご１に設けられている集音マイク２と、エレベータを制御するエレベータ制御盤３と、音を診断する異常音検出装置４と、を備える。
集音マイク２は、昇降路内の音を集音するが、主に正常音を集音するときと、診断運転するときに集音する。正常音は、エレベータが正常な状態であることが確認されているときに、周囲から入り込む音である。診断運転するときの集音は、図示しない地震感知器により地震発生が感知された後に地震管制運転により休止したエレベータを診断運転するときに昇降路内で発生する音を集音する。
エレベータ制御盤３は、エレベータの通常運転、地震発生時の地震管制運転、及び、地震発生後に通常運転に復帰する前にエレベータに異常がないかどうか自動で診断する診断運転等の各種運行及び動作を制御する。

異常音検出装置４は、地震の揺れが収まった後で行う診断運転の際に、集音マイク２で集音した音をフーリエ変換により周波数スペクトルを求め、周波数スペクトルから集音した音に衝突音や摺り音が含まれているか否かを判別するデジタル処理部５、集音した音データ、診断結果、診断に使用する正常音の周波数帯域が記憶される記憶部６、通信網と接続する回線インターフェース７、ＵＳＢコネクタ９を有する。

デジタル処理部５は、エレベータが通常運転されているときに定期的に集音マイク２から正常音として取り込み、正常音をフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルの振幅が所定の閾値上の場合、その振幅を示す周波数帯域を正常音の周波数帯域として記憶部６に記憶する正常音分析学習手段５ａと、診断運転しているときに集音マイク２から集音した対象音を分析学習する異常音分析学習手段５ｂと、異常音診断を実施する異常音診断手段５ｃと、異常音診断により異常音を検出したとき異常音を録音する異常音録音手段５ｄと、を有している。

このデジタル処理部５は、エレベータ制御盤３のコンピュータを用いて実現している。すなわち、エレベータ制御盤３のコンピュータのＲＯＭにデジタル処理部５用のプログラムをインストールし、インストールしたプログラムを読み出し、読み出したプログラムの命令に従って音データを演算処理する。

正常音分析学習手段５ａは、エレベータが新たに設置したときに試運転のときに集音した音と、エレベータの使用を開始してから所定の周期で集音した音を分析学習する。
例えば、深夜周りが静寂に包まれるときに通常運転をエレベータ制御盤３に指令し、エレベータが通常運転しているときに所定の時限に亘って集音マイク２から音を集音する。このときの音をフーリエ変換して得た周波数スペクトルは、図２に示すように、ピークが発生しない。
また、例えば、チャイムが鳴らされるときに通常運転をエレベータ制御盤３に指令し、エレベータが通常運転しているときに所定の時限に亘って集音マイク２から音を集音する。このときの音をフーリエ変換して得た周波数スペクトルは、図３に示すように、チャイムの周波数の帯域にピークが発生する。

また、例えば、踏切が近くにあるエレベータの場合、踏切の警報が鳴るときに通常運転をエレベータ制御盤３に指令し、エレベータが通常運転しているときに所定の時限に亘って集音マイク２から音を集音する。このときの音をフーリエ変換して得た周波数スペクトルは、図４に示すように、警報の周波数の帯域にピークが発生する。
同様に、館内放送の音、ＢＧＭ、消防車やパトカーのサイレン音、強風時にエレベータシャフトで発生する走行時の風切り音などが収集される。

また、異常音検出装置４は、正常音の周波数の帯域のピークを検出したとき監視センタ１２に正常音の周波数の帯域の情報を送信し、監視センタ１２は監視対象のエレベータに設置されている異常音検出装置４に受信した正常音の周波数の帯域の情報を配布する。配布を受けた異常音検出装置４は、記憶部６に記憶されている正常音の周波数帯域の情報を配布された正常音の周波数帯域の情報を用いて更新する。
このように異常音検出装置４が地震災害時等に検出した消防車やパトカー等のサイレン音等を他の異常音検出装置４の異常音診断に流用できるので、異常音診断の精度向上を奏する。

正常音分析学習手段５ａは、このように分析した周波数帯域を診断に用いる正常音の周波数帯域として記憶部６に記憶する。尚、初回は分析した周波数帯域をそのまま記憶部６に記憶するが、二回目からは分析した周波数帯域と記憶部６に記憶されている周波数帯域を比較し、一部重なっている周波数帯域は新たに分析した周波数帯域に更新する。

次に、正常音分析学習手段５ａが実行する正常音分析学習ルーチンを説明する。図５は、正常音分析学習手段５ａが実行する正常音分析学習ルーチンの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１において、エレベータの通常運転を行う。
ステップＳ１０２において、昇降路内の音を所定の時限に亘って集音する。
ステップＳ１０３において、集音した音の中に所定の音圧以上の音が含まれているか否かを判断し、含まれているときステップＳ１０４に進み、含まれていないとき正常音分析学習ルーチンを終了する。

ステップＳ１０４において、集音した音をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める。
ステップＳ１０５において、周波数スペクトルに出現しているピークの周波数帯域を抽出する。
ステップＳ１０６において、記憶部６より正常音の周波数帯域を読み出す。
ステップＳ１０７において、抽出した周波数帯域の近傍に正常音の周波数帯域が有るか否かを判断し、近傍に正常音の周波数帯域が有る場合、ステップＳ１０８に進み、近傍に正常音の周波数帯域が無い場合、ステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０８において、近傍に正常音の周波数帯域がある抽出した周波数帯域でその正常音の周波数帯域に置き換えて記憶部６に記憶して正常音分析学習ルーチンを終了する。
ステップＳ１０９において、近傍に正常音の周波数帯域が無い抽出した周波数帯域を記憶部６に正常音の周波数帯域として記憶して正常音分析学習ルーチンを終了する。

異常音分析学習手段５ｂは、集音マイク２から所定の時限に亘って入力された時系列音データをフーリエ変換を施して周波数スペクトルを求める。そして、周波数スペクトルの振幅が所定の閾値以上のときピークが発生していると判断し、その周波数帯域を抽出する。

異常音診断手段５ｃは、記憶部６から診断に用いる周波数帯域を読み出し、異常音分析学習手段５ｂで抽出した周波数帯域と読み出した周波数帯域とを対比し、読み出した周波数帯域と一致する抽出した周波数帯域を削除し、抽出した周波数帯域が残っているか否かを判断する。そして、残っていないときにはエレベータが正常に運転されているとして、走行速度を大きくして診断運転を続ける。残っているときには異常状態にあるとしてエレベータ制御盤３に診断運転の中止を指示する。

次に、異常音診断手段５ｃが実行する異常音診断ルーチンを説明する。図６は、異常音診断手段５ｃが実行する異常音診断ルーチンの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１において、エレベータを最も低速の診断運転を行う。
ステップＳ２０２において、昇降路内の音を所定の時限に亘って集音する。
ステップＳ２０３において、集音した音の中に所定の音圧以上の音が含まれているか否かを判断し、含まれているときステップＳ２０４に進み、含まれていないときステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０４において、集音した音をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める。
ステップＳ２０５において、周波数スペクトルに出現しているピークの周波数帯域を抽出する。
ステップＳ２０６において、記憶部６より正常音の周波数帯域を読み出す。
ステップＳ２０７において、抽出した周波数帯域から正常音の周波数帯域を削除する。
ステップＳ２０８において、周波数帯域が残っているか否かを判断し、残っているときステップＳ２０９に進み、残っていないときステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２０９において、診断運転の中止をエレベータ制御盤に指令して異常音診断ルーチンを終了する。
ステップＳ２１０において、速度を１段階速いものに設定する。
ステップＳ２１１において、速度が通常運転時の速度であるか否かを判断し、速度が通常運転時の速度である場合、異常音診断ルーチンを終了し、速度が通常運転時の速度でない場合、ステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１２において、設定された速度で診断運転を行い、ステップＳ２０２に戻る。

回線インターフェース（回線Ｉ／Ｆ）７は、通信網１１と接続されており、診断結果の要求が外部からあったとき記憶部６に記憶されている診断結果を通信網１１を介して送信する。

保守員は、エレベータが設置されているビルにおいて異常音検出装置４に設けられているＵＳＢコネクタ９に診断結果確認用パソコン８を接続し、診断結果を読み出し、画面にその診断結果を表示する。
監視員は、エレベータが設置されているビルから遠隔地にある監視センタ１２において、異常音検出装置４と通信網１１を介して接続されている監視卓１３で異常音検出装置４から診断結果を取得し、監視卓１３の画面にその診断結果を表示する。

この発明の実施の形態１に係るエレベータの異常音検出装置４は、エレベータが正常に運転されているときに集音される音の周波数帯域が検出されて記憶部６に記憶され、診断運転の際に集音した音から記憶されている周波数帯域の音を除外して異常音の有無を診断するので、周波数スペクトルのピークが出現する周波数帯域を抽出すれば済み、且つ正常音を異常音と誤判定する可能性が低下し、異常音診断の精度が向上する。

また、正常音に係る周波数帯域を周期的に更新するので、周囲で発生する音が変化しても対応できるので、さらに異常音診断の精度が向上する。
また、エレベータ制御盤３のプログラムを改修することにより実現できるので、廉価で異常音診断の精度を向上することができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係るエレベータ異常音検出装置を具備するエレベータの構成図である。
この発明の実施の形態２に係るエレベータの異常音検出装置４Ｂは、この発明の実施の形態１に係るエレベータの異常音検出装置４と異常音診断手段５Ｂｃと、それに関連して記憶部６に異常音の周波数帯域が記憶されていることが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明を省略する。
エレベータの異常音検出装置４Ｂを設置する前に、過去に収集しておいたエレベータの昇降路内の異常音をフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、求めた周波数スペクトルに発生しているピークが出現している周波数帯域を抽出しておく。

例えば、エレベータのかごと釣合い錘が衝突したときに発生する衝突音の周波数スペクトルは、図８に示すように、中心周波数ｆ_０の周波数帯域Ｂ_０にピークが出現している。また、主ロープが昇降路機器に引っ掛かって発生する摺り音の周波数スペクトルは、図９に示すように、中心周波数ｆ_１〜ｆ_４の周波数帯域Ｂ_１〜Ｂ_４に亘ってピークが出現している。予めこれら周波数帯域Ｂ_０、Ｂ_１〜Ｂ_４を抽出しておく。
そして、エレベータの異常音検出装置４Ｂを設置するときに、異常音の周波数帯域としてＢ_０、Ｂ_１〜Ｂ_４を記憶部６に記憶する。

異常音診断手段５Ｂｃは、記憶部６から診断に用いる正常音の周波数帯域を読み出し、異常音分析学習手段５ｂで抽出した周波数帯域と読み出した正常音の周波数帯域とを対比し、読み出した正常音の周波数帯域と一致する抽出した周波数帯域を削除する。そして、抽出した周波数帯域が残っているときには記憶部６から診断に用いる異常音の周波数帯域を読み出し、残っている抽出した周波数帯域と読み出した異常音の周波数帯域とを対比し、異常音の周波数帯域と一致する周波数帯域が残っているとき異常状態にあるとして診断運転を中止してエレベータを目視などで点検する。異常音の周波数帯域と一致する周波数帯域が残っていないとき、同じ速度で診断運転を継続する。

次に、異常音診断手段５Ｂｃが実行する異常音診断ルーチンを説明する。図１０は、異常音診断手段５Ｂｃが実行する異常音診断ルーチンの手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２２１において、エレベータを最も低速の診断運転を行う。
ステップＳ２２２において、昇降路内の音を所定の時限に亘って集音する。
ステップＳ２２３において、集音した音の中に所定の音圧以上の音が含まれているか否かを判断し、含まれているときステップＳ２２４に進み、含まれていないときステップＳ２３２に進む。

ステップＳ２２４において、集音した音をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める。
ステップＳ２２５において、周波数スペクトルに出現しているピークの周波数帯域を抽出する。
ステップＳ２２６において、記憶部６より正常音の周波数帯域を読み出す。
ステップＳ２２７において、抽出した周波数帯域から正常音の周波数帯域を削除する。
ステップＳ２２８において、周波数帯域が残っているか否かを判断し、残っているときステップＳ２２９に進み、残っていないときステップＳ２３２に進む。

ステップＳ２２９において、記憶部６より異常音の周波数帯域を読み出す。
ステップＳ２３０において、残っている周波数帯域の中に異常音の周波数帯域が有るか否かを判断し、有るときにはステップＳ２３１に進み、無いときにはステップＳ２２２に戻る。
ステップＳ２３１において、診断運転の中止をエレベータ制御盤３に指令して異常音診断ルーチンを終了する。
ステップＳ２３２において、速度を１段階速いものに設定する。
ステップＳ２３３において、速度が通常運転時の速度であるか否かを判断し、速度が通常運転時の速度である場合、異常音診断ルーチンを終了し、速度が通常運転時の速度でない場合、ステップＳ２３４に進む。
ステップＳ２３４において、設定された速度で診断運転を行い、ステップＳ２２２に戻る。

この発明の実施の形態２に係るエレベータの異常音検出装置４Ｂは、この発明の実施の形態１に係るエレベータの異常音検出装置４と同様な効果を奏するとともに、記憶部６に記憶された異常音の周波数帯域を用いて異常音か否かを再度確認するので、正常音を異常音と誤判定する可能性がさらに低下し、異常音診断の精度がさらに向上する。

１かご、２集音マイク、３エレベータ制御盤、４、４Ｂ異常音検出装置、５デジタル処理部、５ａ正常音分析学習手段、５ｂ異常音分析学習手段、５ｃ、５Ｂｃ異常音診断手段、５ｄ異常音録音手段、６記憶部、７回線インターフェース、８診断結果確認用パソコン、９ＵＳＢコネクタ、１１回路網、１２監視センタ、１３監視卓。

Claims

昇降路内に発生または伝播する音に基づいてエレベータが異常状態にあることを診断するエレベータの異常音検出装置において、
所定の時限に亘って集音される上記音を周波数解析して周波数スペクトルを求め、上記周波数スペクトルに出現するピークの周波数帯域を抽出する異常音分析学習手段と、
抽出された周波数帯域に予め検出された正常音の周波数帯域を除く周波数帯域があるとき異常音が発生していると診断する異常音診断手段と、
を有することを特徴とするエレベータの異常音検出装置。
昇降路内に発生または伝播する音に基づいてエレベータが異常状態にあることを診断するエレベータの異常音検出装置において、
所定の時限に亘って集音された上記音を周波数解析して周波数スペクトルを求め、上記周波数スペクトルに出現するピークの周波数帯域を抽出する異常音分析学習手段と、
抽出された周波数帯域から予め検出された正常音の周波数帯域を取り除き、残った周波数帯域に予め検出された異常音の周波数帯域が含まれているとき異常音が発生していると診断する異常音診断手段と、
を有することを特徴とするエレベータの異常音検出装置。
上記エレベータが正常状態にあるときに集音された上記音を周波数解析して周波数スペクトルを求め、上記周波数スペクトルに出現するピークの周波数帯域を抽出して正常音の周波数帯域として記憶部に記憶する正常音分析学習手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のエレベータの異常音検出装置。
上記記憶部に記憶された正常音の周波数帯域の情報を他の上記エレベータの異常音検出装置に配布する手段と、
他のエレベータの異常音検出装置から正常音の周波数帯域の情報の配布を受けたとき、上記記憶部に記憶されている正常音の周波数帯域の情報を更新する手段と
を有することを特徴とする請求項３に記載のエレベータの異常音検出装置。