JP2022020116A - エレベーター警報システムおよびエレベーター警報方法 - Google Patents

Abstract

【課題】釣合い錘の距離を精度よく検出し、保守員に対して適切な発報を行うことのできるエレベーター警報システムおよびエレベーター警報方法を提供する。【解決手段】昇降路内の移動体を検出するレーダー装置と、前記レーダー装置の検出結果に基づいて前記移動体の接近に対する警報を発する制御装置と、を備えたエレベーター警報システムにおいて、前記制御装置は、前記レーダー装置の受信信号に基づいて乗りかごの速度を特定するかご速度特定部と、前記かご速度特定部で特定した前記乗りかごの速度に基づいて釣合い錘の速度領域を抽出する釣合い錘速度領域抽出部と、前記釣合い錘速度領域抽出部で抽出した速度領域における前記レーダー装置の受信信号に基づいて、前記釣合い錘までの距離を推定する釣合い錘距離推定部と、前記釣合い錘距離推定部で推定した釣合い錘までの距離に基づいて警報を発するか否かを判定する判定部と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、エレベーター警報システムおよびエレベーター警報方法に関する。

昇降路内でエレベーターの点検等を行う保守員の安全を確保するため、従来から様々な対策がなされてきた。良く知られている対策としては、昇降路内を移動する乗りかごや釣合い錘との距離を所定のセンサーで検出し、乗りかご等が所定の距離以下まで近づくと、保守員に警報を行ったり、乗りかご等を停止させたりするものである。

例えば、特許文献１には、「エレベータの昇降路内を昇降する昇降体が所定の位置に至ったときに警報を発するエレベーターの警報装置において、外殻を形成する筐体と、前記筐体内に設けられ、前記昇降路内に配置された構造体に向ってレーザを照射するレーザ発信部と、前記構造体と前記レーザ発信部との距離を計測し、その計測した距離を表示する距離表示部とを有するレーザ距離計と、前記筐体内に設けられ、前記レーザ距離計で計測された距離が所定距離以下かどうか判別する判別部と、前記筐体に設けられ、前記判別部で前記所定距離以下と判別されたときに警報を発する警報部と、前記筐体を前記昇降路内の所定箇所に固定する固定手段とを備え、前記筐体及び前記固定手段を携帯可能な形状寸法に設定した」（特許文献の請求項１）ことが記載されている。

特開２０１５－２０８３８号公報

上述のように、特許文献１に記載された従来技術は、レーザ距離計によって釣合い錘との距離を計測し、所定距離以下になったら警報を発するものである。しかし、レーザ発信部から照射されるレーザは、一箇所の設置で乗りかご、釣合い錘など複数の移動体を同時に検出することが難しく、複数個所の設置を実施する場合は、コストの増大を招く。人検知に使用されているレーダーを利用した場合、広範囲を監視し、複数の移動体を同時に検出できるため低コストで実現可能だが、乗りかごによって反射される強度が大きいため、釣合い錘によって反射される信号は埋もれてしまい、釣合い錘の距離を精度よく検出できない場合がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、釣合い錘の距離を精度よく検出し、保守員に対して適切な発報を行うことの可能なエレベーター警報システムおよびエレベーター警報方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、昇降路内の移動体を検出するレーダー装置と、前記レーダー装置の検出結果に基づいて前記移動体の接近に対する警報を発する制御装置と、を備えたエレベーター警報システムにおいて、前記制御装置は、前記レーダー装置の受信信号に基づいて乗りかごの速度を特定するかご速度特定部と、前記かご速度特定部で特定した前記乗りかごの速度に基づいて釣合い錘の速度領域を抽出する釣合い錘速度領域抽出部と、前記釣合い錘速度領域抽出部で抽出した速度領域における前記レーダー装置の受信信号に基づいて、前記釣合い錘までの距離を推定する釣合い錘距離推定部と、前記釣合い錘距離推定部で推定した釣合い錘までの距離に基づいて警報を発するか否かを判定する判定部と、を有する。

本発明によれば、釣合い錘の距離を精度よく検出し、保守員に対して適切な発報を行うことの可能なエレベーター警報システムおよびエレベーター警報方法を提供できる。

本発明の実施形態のエレベーター警報システムを構成する警報装置が設置される、エレベーターの概略構成を示す側面図である。 実施例１に係るエレベーター警報装置の構成を示すブロック図である。 記憶部に記憶されたプログラムの機能を概念的に示すブロック図である。 ミリ波レーダーで受信した昇降路内の移動体の速度と距離を示す図である。 距離ごとの信号強度の分布について、釣合い錘の速度領域内における平均値でグラフ化したものであり、（ａ）はバックグラウンド信号によるフィルタリング前、（ｂ）はバックグラウンド信号によるフィルタリング後、をそれぞれ示す。 エレベーター警報システムのフローチャートである。 実施例２に係るエレベーター警報システムの構成を示すブロック図である。 実施例３に係るエレベーター警報システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係るエレベーター警報システムの実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のエレベーター警報システムを構成する警報装置が設置される、エレベーターの概略構成を示す側面図である。図１に示すように、エレベーターは、昇降路７内に、移動体である乗りかご１及び釣合い錘２が配置されて構成される。乗りかご１と釣合い錘２とは主ロープ６で連結され、この主ロープ６は巻上機３に巻き掛けられ、この巻上機３によって駆動される。具体的には、主ロープ６は、一端が釣合い錘側ロープソケット８に固定され、下方に伸びた後に釣合い錘２で転向され上方に伸びて頂部プーリー５に至り、再び下方に伸びて巻上機３のシーブに巻き掛けられた後に上方に伸びて別の頂部プーリー５に至り、再び下方に伸びた後に乗りかご１のかご下プーリー４で転向され上方に伸びて他端が乗りかご側ロープソケット９に至る。したがって、乗りかご１が下降するとき釣合い錘２は上昇し、乗りかご１が上昇するとき釣合い錘２は下降する。

なお、昇降路７の下方位置にはピット１０が形成されており、このピット１０において保守員が昇降路７内の機器の点検等を行う場合がある。また、乗りかご１の上に乗った状態で、保守員が昇降路７内の機器の点検を行う場合もある。以下では、保守員がピット１０内で点検を行う場合を例に挙げて説明する。

保守員がピット１０内で点検を行う場合、エレベーター警報装置は、ピット１０内の床面上に設置される。ただし、設置性を考慮すると、バッファ１１上にエレベーター警報装置を設置するのが望ましい。ここで、バッファ１１は、巻上機３のブレーキや非常止め装置の制動力で停止できない万一の場合でも、乗りかご１を受け止めて衝撃を吸収するための緩衝装置である。

図２は、実施例１に係るエレベーター警報装置１２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施例のエレベーター警報装置１２は、昇降路７内の移動体を検出するレーダー装置１３と、このレーダー装置１３の検出結果に基づいて移動体の接近に対する警報を発する制御装置１４と、で構成され、これらの装置がケーブルで接続されている。レーダー装置１３は、ミリ波レーダー１５と、アンプフィルタ部１６と、ミリ波用プロセッサ部１７と、を備えている。ミリ波レーダー１５は、波長が１～１０ｍｍの電波を昇降路７の上方へ向けて発信するとともに、昇降路７内で反射された電波を受信するものである。このように、ミリ波レーダーを１５用いることで、昇降路７内の移動体の距離および速度を同時に検知でき、１０ｍ以上の遠方まで電波が到達する。アンプフィルタ部１６は、ミリ波レーダー１５からの出力信号を増幅してフィルタにかけるものである。ミリ波用プロセッサ部１７は、アンプフィルタ部１６で処理された信号をデジタルに変換するものである。

なお、本実施例では、レーダーとしてミリ波レーダーを用いたが、他のレーダーとして、マイクロ波レーダー、音波レーダー、超音波レーダー、光レーダーなどを用いても良い。レーダーは、カメラや赤外線などの他のセンサと比べて、耐環境性に優れており、昇降路７内の温度、湿度および明るさの変化、埃や塵の存在などに影響を受け難い利点があるため、センサのメンテナンスの手間やコストを低減することが可能である。しかし、昇降路７内では、乗りかご１の底面のＨ鋼などの凹凸に起因した脈動により、レーダーの反射が多重に発生する場合がある。こうした場合には、乗りかご１で反射された信号の強度と比べて、釣合い錘２で反射された信号は弱く、そのピークが検出し難い。

そこで、本実施例に係るエレベーター警報システムでは、信号強度の最も大きな移動体を乗りかご１と特定した上で、その乗りかご１の速度に基づいて釣合い錘２の速度領域を抽出した後、当該速度領域におけるレーダー装置１３の受信信号をフィルタリングし、釣合い錘の距離や速度を推定する。これにより、レーダー装置１３の受信信号が乗りかご１と比べて弱い釣合い錘２についても、レーダー装置１３からの距離や速度を精度良く推定でき、適切なタイミングで保守員に対して警報を発することが可能となる。

以下、エレベーター警報システムの制御装置１４について、具体的に説明する。本実施例の制御装置１４は、図２に示すように、プロセッサ部１８と、記憶部１９（メモリ）と、電源部２０と、警報部２１と、を備えている。

プロセッサ部１８は、レーダー装置１３のミリ波用プロセッサ部１７から出力された、送信信号と受信信号とによる変調信号（以下、ミリ波データと称する）の演算処理を行うものである。このプロセッサ部１８は、２次元ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を実行することで、測定対象物（乗りかご１や釣合い錘２）までの距離や速度を算出する。なお、２次元ＦＦＴによる距離および速度の算出方法については、周知の技術であるため、ここでは説明を省略する。

記憶部１９は、プロセッサ部１８で信号処理されたデータ（判定結果）や、所定のプログラムを記憶するものである。制御装置１４の機能は、記憶部１９に記憶されたプログラムをプロセッサ部１８が読み出して実行すること（ソフトウェア）により実行されても良いし、専用の回路等のハードウェアにより実行されても良いし、ソフトウェアとハードウェアが組み合わされて実現されても良い。

また、警報部２１は、例えばスピーカーなど、ピット１０内の保守員に対して注意喚起を行うものである。さらに、電源部２０は、プロセッサ部１８および記憶部１９に電源を供給するものである。

図３は、記憶部１９に記憶されたプログラムの機能を概念的に示すブロック図である。図３に示すように、本実施例の制御装置１４の記憶部１９は、かご速度特定部２２と、釣合い錘速度領域抽出部２３と、バックグラウンド信号抽出部２４と、釣合い錘距離推定部２５と、判定部２６と、を有している。

かご速度特定部２２は、レーダー装置１３の受信信号に基づいて、乗りかご１の速度を特定するものである。図４は、ミリ波レーダー１５で受信した昇降路７内の移動体の速度と距離を示す図である。本実施例のかご速度特定部２２は、図４に示すように、受信信号のうち、乗りかご１からの反射波に相当するピークを検出することにより、乗りかご１までの距離、乗りかご１の速度および移動方向を特定する。

釣合い錘速度領域抽出部２３は、かご速度特定部２２で特定した乗りかご１の速度に基づいて釣合い錘２の速度領域を抽出するものである。ここで、抽出される釣合い錘２の速度領域は、図４示すように、乗りかご１の移動方向と逆方向かつ乗りかご１の速度と同一の値を中央値として、前後に一定の幅（例えば０．３ｍ／ｓ）を持った領域とすることにより、速度のばらつきに対応している。

バックグラウンド信号抽出部２４は、受信信号に含まれるノイズ（バックグラウンド信号）として、釣合い錘２の速度領域と同じ方向、かつ、釣合い錘２の速度領域より速い領域における、レーダー装置１３の受信信号を抽出するものである。抽出するバックグラウンド信号領域は、乗りかご１に対応した信号強度の強い速度領域から離れた場所が望ましく、例えば図４に示すように、釣合い錘２の速度領域の中央に対して２倍以上の速度の領域とする。

釣合い錘距離推定部２５は、バックグラウンド信号抽出部２４で抽出したバックグラウンド信号を用いて、釣合い錘速度領域抽出部２３で抽出した速度領域におけるレーダー装置１３の受信信号をフィルタリングする。図５は、距離ごとの信号強度の分布について、図４に示す釣合い錘２の速度領域内における平均値でグラフ化したものであり、図５（ａ）はバックグラウンド信号によるフィルタリング（補正）前、図５（ｂ）はバックグラウンド信号によるフィルタリング（補正）後、をそれぞれ示す。ここで、本実施例では、バックグラウンド信号領域における信号強度の平均値を距離ごとに算出し、このバックグラウンド信号の平均値を釣合い錘の速度領域から減算するフィルタリング方法を採用しているが、カルマンフィルタなど他のフィルタリング方法を採用しても良い。図５（ａ）のようにフィルタリング前は、ピークが不明確であり釣合い錘２の距離を推定するのが困難であるのに対して、図５（ｂ）のようにフィルタリング後は、ピークが明確であり釣合い錘２の距離が推定可能となることが分かる。この釣合い錘距離推定部２５は、釣合い錘２の距離とともに速度も推定できる。

判定部２６は、釣合い錘速度領域抽出部２３で抽出された釣合い錘２の移動方向と、釣合い錘距離推定部２５で推定された釣合い錘２までの距離と、に基づいて釣合い錘２の接近に対する警報を発するか否かを判定するものである。具体的には、釣合い錘２が接近方向に移動かつ所定距離以内のとき、判定部２６が警報フラグをＯＮにする。ここで、本実施例では、所定距離として、例えばピット１０内のバッファ１１上に設置されたレーダー装置１３から釣合い錘２までの距離５ｍを採用している。また、判定部２６は、かご速度特定部２２で特定された乗りかご１までの距離および移動方向に基づいて、乗りかご１の接近に対する警報の要否も判定を行う。具体的には、乗りかご１が接近方向に移動かつ所定距離（例えば５ｍ）以内のとき、判定部２６が警報フラグをＯＮする。

図６は、本実施例に係るエレベーター警報システムのフローチャートである。図６に示すように、ミリ波レーダー１５の受信した信号が、レーダー装置１３から制御装置１４に入力される（ステップＳ１０１）。制御装置１４のかご速度特定部２２は、受信信号のピークを検出し（ステップＳ１０２）、このピークに基づいて、乗りかご１までの距離、乗りかご１の速度および移動方向を特定する（ステップＳ１０３）。

次に、釣合い錘速度領域抽出部２３は、乗りかご１の移動方向と反対方向を、釣合い錘２の移動方向として特定する（ステップＳ１０４）。その後、釣合い錘速度領域抽出部２３は、乗りかご１と同じ速度を含む釣合い錘速度領域を抽出する（ステップＳ１０５）。一方、バックグラウンド信号抽出部２４は、釣合い錘速度領域より速いバックグラウンド信号領域を抽出する（ステップＳ１０６）。そして、釣合い錘距離推定部２５が、バックグラウンド信号を用いて釣合い錘速度領域をフィルタリングすることにより、釣合い錘２の距離および速度を推定する（ステップＳ１０７）。釣合い錘２がレーダー装置１３へ接近する方向に移動し、かつ、釣合い錘２から所定距離以内のとき、判定部２６は、警報フラグをＯＮにする（ステップＳ１０８）。警報フラグがＯＮになった場合、警報部２１が保守員に対して、釣合い錘２の接近を知らせる警報を発する（ステップＳ１１０）。

なお、判定部２６は、ステップＳ１０３で特定された乗りかご１までの距離に基づいて、乗りかご１が保守員に接近する場合にも発報を行う。すなわち、乗りかご１がレーダー装置１３へ接近する方向に移動し、かつ、乗りかご１から所定距離以内のときも、判定部２６は警報フラグをＯＮにし（ステップＳ１０９）、警報部２１が警報を発する（ステップＳ１１０）。

図７は、実施例２に係るエレベーター警報システムの構成を示すブロック図である。図７に示すように、本実施例に係るエレベーター警報システムでは、エレベーター警報装置１２が、その制御装置１４内に設けられた通信部２７によって、エレベーター制御装置２８（制御盤）と接続されている。そして、実施例１と同様の方法で乗りかご１や釣合い錘２の距離などを推定し、警報フラグがＯＮになった場合には、エレベーター警報装置１２が、通信部２７を介して、エレベーター制御装置２８へ信号を送信する。このため、エレベーター警報装置１２が保守員に対し警報を発するのと並行して、エレベーター制御装置２８がエレベーターの運行自体を停止させることもできる。あるいは、乗りかご１や釣合い錘２が所定距離（第１の所定距離）以内となった場合にまず警報を発し、さらに近い所定距離（第２の所定距離）以内となったときにエレベーターの運行を停止させるようにしても良い。本実施例によれば、昇降路７内で作業する保守員の安全性が更に向上する。

図８は、実施例３に係るエレベーター警報システムの構成を示すブロック図である。図８に示すように、本実施例に係るエレベーター警報システムは、エレベーター警報装置１２と、無線通信端末２９と、通信回線３１と、監視サーバ３０と、を備える。監視サーバ３０は、エレベーター警報装置１２と、無線通信端末２９および通信回線３１を介して接続されており、エレベーターの状態を遠隔で監視する拠点である監視センターなどに設置されている。なお、監視サーバ３０は、保守対象のエレベーターが設置されている建屋情報や機種情報等を記憶するデータベースを有している。無線通信端末２９は、エレベーター警報装置１２の制御装置１４内にある通信部２７を通信回線３１と接続するものであり、エレベーター警報装置１２に内蔵されていても良い。また、制御装置１４の機能の一部は、その通信部２７と通信可能な他のコンピュータ（無線通信端末２９や監視サーバ３０などの外部機器）により実現されても良い。

本実施例では、監視センターにより、保守作業中のエレベーターの動作状況をモニタすることができる。例えば、保守作業中に乗りかご１または釣合い錘２が下降し、その後の通常運転への復帰がされない場合は、監視センターから救急対応などが行われる。

なお、上記の各実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。さらに、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

１：乗りかご
２：釣合い錘
３：巻上機
４：かご下プーリー
５：頂部プーリー
６：主ロープ
７：昇降路
８：釣合い錘側ロープソケット
９：乗りかご側ロープソケット
１０：ピット
１１：バッファ
１２：エレベーター警報装置
１３：レーダー装置
１４：制御装置
１５：ミリ波レーダー
１６：アンプフィルタ部
１７：ミリ波用プロセッサ部
１８：プロセッサ部
１９：記憶部
２０：電源部
２１：警報部
２２：かご速度特定部
２３：釣合い錘速度領域抽出部
２４：バックグラウンド信号抽出部
２５：釣合い錘距離推定部
２６：判定部
２７：通信部
２８：エレベーター制御装置
２９：無線通信端末
３０：監視サーバ
３１：通信回線

Claims (5)

1. 昇降路内の移動体を検出するレーダー装置と、前記レーダー装置の検出結果に基づいて前記移動体の接近に対する警報を発する制御装置と、を備えたエレベーター警報システムにおいて、
   前記制御装置は、前記レーダー装置の受信信号に基づいて乗りかごの速度を特定するかご速度特定部と、前記かご速度特定部で特定した前記乗りかごの速度に基づいて釣合い錘の速度領域を抽出する釣合い錘速度領域抽出部と、前記釣合い錘速度領域抽出部で抽出した速度領域における前記レーダー装置の受信信号に基づいて、前記釣合い錘までの距離を推定する釣合い錘距離推定部と、前記釣合い錘距離推定部で推定した釣合い錘までの距離に基づいて警報を発するか否かを判定する判定部と、を有するエレベーター警報システム。
2. 請求項１に記載のエレベーター警報システムにおいて、
   バックグラウンド信号を抽出するバックグラウンド信号抽出部を、さらに有し、
   前記釣合い錘距離推定部は、前記バックグラウンド信号抽出部で抽出した前記バックグラウンド信号を用いて、前記釣合い錘速度領域における受信信号のフィルタリングを行うことを特徴とするエレベーター警報システム。
3. 請求項２に記載のエレベーター警報システムにおいて、
   前記バックグラウンド信号抽出部は、前記バックグラウンド信号として、前記釣合い錘の速度領域と同じ方向、かつ、前記釣合い錘の速度領域より速い領域における、前記レーダー装置の受信信号を抽出することを特徴とするエレベーター警報システム。
4. 請求項１に記載のエレベーター警報システムにおいて、
   前記レーダー装置は、前記移動体の距離および速度を検出するミリ波レーダーで構成されることを特徴とするエレベーター警報システム。
5. 昇降路内の釣合い錘の接近に対して警報を発するエレベーター警報方法において、
   レーダー装置の受信信号に基づいて、乗りかごの速度を特定するステップと、
   特定した前記乗りかごの速度に基づいて、前記釣合い錘の速度領域を抽出するステップと、
   抽出した速度領域における前記レーダー装置の受信信号に基づいて、前記釣合い錘までの距離を推定するステップと、
   推定した前記釣合い錘までの距離に基づいて、警報を発するステップと、を有するエレベーター警報方法。

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