JP6614165B2 - しきい値決定方法、しきい値決定装置、及びエレベータ制御システム - Google Patents

Description

本発明は、エレベータにおける振動に基づく異常状態の検知を行う検知装置において使用される、振動のしきい値を決定するしきい値決定方法、しきい値決定装置、及びエレベータ制御システムに関する。

エレベータの乗車中の防犯等のために、エレベータのかご内で乗客が暴れている異常状態を検知する技術が提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１は、エレベータの乗客の異常行動の検知精度を向上させることを目的とするエレベータの異常監視装置を開示している。特許文献１の異常監視装置は、エレベータの乗りかご内を撮影する撮影装置と、乗りかごの床の異常振動を検知する振動検知装置とを備えている。異常監視装置は、振動検知装置により異常振動が検知されたときに、撮影装置により撮影した映像中の乗客の画像認識により、乗客の異常行動を検知している。特許文献１の異常監視装置によると、映像中で検知された異常行動の連続検知時間が所定期間を超えた場合に、異常行動の防止に係る処理が行われている。

特開２０１４−０７３９０７号公報

本発明は、エレベータにおける振動に基づいてエレベータの異常状態を検知する検知装置による異常状態の検知を、種々の仕様のエレベータにわたって精度良くすることができるしきい値決定方法、しきい値決定装置、及びエレベータ制御システムを提供する。

本発明の一態様に係るしきい値決定方法は、エレベータにおける振動に基づいてエレベータの異常状態を検知する検知装置において使用される、異常状態を検知するための振動のしきい値を決定する方法である。本方法は、基準の仕様のエレベータにおいて異常状態に応じた振動を計測するステップを含む。本方法は、振動の計測結果に基づいて、基準の仕様のエレベータに作用した作用力を算出するステップを含む。本方法は、算出した作用力に基づいて、設定対象の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行うステップを含む。本方法は、振動のシミュレーション結果に基づいて、しきい値を算出するステップを含む。

本発明の一態様に係るしきい値決定装置は、検知装置において使用される、異常状態を検知するための振動のしきい値を決定する。しきい値決定装置は、取得部と、制御部とを備える。取得部は、設定対象のエレベータの仕様を示す情報を取得する。制御部は、所定の作用力に基づいて設定対象の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行い、振動のシミュレーション結果に基づいてしきい値を算出する。所定の作用力は、基準の仕様のエレベータの異常状態における振動に基づいて、異常状態において基準の仕様のエレベータに作用した力として算出される。

本発明の一態様に係るエレベータ制御システムは、しきい値決定装置と、検知装置と、制御装置とを備える。検知装置は、しきい値決定装置によって決定されたしきい値を用いて、エレベータにおける振動に基づきエレベータの異常状態を検知する。制御装置は、検知装置の検知結果に基づいて、エレベータを制御する。

本発明に係るしきい値決定方法、しきい値決定装置、及びエレベータ制御システムによると、種々の仕様のエレベータにわたり、特定の作用力に応じた振動のしきい値を決定でき、検知装置による異常状態の検知の精度を良くすることができる。

本発明の実施形態１に係るエレベータ制御システムの構成を示す図 エレベータ制御システムにおける振動異常検知装置の構成を示すブロック図 エレベータの乗客による暴れ行動を説明するための図 エレベータにおける乗客の行動と振動との関係を説明するための図 実施形態１の振動異常検知装置における演算器の機能を示す機能ブロック図 鉛直方向の振動の検出信号に対するフィルタリング特性を示す図 水平方向の振動の検出信号に対するフィルタリング特性を示す図 低周波信号及び衝撃波信号の信号波形を例示する波形図 低周波信号及び衝撃波信号に基づく包絡線データを例示する波形図 振動異常検知装置の演算器による判定処理を説明するためのフローチャート 実施形態１に係るしきい値決定方法及びしきい値決定装置を説明するための図 実施形態１におけるしきい値決定処理を示すフローチャート エレベータにおける振動のシミュレーションの解析モデルを説明するための図 解析モデルによるシミュレーションの計算式を例示する図 しきい値決定処理における作用力の推定処理を示すフローチャート 作用力の推定処理における作用力Ｆ（ｔ）の時間波形を示す図 実施形態２に係るエレベータ制御システムの構成を示すブロック図 実施形態２におけるしきい値決定処理を示すフローチャート

本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。

（実施形態１）
１．振動異常検知装置およびエレベータ制御システムについて
実施形態１に係る振動異常検知装置およびエレベータ制御システムについて、以下説明する。

１−１．構成
実施形態１に係る振動異常検知装置およびエレベータ制御システムの構成について、図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る振動異常検知装置を備えたエレベータの構成を示す図である。

本実施形態に係るエレベータ制御システムは、例えばロープ式のエレベータ１を制御するシステムである。図１に示すように、エレベータ１は、エレベータかご１０と、制御盤３と、ロープ４の巻上機４０と、釣合い重り４１とを備える。エレベータかご１０は、例えば複数の階床を有する建物等における昇降路５に設置される。制御盤３及び巻上機４０は、例えば建物の屋上等で昇降路５の端部に設けられた機械室５０に設置される。

エレベータかご１０は、図１に示すように、かご室１１と、振動異常検知装置１２とを備える。エレベータかご１０は、昇降路５に設けられたレールに係合するローラガイド等を有し、昇降路５において階床間を昇降するように走行する。以下、昇降路５においてエレベータかご１０が昇降する方向（例えば鉛直方向）を「Ｚ方向」とする。

かご室１１は、ドアパネル、カーパネル及び床板などを備え、エレベータ１の乗客が乗り込む部屋を形成する。かご室１１は、例えば床面が水平面となるように設置される。以下、水平面におけるドアの開閉方向を「Ｘ方向」とし、Ｘ，Ｚ方向と直交する方向を「Ｙ方向」とする（図３参照）。

振動異常検知装置１２は、エレベータかご１０のかご室１１で生じた振動からエレベータ１の異常状態を検知する検知装置の一例である。本実施形態では、振動異常検知装置１２により、エレベータ１の乗客が暴れている異常状態を検知する。振動異常検知装置１２の構成の詳細については後述する。振動異常検知装置１２と、制御盤３とは、本実施形態に係るエレベータ制御システムを構成する。

制御盤３は、例えばＣＰＵを備え、エレベータ１の全体動作を制御する。例えば、制御盤３は、巻上機４０を駆動して、昇降路５におけるエレベータかご１０の走行を制御する。また、制御盤３は、振動異常検知装置１２の検知結果に基づいて、例えばエレベータかご１０の走行制御を管制運転に切り替えたり、エレベータかご１０内のスピーカ（不図示）から所定のアナウンス又はブザー音等を出力したりする。制御盤３は、本システムにおいてエレベータ１を制御する制御装置の一例である。

また、制御盤３は、所定のインタフェース回路を介して、外部の管理端末等と無線又は有線通信を行ってもよい。また、本システムにおける制御部は、エレベータ１の種々の安全装置（不図示）に関する制御を行ってもよい。

巻上機４０は、モータ等を備える電動駆動機である。巻上機４０は、ロープ４を巻き上げるように回転駆動する。ロープ４の一端は、昇降路５においてエレベータかご１０を吊すように、エレベータかご１０のかご室１１を支持するかご枠等に接続される。ロープ４の他端は、釣合い重り４１に接続される。エレベータかご１０は、巻上機４０によるロープ４の巻き上げ駆動により、昇降路５において走行する。

１−１−１．振動異常検知装置の構成
本実施形態に係る振動異常検知装置１２の構成の詳細について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、本実施形態に係るエレベータ制御システムにおける振動異常検知装置１２の構成を示すブロック図である。

本システムにおいて、振動異常検知装置１２は、図２に示すように、振動センサ２と、演算器２０とを備える。

振動センサ２は、例えば３軸方向の加速度を検出可能な加速度センサで構成される。振動センサ２を構成する加速度センサは、例えば静電容量型、圧電型及びピエゾ抵抗型などの種々の方式の加速度センサであってもよい。振動センサ２は、本実施形態に係る振動異常検知装置１２の振動検出部の一例である。

振動センサ２は、図１に示すように、エレベータかご１０においてかご室１１の近傍に設置される。エレベータかご１０において、振動センサ２は、検出対象の３軸方向が、それぞれＸ，Ｙ，Ｚ方向となるように配置される。振動センサ２は、Ｘ方向の振動（例えば、加速度）の検出結果を示す検出信号Ａｘ，Ｙ方向の振動の検出結果を示す検出信号Ａｙ及びＺ方向の振動の検出結果を示す検出信号Ａｚを生成する。

図２において、振動センサ２は、演算器２０のアナログ入力端子に接続されている。振動センサ２は、例えばアナログ値においてＸ，Ｙ，Ｚ方向の振動の検出信号Ａｘ，Ａｙ，Ａｚを演算器２０に出力する。

演算器２０は、例えばソフトウェアと協働して所定の機能を実現するＣＰＵを備えた演算処理装置である。演算器２０は、例えばフラッシュメモリなどの内部メモリを備え、内部メモリに種々のデータ及びプログラムを格納する。演算器２０は、内部メモリに格納したデータ及びプログラムを読み出して種々の演算処理を行い、各種の機能を実現する。

例えば、演算器２０は、後述するフィルタ処理部、包絡線処理部および判定処理部としての機能を実現する（図５参照）。これにより、演算器２０は、振動センサ２からの検出信号Ａｘ，Ａｙ，Ａｚに基づき、エレベータかご１０が異常な振動をしている場合に異常信号Ｓａｂを制御盤３に出力する。演算器２０は、本実施形態に係る振動異常検知装置１２の演算処理部の一例である。

演算器２０は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路であってもよい。演算器２０は、ＣＰＵ，ＭＰＵ，マイコン、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の種々の半導体集積回路で構成されてもよい。演算器２０は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器及びフィルタ回路などを備えてもよい。

１−２．動作
以下、本実施形態に係るエレベータ制御システムおよび振動異常検知装置１２の動作について説明する。

１−２−１．動作の概要
本システムの動作の概要について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、エレベータの乗客による暴れ行動を説明するための図である。図４は、エレベータにおける乗客の行動と振動との関係を説明するための図である。「暴れ行動」は、エレベータ１のかご室１１内部で乗客が暴れる行動をいうこととする。

本システムにおいて、振動異常検知装置１２は、図３に示すように、エレベータかご１０において乗客が暴れている異常状態を検知するために、エレベータかご１０の振動を検出する。本システムは、振動異常検知装置１２によってエレベータ１の異常状態が検知された場合には、例えば制御盤３の制御により注意アナウンスや防犯管制運転、警備会社への発報等を行う。

暴れ行動には、乗客による種々の行動が想定される。本発明者は、鋭意検討の結果、様々な暴れ行動の種類に応じて、エレベータかご１０の振動の仕方が異なることに着目した。図４（ａ），（ｂ）を用いて、暴れ行動と振動との関係について説明する。

図４（ａ）は、エレベータかご１０のＺ方向（鉛直方向）の振動の仕方と、暴れ行動との関係を示している。図４（ｂ）は、エレベータかご１０のＸＹ方向（水平方向）の振動の仕方と、暴れ行動との関係を示している。図４（ａ），（ｂ）において、横軸は振動の周波数を示し、縦軸は振動の大きさ（加速度）を示している。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、足踏みやパネル１１１（図３）を叩く、蹴るなどの暴れ行動は、かご室１１に衝撃を与えることにより、屈伸などの体操やシャドウボクシング等の暴れ行動よりも高い周波数の振動を生じる。また、故意にエレベータかご１０を揺らす暴れ行動は、エレベータかご１０の共振周波数を含む振動を生じる。また、ジャンプしたり、パネル１１１に体当たりしたりする暴れ行動は、暴れる者の重心移動を伴うことから、衝撃による高い周波数だけでなく、より低い周波数（上記の共振周波数近傍など）も含んだ振動を生じる。これらの暴れ行動は、通常の乗車時よりも大きい加速度の振動を生じる。

以上のような暴れ行動において、かご室１１に衝撃を与えるような暴れ行動は、乗客への暴力やかご室１１の破損のおそれがあり、被害を最小限に抑える観点からエレベータ１が異常状態であることの判定基準を設定することが望ましい。一方、重心移動を伴い故意又は不意にエレベータかご１０を揺らすような暴れ行動は、落下事故対策等の安全装置の誤作動を招く可能性があり、誤作動による乗客の閉じ込めを回避する観点から異常状態の判定基準を設定することが望ましい。

そこで、本実施形態に係る振動異常検知装置１２では、振動センサ２による振動の検出信号Ａｘ，Ａｙ，Ａｚから、エレベータかご１０を揺らし得る低周波成分と、衝撃に伴う高周波成分（衝撃波成分）とをそれぞれ抽出し、それぞれの成分に基づく異常状態の判定を行う。低周波成分に基づく判定では、エレベータかご１０を揺らすような暴れ行動によって安全装置の誤作動を招き得る状態（第１の異常状態）であるか否かを判定する。衝撃波成分に基づく判定では、かご室１１に衝撃を与えるような暴れ行動により、乗客等への危害が懸念される状態（第２の異常状態）であるか否かを判定する。以上の判定により、種々の暴れ行動の周波数帯に応じてエレベータ１の異常状態を精度良く検知することができる。

１−２−２．動作の詳細
本実施形態に係るエレベータ制御システム及び振動異常検知装置１２の動作の詳細について、図５〜図９を参照して説明する。

図５は、振動異常検知装置１２における演算器２０の機能を示す機能ブロック図である。図６は、Ｚ方向振動の検出信号Ａｚに対するフィルタリング特性を示す図である。図７は、Ｘ，Ｙ方向振動の検出信号Ａｘ，Ａｙに対するフィルタリング特性を示す図である。図８は、低周波信号及び衝撃波信号の信号波形を例示する波形図である。図９は、低周波信号及び衝撃波信号に基づく包絡線データを例示する波形図である。

演算器２０は、図５に示すように、演算処理機能としてフィルタ処理部２１，２２，２３と、包絡線処理部２４１〜２４６と、判定処理部２５とを含む。

演算器２０は、振動センサ２から３軸方向それぞれの振動の検出信号Ａｚ，Ａｘ，Ａｙを受信すると、適宜、Ａ／Ｄ変換等を行い、例えばデジタル値の各検出信号Ａｚ，Ａｘ，Ａｙをそれぞれフィルタ処理部２１，２２，２３に入力する。フィルタ処理部２１，２２，２３は、それぞれ低周波通過フィルタ部２１ａ，２２ａ，２３ａ及び衝撃波通過フィルタ部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂを含む。

Ｚ方向振動の検出信号Ａｚに対して、フィルタ処理部２１は、低周波通過フィルタ部２１ａ及び衝撃波通過フィルタ部２１ｂにより、検出信号Ａｚに含まれる２つの周波数成分（低周波成分及び衝撃波成分）を別々に抽出する。図６（ａ），（ｂ）に、Ｚ方向の低周波通過フィルタ部２１ａ及び衝撃波通過フィルタ部２１ｂのそれぞれのフィルタリング特性を示す。

低周波通過フィルタ部２１ａは、図６（ａ）に示すように２つのカットオフ周波数ｆ０，ｆ１（ｆ０＜ｆ１）による通過帯域を有し、バンドパスフィルタとして機能する。カットオフ周波数ｆ０は、エレベータかご１０（図１）の走行による加速度の変動を遮断するように、０Ｈｚよりも大きい周波数に設定される（例えば０．１Ｈｚ以上）。カットオフ周波数ｆ１は、例えばロープ４の伸縮等によるエレベータかご１０の共振周波数よりも大きく、且つ足踏み等の衝撃による振動の周波数よりも小さい周波数に設定される（図４（ａ）参照）。

低周波通過フィルタ部２１ａは、図６（ａ）に示すフィルタリング特性に基づき、検出信号Ａｚにおいてカットオフ周波数ｆ０，ｆ１間の周波数成分を示す低周波信号Ａｚａを出力する。低周波信号Ａｚａが示す周波数成分は、Ｚ方向振動の検出信号Ａｚの周波数成分において、ロープ４の伸縮等によるエレベータかご１０の縦揺れの共振周波数近傍を含む低周波成分である。上記のフィルタリング特性（図６（ａ））により、低周波信号Ａｚａでは、足踏み等の重心移動を伴わない衝撃、及びエレベータかご１０の走行による影響が除去されている。

衝撃波通過フィルタ部２１ｂは、図６（ｂ）に示すように、２つのカットオフ周波数ｆ２，ｆ３（ｆ２＜ｆ３）による通過帯域を有し、バンドパスフィルタとして機能する。カットオフ周波数ｆ２は、低周波通過フィルタ部２１ａのカットオフ周波数ｆ１以上であって、且つ足踏み等の衝撃による振動の周波数よりも小さい周波数に設定される（例えばｆ２＝ｆ１）。カットオフ周波数ｆ３は、上記の衝撃による振動の周波数よりも大きい周波数に設定される。カットオフ周波数ｆ３は、枠部材及び梁部材等のエレベータかご１０を構成する部材の（ビビリの）固有振動数よりも小さくなるように設定されてもよい。

衝撃波通過フィルタ部２１ｂは、図６（ｂ）に示すフィルタリング特性に基づき、検出信号Ａｚにおいてカットオフ周波数ｆ２，ｆ３間の周波数成分を示す衝撃波信号Ａｚｂを出力する。衝撃波信号Ａｚｂが示す周波数成分は、暴力行為等の暴れ行動によって生じる衝撃に伴う振動を含む衝撃波成分であり、本実施形態における検出信号Ａｚの高周波成分の一例である。

図５に戻り、演算器２０において、Ｚ方向振動の検出信号Ａｚからフィルタ処理部２１によって抽出された低周波信号Ａｚａ及び衝撃波信号Ａｚｂは、それぞれ包絡線処理部２４１，２４２に出力される。図８（ａ），（ｂ）に、低周波信号Ａｚａ及び衝撃波信号Ａｚｂの信号波形の例を示す。

図８（ａ），（ｂ）において、横軸は時間（秒単位）であり、縦軸は加速度（Ｇａｌ単位）である。図８（ａ），（ｂ）に示すように、低周波信号Ａｚａ及び衝撃波信号Ａｚｂの信号波形は、それぞれ特定の周波数帯において振動しながら、各信号波形の振幅が変動する。図８（ａ），（ｂ）の例では、低周波信号Ａｚａの振幅には２回の起伏があり、衝撃波信号Ａｚｂの振幅には５回の起伏がある。このことから、図８（ａ），（ｂ）の例において、暴れ行動は５回、起きており、その内の２回は重心移動を伴う暴れ行動であると考えられる。

上述のように、エレベータかご１０の振動の検出信号Ａｚから抽出した各信号Ａｚａ，Ａｚｂの振幅の変動における起伏の数が、暴れ行動の回数に対応していると考えられる。そこで、本実施形態では、包絡線処理部２４１，２４２により、抽出した各信号Ａｚａ，Ａｚｂの信号波形のピークに接する曲線であって信号波形の起伏に応じた包絡線を解析する。

包絡線処理部２４１は、例えばフィルタ処理部２１から随時、低周波信号Ａｚａを受信し、内部メモリ等に過去１０秒などの所定期間分の低周波信号Ａｚａの信号波形を保持する（図８（ａ））。包絡線処理部２４１は、包絡線解析のための所定の演算処理等によって低周波信号Ａｚａの信号波形に基づく包絡線を演算し、演算結果の包絡線を示す包絡線データＥｚａを生成する。図９（ａ）に、図８（ａ）の低周波信号Ａｚａに基づく包絡線データＥｚａの波形例を示す。

また、包絡線処理部２４２は、フィルタ処理部２１からの衝撃波信号Ａｚｂに対して、包絡線処理部２４１と同様に包絡線の解析を行い、包絡線データＥｚｂを生成する。図９（ｂ）に、図８（ｂ）の衝撃波信号Ａｚｂに基づく包絡線データＥｚｂの波形例を示す。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、図８（ａ）の低周波信号Ａｚａに基づく包絡線データＥｚａの包絡線は２回の起伏を有し、図８（ｂ）の衝撃波信号Ａｚｂに基づく包絡線データＥｚｂの包絡線は５回の起伏を有する。このように、検出信号Ａｚから抽出した各周波数成分の信号波形（Ａｚａ，Ａｚｂ）に対する包絡線を解析することにより、暴れ行動の回数を適切に計測可能なデータ（Ｅｚａ，Ｅｚｂ）が得られ、暴れ行動の検出精度を向上することができる。

図５に戻り、演算器２０における判定処理部２５は、生成された包絡線データＥｚａ，Ｅｚｂに基づき、暴れ行動によるエレベータ１の異常状態を判定する。本実施形態において、判定処理部２５は、しきい値判定処理部２５１〜２５６とＯＲゲート２５７とを含む。

しきい値判定処理部２５１は、Ｚ方向振動の低周波成分の包絡線データＥｚａとしきい値Ｇｚａとを比較し、比較結果に基づき（第１の）異常状態を判定する判定処理を行う。本判定処理の詳細については後述する。しきい値判定処理部２５１は、低周波成分の包絡線データＥｚａに基づき第１の異常状態を判定する。第１の異常状態とは、エレベータかご１０を揺らすような暴れ行動によって安全装置の誤作動を招き得る状態である。包絡線データＥｚａに対するしきい値Ｇｚａは、エレベータ１の調速機などの安全装置が誤作動し得る加速度の大きさを考慮して、例えば調速機が作動しない加速度の上限値の１／２などに設定される。

しきい値判定処理部２５２は、Ｚ方向振動の衝撃波成分の包絡線データＥｚｂとしきい値Ｇｚｂとを比較し、しきい値判定処理部２５１と同様の判定処理を行って、第２の異常状態を判定する。第２の異常状態とは、かご室１１に衝撃を与えるような暴れ行動により、乗客等への危害が懸念される状態である。衝撃波成分の包絡線データＥｚｂに対するしきい値Ｇｚｂは、例えば乗客が危険だと想定される暴れ行動によりかご室１１の床に加わる衝撃を予め計測し、計測結果に基づいて設定される。

しきい値判定処理部２５１，２５２の少なくとも一方により異常状態と判定されると、判定処理部２５は、ＯＲゲート２５７による論理和に基づき、エレベータ１が異常状態であることを示す異常信号Ｓａｂを制御盤３（図２）に出力する。

また、本実施形態では、Ｘ，Ｙ方向の振動の検出信号Ａｘ，Ａｙに対しても、フィルタ処理部２２，２３，包絡線処理部２４３〜２４６及びしきい値判定処理部２５３〜２５６により、上記のＺ方向振動の検出信号Ａｚに対する処理と同様の処理を行う。図７（ａ），（ｂ）は、Ｘ，Ｙ方向のフィルタ処理部２２，２３の低周波通過フィルタ部２２ａ，２３ａと衝撃波通過フィルタ部２２ｂ，２３ｂとのフィルタリング特性を示す。

Ｘ，Ｙ方向の低周波通過フィルタ部２２ａ，２３ａは、図７（ａ）に示すように１つのカットオフ周波数ｆ１１を有し（例えばｆ１１＝ｆ１）、ローパスフィルタとして機能する。カットオフ周波数ｆ１１は、エレベータかご１０のローラガイドのバネの伸縮等による共振周波数よりも大きく、且つパネル１１１（図３）を叩く等の衝撃による振動の周波数よりも小さい周波数に設定される（図４（ｂ）参照）。これにより、Ｘ，Ｙ方向振動の検出信号Ａｘ，Ａｙから、エレベータかご１０の横揺れを起こし得る低周波成分を示す低周波信号Ａｘａ，Ａｙａが抽出される。

また、Ｘ，Ｙ方向の衝撃波通過フィルタ部２２ｂ，２３ｂは、図７（ｂ）に示すように、２つのカットオフ周波数ｆ１２，ｆ１３（ｆ１２＜ｆ１３）による通過帯域を有し、バンドパスフィルタとして機能する。カットオフ周波数ｆ１２は、低周波通過フィルタ部２２ａ，２３ａのカットオフ周波数ｆ１１以上であって、且つパネル１１１を叩く等の衝撃による振動の周波数よりも小さい周波数に設定される（例えばｆ１２＝ｆ１１）。カットオフ周波数ｆ１３は、上記の衝撃による振動の周波数よりも大きい周波数に設定される（例えばｆ１３＝ｆ３）。これにより、検出信号Ａｘ，Ａｙから、エレベータかご１０の水平方向の衝撃に基づく衝撃波成分を示す衝撃波信号Ａｘｂ，Ａｙｂが抽出される。カットオフ周波数ｆ１３は、エレベータかご１０を構成する部材の（ビビリの）固有振動数よりも小さくなるように設定されてもよい。

抽出された各信号Ａｘａ，Ａｘｂ，Ａｙａ，Ａｙｂに基づき、包絡線処理部２４３〜２４６は、各信号波形に対する包絡線を示す包絡線データＥｘａ，Ｅｘｂ，Ｅｙａ，Ｅｙｂを生成する。しきい値判定処理部２５３〜２５６は、それぞれに設定されたしきい値と、包絡線データＥｘａ，Ｅｘｂ，Ｅｙａ，Ｅｙｂとを比較し、しきい値判定処理部２５１，２５２と同様の判定処理を行う。

本実施形態において、各しきい値判定処理部２５３〜２５６のしきい値は、Ｚ方向振動に対するしきい値Ｇｚａ，Ｇｚｂとは別途、設定される。Ｘ，Ｙ方向振動の低周波成分に対するしきい値判定処理部２５３，２５５のしきい値は、例えばエレベータかご１０の横揺れにより昇降路５内の種々の機器との接触が起こり得る加速度の大きさを考慮して設定される。Ｘ，Ｙ方向振動の衝撃波成分に対するしきい値判定処理部２５４，２５６のしきい値は、例えば危険だと想定される暴れ行動によるパネル１１１への衝撃を考慮して設定される。

本実施形態において判定処理部２５は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の各しきい値判定処理部２５１〜２５６の少なくともいずれか１つにより異常状態と判定されると、異常信号Ｓａｂを出力する。これにより、しきい値判定処理部２５１〜２５６のそれぞれに設定されたしきい値を用いて、種々の暴れ行動に対する異常状態の判定を適切に行うことができる。

以上の処理により、振動センサ２からの３軸方向の振動の検出信号Ａｚ，Ａｘ，Ａｙに基づき、種々の暴れ行動に対する異常状態を精度良く検出することができる。

以上の処理において、Ｘ，Ｙ方向振動の低周波成分に対するしきい値判定処理部２５３，２５５のしきい値は、同一に設定されてもよいし、別個に設定されてもよい。また、Ｘ，Ｙ方向振動の衝撃波成分に対するしきい値判定処理部２５４，２５６のしきい値についても、同一に設定されてもよいし、別個に設定されてもよい。例えば、ドア側から進入した乗客による暴れ行動のパターンや、エレベータかご１０を構成する部材の固有振動の方向に基づき、Ｘ，Ｙ方向間でしきい値を異ならせてもよい。

また、以上の説明では、Ｚ，Ｘ，Ｙ方向の各包絡線データＥｚａ，Ｅｚｂ，Ｅｘａ，Ｅｘｂ，Ｅｙａ，Ｅｙｂに基づくしきい値判定処理部２５１〜２５６の判定結果のいずれかで異常状態と判定されると、異常信号Ｓａｂが出力された。異常状態の判定方法はこれに限らず、例えば包絡線データＥｚａ，Ｅｚｂ，Ｅｘａ，Ｅｘｂ，Ｅｙａ，Ｅｙｂを組み合わせて異常状態の判定を行ってもよい。また、各包絡線データＥｚａ，Ｅｚｂ，Ｅｘａ，Ｅｘｂ，Ｅｙａ，Ｅｙｂの判定結果を別々に示す信号が制御盤３に出力されてもよい。

１−２−２−１．判定処理について
本実施形態に係る振動異常検知装置１２の演算器２０による判定処理の詳細について、図１０を参照して説明する。図１０は、振動異常検知装置１２の演算器２０による判定処理を説明するためのフローチャートである。

図１０に示すフローチャートは、演算器２０が、判定処理部２５のしきい値判定処理部２５１〜２５６の内の１つとして、所定の制御周期（例えば１秒）において実行する。以下では、演算器２０がしきい値判定処理部２５１として、Ｚ方向振動の低周波成分の包絡線データＥｚａに対する判定処理を行う例について説明する。

まず、演算器２０はしきい値判定処理部２５１として、過去１０秒間等の所定期間分の包絡線データＥｚａ（図９（ａ））において、包絡線がしきい値Ｇｚａを越えたときがあるか否かを判断する（Ｓ１）。演算器２０は、包絡線がしきい値Ｇｚａを越えたときがないと判断した場合（Ｓ１でＮＯ）、本処理を終了する。

一方、演算器２０は、包絡線がしきい値Ｇｚａを越えたときがあると判断した場合（Ｓ１でＹＥＳ）、包絡線データＥｚａ中で包絡線がしきい値Ｇｚａを超えた回数を算出する（Ｓ２）。例えば、図９（ａ）の例では、演算器２０は、包絡線がしきい値Ｇｚａを超えた回数として、「２回」を算出する。

次に、演算器２０は、計算した回数が、所定の設定回数（例えば５回）以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。演算器２０は、算出した回数が設定回数以上であると判断した場合（Ｓ３でＹＥＳ）、異常信号Ｓａｂを生成する（Ｓ６）。設定回数は、例えばしきい値Ｇｚａを越える暴れ行動が繰り返されることによる危険性を考慮して、予め設定される。これにより、エレベータかご１０内で暴れ行動が繰り返される異常状態を検知することができる。

一方、演算器２０は、算出した回数が設定回数以上でないと判断した場合（Ｓ３でＮＯ）、包絡線がしきい値Ｇｚａを越え続けた期間を算出する（Ｓ４）。包絡線データＥｚａ上で複数回、包絡線がしきい値Ｇｚａを越えている場合、演算器２０は、各回においてしきい値Ｇｚａを越え続けた期間を計算し、計算した期間の内の最長の期間を算出する。

次に、演算器２０は、しきい値Ｇｚａを越え続けた期間が所定の設定期間（例えば５秒）以上か否かを判断する（Ｓ５）。設定期間は、例えばしきい値Ｇｚａを越える暴れ行動が継続されることによる危険性を考慮して、予め設定される。

演算器２０は、しきい値Ｇｚａを越え続けた期間が設定期間以上でないと判断した場合（Ｓ５でＮＯ）、異常信号Ｓａｂを出力することなく、本処理を終了する。

一方、演算器２０は、しきい値Ｇｚａを越え続けた期間が設定期間以上であると判断した場合（Ｓ５でＹＥＳ）、異常信号Ｓａｂを出力して（Ｓ６）、本処理を終了する。これにより、包絡線データＥｚａ（図９（ａ））において振動の起伏１回当たりの継続期間が長いような暴れ行動であっても、異常状態として検知することができる。

以上の処理により、包絡線データの包絡線がしきい値を超えた回数及び期間に基づき、エレベータの異常状態を判定することができる。

以上の説明では、１つの包絡線データＥｚａに対して１つのしきい値Ｇｚａを設定したが、１つの包絡線データＥｚａに対して、複数のしきい値を設定してもよい。例えば、演算器２０は、しきい値Ｇｚａよりも大きいしきい値と包絡線データＥｚａの包絡線とを比較し、包絡線が当該しきい値を超えたときがある場合には回数及び期間に関わらず異常信号Ｓａｂを生成してもよい。これにより、暴れ行動における振動の大きさに応じて、過度に強い暴れ行動があれば即時、異常状態と判定することができる。

また、以上の説明では、演算器２０は、例えば１秒間毎などの各制御周期において、取得した過去１０秒間などの包絡線データＥｚａにおいて包絡線がしきい値Ｇｚａを越えた回数を計算し（Ｓ２）、計算した回数と設定回数とを比較した（Ｓ３）。ステップＳ３の処理では、過去の制御周期の計算結果を用いてもよい。例えば、演算器２０は、内部メモリ等にステップＳ２で計算した回数を保持し、所定サイクル分の計算した回数を加算して、ステップＳ３の判断に用いてもよい。ステップＳ５の処理についても同様に、過去の制御周期のステップＳ４の計算結果を用いてもよい。

以上の説明では、エレベータ制御システムの制御対象は、機械室５０を有するロープ式のエレベータ１であった。本実施形態に係るエレベータ制御システムは特にこれに限定されず、例えば機械室５０が省略されたロープ式のエレベータであってもよい。この場合、制御盤（制御装置）は昇降路内等に設けられる。

２．しきい値決定方法について
以上のエレベータ制御システムにおいて、異常状態を判定するための振動のしきい値Ｇｚａ，Ｇｚｂ（図９）のしきい値決定方法について説明する。

２−１．しきい値決定方法の概要
本実施形態に係るしきい値決定方法（及び装置）の概要を、図１１を用いて説明する。

図１１では、仕様が異なる複数のエレベータ１Ａ，１Ｂにおいて、振動異常検知装置１２が振動検出を行う様子を示している。別々のエレベータ１Ａ，１Ｂにおいて同様の暴れ行動が起きた場合、エレベータかご１０の質量、昇降の行程などのエレベータの仕様の違いに応じて、異なった振動が生じる。この際、暴れ行動の酷さは、暴れ行動の結果として生じる振動よりも、暴れ行動においてエレベータかご１０に作用する力、即ち作用力に、より高い関連性を有すると考えられる。

以上のことから、上記のしきい値の設定は、エレベータかご１０への作用力を基準とすることが望ましいと考えられる。しかし、エレベータ１Ａが設置される現場でエレベータかご１０への作用力を直接計測することは困難である。このため、振動異常検知装置１２を用いて異常状態を精度良く検知するために、複数の現場のエレベータ１Ａのそれぞれで、同じ作用力によるエレベータかご１０の振動を実測し、実測結果からしきい値を決定するよう現場で調整を行う必要があった。

そこで、本実施形態では、異常状態に応じた振動の計測を基準とする所定の仕様（基準仕様）のエレベータ１Ｂで行い、図１１に示すようにしきい値決定装置６を用いて、基準仕様のエレベータ１Ｂにおいて振動の計測時に作用した作用力の推定を行う。さらに、しきい値決定装置６において、推定された作用力が、現場における所望の仕様のエレベータかご１０に作用した場合の振動のシミュレーションを行って、現場の仕様のエレベータ１Ａにおける振動異常検知装置１２のためのしきい値を決定する。このようなしきい値決定方法によると、しきい値を決定するための現場調整を省略できると共に、エレベータ１Ａの振動に基づく異常状態の検知の精度を良くすることができる。

２−２．しきい値決定装置の構成
本実施形態に係るしきい値決定装置６の構成について、図１１を用いて説明する。

しきい値決定装置６は、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）などの情報処理装置で構成される。しきい値決定装置６は、図１１に示すように、制御部６１と、記憶部６２と、取得部６３とを備える。

制御部６１は、例えばソフトウェアと協働して所定の機能を実現するＣＰＵ又はＭＰＵで構成され、しきい値決定装置６の全体動作を制御する。制御部６１は、記憶部６２に格納されたデータやプログラムを読み出して種々の演算処理を行い、各種の機能を実現する。例えば、制御部６１は、所定のプログラムの実行により、しきい値決定方法を実行するためのしきい値決定処理を行う（図１２参照）。

なお、制御部６１は、所定の機能を実現するように設計された専用の電子回路や再構成可能な電子回路などのハードウェア回路であってもよい。制御部６１は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、マイコン、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の種々の半導体集積回路で構成されてもよい。

記憶部６２は、しきい値決定装置６の機能を実現するために必要なプログラム及びデータを記憶する記憶媒体である。記憶部６２は、例えばハードディスク（ＨＤＤ）又は半導体記憶装置（ＳＳＤ）などで構成される。記憶部６２は、例えば計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）、推定の作用力を示す情報、及びしきい値決定処理を制御部６１に実行させるためのプログラム等を格納する。

記憶部６２は、例えばＤＲＡＭ又はＳＲＡＭ等のＲＡＭを含んでもよく、データを一時的に記憶したり、制御部６１の作業エリアとして機能したりしてもよい。また、記憶部６２は、例えば制御部６１が実行するプログラム及び固定パラメータなどを格納するＲＯＭを含んでもよい。

取得部６３は、例えばユーザが操作を行うユーザインタフェースであり、例えば、キーボード、タッチパッド、タッチパネル、ボタン、スイッチ、及びこれらの組み合わせで構成される。

取得部６３は、しきい値決定装置６を他の機器に接続する機器インタフェースや、通信ネットワークに接続するネットワークインタフェースで構成されてもよい。また、取得部６３は、可搬性を有する記録媒体や記憶部６２に格納された諸情報を制御部６１の作業エリアに読み出すことによって諸情報の取得を行うものであってもよい。

２−３．しきい値決定処理
以上のように構成されるしきい値決定装置６によって、本実施形態に係るしきい値決定方法を実行するためのしきい値決定処理について、図１１，１２を用いて説明する。

図１２は、本実施形態におけるしきい値決定処理を示すフローチャートである。図１２のフローチャートは、しきい値決定装置６の制御部６１によって実行される。以下では、一例として、しきい値決定処理においてＺ方向の振動のしきい値を決定する場合について説明する。

図１２のフローチャートにおいて、まず、しきい値決定装置６の制御部６１は、例えばユーザからの入力により、基準仕様のエレベータ１Ｂ（図１１）における振動の計測結果を示す計測データを取得する（Ｓ１１）。計測データは、基準仕様のエレベータ１Ｂにおける異常状態に応じた振動の計測を行うことにより、生成される。

例えば、ユーザは、事前検討において振動異常検知装置１２に異常状態として検知させる最小の振動に対応する外力を定め、基準仕様のエレベータ１Ｂにおいて、定めた外力をエレベータかご１０内部から加えた際のエレベータかご１０の振動を計測する。例えば、ユーザは、エレベータかご１０において、作用力が最も小さいと考えられる暴れ行動が行われた際の振動を実測する。このような振動の計測は、例えば基準仕様のエレベータ１Ｂのかご枠等に設置された振動異常検知装置１２を用いて、加速度単位で行われる。

基準仕様のエレベータ１Ｂにおける振動異常検知装置１２は、Ｚ方向の振動の計測結果から、上述のように低周波成分と、高周波成分（衝撃波成分）とを抽出することにより（図８参照）、計測データを生成する。本実施形態において、計測データは、Ｚ方向の振動における低周波成分の最大振幅ａ１と、高周波成分の最大振幅ａ２と、各成分の最大振幅ａ１，ａ２間の比率ｒ（＝ａ２／ａ１）とを含む。ステップＳ１１において、ユーザは、しきい値決定装置６の取得部６３に計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）を入力する。

次に、制御部６１は、取得した計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）に基づいて、作用力の推定処理を行う（Ｓ１２）。作用力の推定処理は、エレベータにおける振動の解析モデルを用いて、計測データの計測時に基準仕様のエレベータかご１０に作用したことが推定される推定の作用力を算出する処理である。

解析モデルは、エレベータの振動解析のためのシミュレーションモデルであり、例えばマス−バネ−ダンパ系で構成される（図１３，１４参照）。解析モデルによると、エレベータかご等の質量、慣性モーメント、バネ定数および減衰係数などの各種パラメータを変更することにより、種々の仕様のエレベータにおける振動を解析できる。解析モデル、及び作用力の推定処理（Ｓ１２）の詳細については後述する。

次に、制御部６１は、取得部６３を介して、しきい値の設定対象のエレベータ１Ａ（図１１）の仕様を示す仕様情報を取得する（Ｓ１３）。仕様情報は、解析モデルにおける各種パラメータに対応して、エレベータかご等の質量及びサイズ、並びにロープや防振ゴム等の周辺部材の材質及びサイズなどを含む。仕様情報は、例えばユーザによって取得部６３に入力される。仕様情報は、予め記憶部６２に記憶されていてもよい。

次に、制御部６１は、算出した推定の作用力と取得した仕様情報とに基づいて、推定の作用力が、仕様情報が示す仕様のエレベータに作用した場合の振動のシミュレーション（数値解析）を行う（Ｓ１４）。ステップＳ１４のシミュレーションは、上述の解析モデルにおいて、エレベータの仕様を設定対象のエレベータの仕様に変更して行われる。

ステップＳ１４において、例えば、制御部６１は、取得した仕様情報に基づいて、設定対象のエレベータの仕様に応じた各種パラメータの値を算出し、算出結果に基づき解析モデルをパラメータ調整する。制御部６１は、パラメータ調整によって仕様変更した解析モデルに推定の作用力を入力して振動のシミュレーションを実行し、シミュレーション結果の振動を示す情報を出力する。

次に、制御部６１は、シミュレーション結果に基づいて、設定対象の仕様のエレベータ１Ａにおける振動異常検知装置１２に設定する振動のしきい値を、周波数成分毎に算出する（Ｓ１５）。例えば、制御部６１は、シミュレーション結果の振動を示す情報から、低周波成分と高周波成分とを抽出し、抽出した各周波数成分における最大振幅をそれぞれのしきい値として算出する。

制御部６１は、しきい値を算出することにより（Ｓ１５）、本フローチャートによる処理を終了する。算出したしきい値は、例えばしきい値決定装置６の記憶部６２に格納される。

以上の処理によると、種々の仕様のエレベータ１Ａに対して、基準仕様のエレベータ１Ｂにおける実測結果に基づき推定される作用力を基準として（Ｓ１１，Ｓ１２）、異常状態を判定するための振動のしきい値を決定することができる（Ｓ１５）。この際、現場の仕様のエレベータ１Ａにおける推定の作用力の振動のシミュレーションにより（Ｓ１４）、しきい値の設定対象のエレベータ１Ａにおける現場調整を行うことなく、事前検討でしきい値を決定することができる。

２−３−１．解析モデルについて
しきい値決定処理（図１２）のステップＳ１２，Ｓ１４で用いる解析モデルの詳細について、図１３，１４を用いて説明する。図１３は、エレベータにおける振動のシミュレーションの解析モデル７を説明するための図である。図１４は、解析モデル７によるシミュレーションの計算式を例示する図である。

図１３は、Ｚ方向（垂直方向）の振動を解析するためにモデル化されたエレベータの解析モデル７の一例を示している。図１３の例の解析モデル７は、キャブ７１と、カーフレーム７２と、カーシーブビーム７３と、複数のシーブ７４〜８１と、オモリ８２と、複数のオーバヘッド（ＯＨ）部８３，８５と、マシン部８４と、ロープＲｐと、複数の防振ゴムＢ１〜Ｂ５とを含む。

図１３の例では、ロープＲｐが、外部固定された両端間で８個のシーブ７４〜８１を介して第１〜第９部分Ｒｐ１〜Ｒｐ９に分割されるというロープＲｐの引き回しを例示している。各ＯＨ部８３，８５は、解析モデル７において、昇降路の上端を渡してロープＲｐを通すための梁部材に対応する。マシン部８４は、ロープＲｐの巻上げ機に対応する。ロープＲｐの引き回しは、各種仕様に応じて適宜、設定されてもよい。

図１３の例の解析モデル７による振動のシミュレーションは、しきい値決定装置６の制御部６１が、図１４に示す計算式（１）〜（１５）の連立方程式を数値計算することにより、実行される。なお、図１４では、計算式（１）〜（１５）において各種状態変数ｘの時間ｔによる一階微分及び二階微分をそれぞれ式（１６），（１７）のように表記している。

シミュレーションの計算式（１）〜（１５）は、それぞれ解析モデル７の各部７１〜８５の状態変数ｘ_１〜ｘ_１５に対する運動方程式である。図１４に示すように、それぞれの計算式（１）〜（１５）は、各種パラメータｍ_１〜ｍ_１５，ｋ_１〜ｋ_９，ｋ_ｂ１〜ｋ_ｂ５、ｃ_１〜ｃ_９，ｃ_ｂ１〜ｃ_ｂ５によって規定され、上記各パラメータは解析対象とするエレベータの仕様に応じて設定される。なお、ロープＲｐ及び防振ゴムＢ１〜Ｂ５について、図１３ではバネ要素として図示しているが、運動方程式（１）〜（１５）においてはバネ−ダンパ要素として扱うこととする（図１３中左下欄参照）。

解析モデル７において、エレベータかごを構成するキャブ７１は、状態変数としての垂直方向変位ｘ_１と、仕様に応じたパラメータの質量ｍ_１とを有する。同様に、キャブ７１を支持するカーフレーム７２は、垂直方向変位ｘ_２と、質量ｍ_２とを有する。また、カーシーブビーム７３は、垂直方向変位ｘ_３と、質量ｍ_３とを有する。

カーシーブビーム７３の一端のカーシーブ７４は、ロープ送り量ｘ_４と、慣性質量ｍ_４とを有する。ロープ送り量ｘ_４は、カーシーブ７４の回転によってロープＲｐを移動させる送り量を表す状態変数である（以下同様）。慣性質量ｍ_４は、カーシーブ７４の慣性モーメントを質量換算したパラメータであり、カーシーブ７４の質量及びサイズ等から設定される（以下同様）。

また、カーシーブビーム７３の他端のカーシーブ７５は、（状態変数の）ロープ送り量ｘ_５と、（パラメータの）慣性質量ｍ_５とを有する。キャブ７１側のＯＨ部８３の両端のシーブ７６，７７はそれぞれ、ロープ送り量ｘ_６，ｘ_７と、慣性質量ｍ_６，ｍ_７とを有する。マシン部８４のシーブ７８は、ロープ送り量ｘ_８と、慣性質量ｍ_８とを有する。オモリ８２側のＯＨ部８５の両端のシーブ７９，８０はそれぞれ、ロープ送り量ｘ_９，ｘ_１０と、慣性質量ｍ_９，ｍ_１０とを有する。オモリ８２のシーブ８１は、ロープＲｐの送り量ｘ_１１と、慣性質量ｍ_１１とを有する。

オモリ８２は、（状態変数の）垂直方向変位ｘ_１２と、（パラメータの）質量ｍ_１２とを有する。キャブ７１側のＯＨ部８３は、垂直方向変位ｘ_１３と、質量ｍ_１３とを有する。マシン部８４は、垂直方向変位ｘ_１４と、質量ｍ_１４とを有する。オモリ８２側のＯＨ部８５は、垂直方向変位ｘ_１５と、質量ｍ_１５とを有する。

ロープＲｐにおいて、第１〜第９部分Ｒｐ１〜Ｒｐ９はそれぞれ、（パラメータの）バネ定数ｋ_１〜ｋ_９と減衰係数ｃ_１〜ｃ_９とを有する。ロープＲｐのバネ定数ｋ_１〜ｋ_９及び減衰係数ｃ_１〜ｃ_９は、ロープＲｐの種類、本数、太さ、長さ等の仕様によって設定される。

キャブ７１とカーフレーム７２間の床下防振ゴムＢ１は、バネ定数ｋ_ｂ１と、減衰係数ｃ_ｂ１とを有する。カーフレーム７２とカーシーブビーム７３間のヒッチ防振ゴムＢ２は、バネ定数ｋ_ｂ２と、減衰係数ｃ_ｂ２とを有する。キャブ７１側のＯＨ部８３の防振ゴムＢ３は、バネ定数ｋ_ｂ３と、減衰係数ｃ_ｂ３とを有する。マシン部８４の防振ゴムＢ４は、バネ定数ｋ_ｂ４と、減衰係数ｃ_ｂ４とを有する。オモリ８２側のＯＨ部８５の防振ゴムＢ５は、バネ定数ｋ_ｂ５と、減衰係数ｃ_ｂ５とを有する。各種防振ゴムＢ１〜Ｂ５のバネ定数ｋ_ｂ１〜ｋ_ｂ５及び減衰係数ｃ_ｂ１〜ｃ_ｂ５は、それぞれの防振ゴムの種類、個数、負荷等の仕様によって設定される。

以上のような解析モデル７において、図１３に示すように作用力Ｆをキャブ７１の床面に作用させる場合、図１４に示すように、作用力Ｆが計算式（１）、即ちキャブ７１の垂直方向変位ｘ_１の運動方程式（１）の右辺に入力される。この際、しきい値決定装置６の制御部６１が計算式（１）〜（１５）の数値計算を行うことにより、各種状態変数ｘ_１〜ｘ_１５の振動を解析することができる。例えば、振動異常検知装置１２をカーフレーム７２に設置する場合、制御部６１は、Ｚ方向振動のシミュレーション結果としてカーフレーム７２の垂直方向変位ｘ_２の二階微分（即ち加速度）を出力する。

以上の説明では、Ｚ方向（垂直方向）の振動解析のための解析モデル７について説明したが、Ｚ方向と同様にＸ，Ｙ方向の振動解析を行ってもよい。この場合、しきい値決定装置６の制御部６１は、Ｚ方向の変位に関する運動方程式（１）〜（１５）と同様にＸ，Ｙ方向の変位に関する運動方程式の数値計算を行うことにより、Ｘ，Ｙ方向の振動解析を行うことができる。

２−３−２．作用力の推定処理について
図１２のステップＳ１２における作用力の推定処理の詳細について、図１５，１６を用いて説明する。図１５は、しきい値決定処理（図１２）における作用力の推定処理（Ｓ１２）を示すフローチャートである。

図１５のフローチャートは、図１２のステップＳ１１で取得された計測データが示す低周波成分の最大振幅ａ１と、高周波成分の最大振幅ａ２と、比率ｒ＝ａ２／ａ１とが、記憶部６２に格納された状態で開始される。また、解析モデル７（図１３）には、計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）の計測が行われたエレベータ１Ａの基準仕様が設定されていることとする（図１１参照）。

まず、しきい値決定装置６の制御部６１は、基準仕様の解析モデル７において、作用力を仮定して振動のシミュレーションを行う（Ｓ２１）。図１６を用いて、本実施形態に係る作用力の推定処理における作用力Ｆ（ｔ）の仮定について説明する。

図１６は、作用力の推定処理における作用力Ｆ（ｔ）の時間波形を示す図である。本実施形態に係る作用力の推定処理では、図１６に示すように、作用力Ｆ（ｔ）の時間波形が正規分布形であることを仮定する。この仮定によると、作用力Ｆ（ｔ）は、図１６に示すように、最大値Ｆ_ｍａｘと、標準偏差に対応する時間幅Δｔとで規定されることとなる。ステップＳ２１において、制御部６１は、例えば予め記憶部６２に記憶された初期値の最大値Ｆ_ｍａｘ及び時間幅Δｔを有する仮の作用力Ｆ（ｔ）を基準仕様の解析モデル７に入力し、振動のシミュレーション結果を出力する。

図１５に戻り、制御部６１は、シミュレーション結果の振動から、上記の振動異常検知装置１２のフィルタ処理部２１（図５）と同様に低周波成分を抽出し、低周波成分の最大振幅Ａ１を算出する（Ｓ２２）。また、制御部６１は、低周波成分と同様にシミュレーション結果の振動から高周波成分を抽出し、高周波成分の最大振幅Ａ２を算出する。さらに、制御部６１は、低周波成分の最大振幅Ａ１に対する高周波成分の最大振幅Ａ２の比率Ｒ＝Ａ２／Ａ１を算出する。

ステップＳ２２で算出される比率Ｒ（＝Ｒ（Δｔ））は、ステップＳ２１で仮定された仮の作用力Ｆ（ｔ）の時間幅Δｔに応じて変動する。具体的に、時間幅Δｔを延長すると、仮の作用力Ｆ（ｔ）の時間波形（図１６）が緩やかになることから、低周波数成分の振動を生じ易くなり、比率Ｒ（Δｔ）は小さくなる。同様に、時間幅Δｔを短縮すると、高周波数成分の振動を生じ易くなり、比率Ｒ（Δｔ）は大きくなる。

制御部６１は、仮の作用力Ｆ（ｔ）に基づく比率Ｒ（Δｔ）と、基準仕様の計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）における比率ｒとの間の差分の絶対値｜Ｒ（Δｔ）−ｒ｜が、収束因子εよりも小さいか否かを判断する（Ｓ２３）。収束因子εは、推定の作用力Ｆの許容誤差などの観点から適宜、正の所定値に設定される。

差分の絶対値｜Ｒ（Δｔ）−ｒ｜が収束因子εよりも小さくなっていない場合（Ｓ２３でＮＯ）、制御部６１は、二分法等により時間幅Δｔを調整して（Ｓ２４）、ステップＳ２１以降の処理を再度、実行する。具体的に、差分（Ｒ（Δｔ）−ｒ）が正の場合に、制御部６１は時間幅Δｔを延長する（Ｓ２４）。これにより、次のステップＳ２２では比率Ｒ（Δｔ）が小さくなる。また、差分（Ｒ（Δｔ）−ｒ）が負の場合に、制御部６１は時間幅Δｔを短縮して（Ｓ２４）、比率Ｒ（Δｔ）を大きくする（Ｓ２２）。ステップＳ２１〜Ｓ２４の処理を繰り返すことにより、仮の作用力Ｆ（ｔ）に基づく比率Ｒ（Δｔ）は、計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）における比率ｒに収束する。

差分の絶対値｜Ｒ（Δｔ）−ｒ｜が収束因子εよりも小さくなった場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、制御部６１は、調整した時間幅Δｔを推定の作用力Ｆの時間幅として決定し、推定の作用力Ｆの最大値Ｆ_ｍａｘを算出する（Ｓ２５）。

ステップＳ２５において、制御部６１は、例えば計測データ（ａ１，ａ２，ｒ）における高周波成分の最大振幅ａ２に基づいて、条件Ａ２＝ａ２を満たすように、作用力Ｆ（ｔ）の最大値Ｆ_ｍａｘを算出する。本実施形態では、上述のとおり解析モデル７がマス−バネ−ダンパ系であることから、時間幅Δｔを固定した場合には作用力Ｆ（ｔ）の最大値Ｆ_ｍａｘと振動の最大振幅Ａ２との間に比例関係が成立する。このような比例関係を用いて、上記の条件を満たす最大値Ｆ_ｍａｘが求められる。

制御部６１は、ステップＳ２５で算出した最大値Ｆ_ｍａｘを推定の作用力Ｆの最大値として決定し、決定した最大値Ｆ_ｍａｘ及び時間幅Δｔを推定結果として記憶部６２に記録する。これにより、制御部６１は、図１２のステップＳ１２の処理を終了して、ステップＳ１３に進む。

以上の処理によると、基準仕様のエレベータ１Ｂの異常状態に応じた振動の計測データに基づいて、計測時（或いは異常状態）において基準仕様のエレベータ１Ｂに作用したことが推定される推定の作用力Ｆを算出できる（Ｓ２５）。

また、シミュレーション結果の振動における複数の周波数成分（Ａ１，Ａ２）に基づいて、基準仕様のエレベータ１Ｂにおける振動のシミュレーションの繰り返し（Ｓ２１〜Ｓ２４）を、容易に収束させることができる。

以上の処理において、作用力Ｆ（ｔ）の時間波形を正規分布形に仮定したが（図１６）、これに限らず、種々の関数形を用いてもよい。例えば、正規分布形に準じるような関数形が、作用力Ｆ（ｔ）の時間波形として仮定されてもよい。

また、上記のステップＳ２５では、高周波成分の最大振幅ａ２に基づく条件Ａ２＝ａ２を満たすように、作用力Ｆ（ｔ）の最大値Ｆ_ｍａｘを算出する例を説明した。これに限らず、例えば条件Ａ２＝ａ２の代わりに低周波成分の最大振幅ａ１に基づく条件Ａ１＝ａ１を満たすように、作用力Ｆ（ｔ）の最大値Ｆ_ｍａｘが算出されてもよい。

３．まとめ
以上のように、本実施形態に係るしきい値決定方法は、エレベータ１Ａにおける振動に基づいてエレベータの異常状態を検知する振動異常検知装置１２において使用される、異常状態を検知するための振動のしきい値を決定する方法である。本方法は、基準仕様のエレベータ１Ｂにおいて異常状態に応じた振動を計測するステップを含む（Ｓ１１）。本方法は、振動の計測結果に基づいて、基準仕様のエレベータ１Ｂに作用したことが推定される推定の作用力Ｆを算出するステップを含む（Ｓ１２）。本方法は、推定の作用力Ｆに基づいて、設定対象の仕様のエレベータ１Ａにおける振動のシミュレーションを行うステップを含む（Ｓ１４）。本方法は、振動のシミュレーション結果に基づいて、しきい値を算出するステップを含む（Ｓ１５）。

以上のしきい値決定方法によると、基準仕様のエレベータ１Ｂにおける振動の計測結果に基づく推定の作用力Ｆを基準とする振動のしきい値が、所望の仕様のエレベータ１Ａに対して事前検討等で決定できる。これにより、種々の仕様のエレベータにわたって、振動検知装置１２による異常状態の検知の精度を良くすることができる。また、設定対象のエレベータ１Ａにおけるしきい値の現場調整などが省略でき、振動異常検知装置１２に対するしきい値の設定を行い易くすることができる。

本実施形態において、振動異常検知装置１２は、エレベータ１Ａの振動に含まれる低周波成分及び低周波成分を含む複数の周波数成分に基づいて異常状態を検知する。しきい値を算出するステップ（Ｓ１５）は、周波数成分毎の複数のしきい値を算出する。これにより、振動異常検知装置１２により、複数の周波数成分に基づき種々の異常状態を検知する際のしきい値の設定を行い易くすることができる。

また、本実施形態において、推定の作用力Ｆを算出するステップ（Ｓ１２）は、振動の計測結果（Ｓ１１）に基づいて、基準仕様のエレベータ１Ｂにおける振動のシミュレーションを行って、推定の作用力Ｆを算出する。これにより、基準仕様のエレベータ１Ｂの異常状態において基準仕様のエレベータ１Ｂに作用したことがシミュレーションから推定される推定の作用力Ｆを、しきい値の設定の基準として算出できる。

また、本実施形態において、推定の作用力Ｆを算出するステップ（Ｓ１２）は、基準仕様のエレベータ１Ｂにおけるシミュレーション結果の振動に含まれる複数の周波数成分に基づいて、作用力を算出する。これにより、推定の作用力Ｆの算出を容易に行うことができる。

また、本実施形態に係るしきい値決定装置６は、振動異常検知装置１２において使用される、異常状態を検知するための振動のしきい値を決定する。しきい値決定装置６は、取得部６３と、制御部６１とを備える。取得部６３は、設定対象のエレベータ１Ａの仕様を示す情報を取得する（Ｓ１３）。制御部６１は、所定の作用力に基づいて設定対象の仕様のエレベータ１Ａにおける振動のシミュレーションを行い（Ｓ１４）、振動のシミュレーション結果に基づいてしきい値を算出する（Ｓ１５）。所定の作用力は、基準仕様のエレベータ１Ｂの異常状態における振動に基づいて、異常状態において基準仕様のエレベータ１Ｂに作用した力として算出される推定の作用力Ｆである（Ｓ１２）。

以上のしきい値決定装置６によると、種々の仕様のエレベータ１Ａにわたり、同じ作用力Ｆに応じた振動のしきい値を設定でき、振動異常検知装置１２による異常状態の検知を行い易くすることができる。

本実施形態において、しきい値決定装置６の制御部６１は、しきい値決定処理（図１２）において、基準仕様のエレベータ１Ｂにおける振動の計測データに基づいて、基準仕様のエレベータ１Ｂに作用したことが推定される推定の作用力Ｆを算出する（Ｓ１２）。本実施形態におけるしきい値決定装置６を備えたエレベータ制御システムが提供されてもよい。また、本実施形態におけるしきい値決定装置６にしきい値決定処理を実行させるためのプログラムが提供されてもよい。

（実施形態２）
実施形態２では、エレベータ制御システムに組み込まれたしきい値決定装置において、エレベータの仕様を入力することにより、しきい値を自動設定する例について説明する。以下、実施形態２に係るしきい値決定装置及びエレベータ制御システムについて、図１７，１８を参照して説明する。

図１７は、実施形態２に係るエレベータ制御システムの構成を示すブロック図である。本実施形態に係るエレベータ制御システムは、実施形態１と同様の構成において、演算器２０Ａにしきい値決定部６Ａを備える。演算器２０Ａのしきい値決定部６Ａは、エレベータ制御システムに組み込まれたしきい値決定装置の一例である。

図１８は、本実施形態におけるしきい値決定処理を示すフローチャートである。本実施形態におけるしきい値決定処理では、図１２のステップＳ１１，Ｓ１２の処理を予め行っておき、図１８に示すようにステップＳ１３以降の処理を演算器２０Ａのしきい値決定部６Ａを実行する。

例えば演算器２０Ａ（図１７）は、本実施形態におけるしきい値決定処理（図１８）を実行するためのプログラムを実行することによりしきい値決定部６Ａとして機能する。しきい値決定部６Ａとしての演算器２０Ａは、実施形態１に係るしきい値決定装置６の取得部６３（図１１）と同様に、各種インタフェースとして入力される情報を取得する取得部を備える。演算器２０Ａの内部メモリ（記憶部）には、実施形態１の作用力の推定処理（図１２のＳ１２）等によって算出された推定の作用力を示す情報が、予め記録されている。推定の作用力を示す情報は、しきい値決定処理のためのプログラムに組み込まれていてもよい。

図１８のフローチャートは、しきい値決定部６Ａとして機能する演算器２０Ａによって実行され、ユーザが設定対象のエレベータの仕様情報をしきい値決定部６Ａ（取得部）に入力したときに開始される。

しきい値決定部６Ａは、入力された仕様情報を取得すると（Ｓ１３）、予め記録された推定の作用力を示す情報に基づき、実施形態１と同様に設定対象の仕様のエレベータにおける振動解析（シミュレーション）を行って（Ｓ１４）、周波数成分毎のしきい値を算出する（Ｓ１５）。しきい値決定部６Ａは、それぞれのしきい値を演算器２０Ａのしきい値判定処理部２５１〜２５６（図５参照）に設定して、本フローチャートによる処理を終了する。

以上の処理によると、エレベータ制御システムにおいて、ユーザはしきい値決定部６Ａに所望のエレベータの仕様を入力することにより、異常判定のための適切なしきい値が自動設定され、振動異常検知装置１２による異常検知の設定を簡略化できる。

以上のように、本実施形態に係るしきい値決定装置６Ａは、演算器２０Ａの内部メモリ（記憶部）に予め記憶された情報が示す推定の作用力Ｆに基づいて、振動のシミュレーションを行う（図１８のＳ１３）。

本実施形態に係るしきい値決定装置６Ａが実行するプログラムは、設定対象のエレベータ１Ａの仕様を示す情報を取得するステップ（Ｓ１３）と、所定の作用力に基づいて設定対象の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行い、振動のシミュレーション結果に基づいてしきい値を算出するステップ（Ｓ１４，Ｓ１５）とを含む。所定の作用力は、基準の仕様のエレベータの異常状態における振動に基づいて、異常状態において基準の仕様のエレベータに作用した推定の作用力として算出される。

また、本実施形態に係るエレベータ制御システムは、しきい値決定装置６Ａと、振動異常検知装置１２と、制御盤３とを備える。振動異常検知装置１２は、しきい値決定装置６Ａによって決定されたしきい値を用いて、エレベータ１Ａにおける振動に基づきエレベータ１Ａの異常状態を検知する。制御盤３は、振動異常検知装置１２の検知結果に基づいて、エレベータ１Ａを制御する。

以上のしきい値決定装置６Ａ及びエレベータ制御システムによると、ユーザ所望の仕様のエレベータ１Ａに対して、予め定められた作用力に応じた振動のしきい値を振動異常検知装置１２に設定でき、振動異常検知装置１２による異常状態の検知を行い易くできる。

（他の実施形態）
上記の各実施形態において、演算器２０，２０Ａが行った各処理は、制御盤３によって行われてもよい。例えば、実施形態２における演算器２０Ａのしきい値決定部６Ａが制御盤３に組み込まれて、図１８のしきい値決定処理が制御盤３によって実行されてもよい。

また、実施形態２では、図１８のしきい値決定処理は、エレベータ制御システムの演算器２０Ａに組み込まれたしきい値決定部６Ａによって実行されたが、これに限らず、実施形態１のしきい値決定装置６のように別体の情報処理装置で実行されてもよい。

また、上記の各実施形態では、振動センサ２は３軸方向の振動を検出可能であった。本実施形態における振動検出部は、３軸方向の振動を検出可能でなくてもよく、例えば１軸方向又は２軸方向のみの振動を検出可能であってもよい。この場合、振動検出部は、１軸方向又は２軸方向の加速度を検出可能な加速度センサなどで構成される。また、検出対象の１軸方向又は２軸方向は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向のいずれか一つ又は二つの方向であってもよいし、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向から適宜、傾斜した方向であってもよい。

また、上記の各実施形態では、振動センサ２が加速度センサで構成される例について説明したが、本システム及び振動異常検知装置における振動検出部は加速度センサに限らず、例えば速度センサまたは変位センサで構成されてもよい。このような場合においても、本実施形態に係るしきい値決定方法及び装置を適用することができる。

演算器２０は、速度センサまたは変位センサによる速度又は変位の検出結果を示す検出信号に対して、フィルタ処理部２１，２２，２３、包絡線処理部２４１〜２４６及び判定処理部２５（図５〜図９）と同様の各種演算処理を行ってもよい。また、演算器２０は、速度センサまたは変位センサによる検出信号に対して、一階又は二階微分を演算する演算処理を行って加速度を算出してから、図５〜図９に示す各種演算処理を行ってもよい。

上記各実施形態において、衝撃波通過フィルタ部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂはバンドパスフィルタであったが、これに代えて、例えばカットオフ周波数ｆ２，ｆ１２に基づくハイパスフィルタを用いてもよい。これによっても、振動センサ２の検出信号Ａｘ，Ａｙ，Ａｚから、衝撃を伴う暴れ行動による振動の高周波成分を抽出することができる。

また、上記の各実施形態における振動異常検知装置の振動センサ２と演算器２０，２０Ａとは別体で構成されたが、振動検出部と演算処理部とは一体的に構成されてもよい。

また、本システムは、振動異常検知装置１２と共に、例えばエレベータ１のかご室１１内を撮像する監視カメラなどの撮像部を備えてもよい。この場合、本システムは、例えば振動異常検知装置１２を用いて特定の暴れ行動に応じた振動を検出し、監視カメラの撮像動作を開始させてもよい。

また、上記の各実施形態において、エレベータ制御システムの制御対象はロープ式のエレベータであった。本実施形態におけるエレベータ制御システムは、特にロープ式のエレベータに限らず、例えば油圧式、水圧式、リニアモータ式のエレベータを制御してもよい。

本発明は、上述した実施の形態に限定されず、各実施形態において種々の変形が適宜、行われてもよい。また、個々の実施形態で説明した種々の特徴を組み合わせて、更なる実施の形態とすることも可能である。上述した実施形態は例示であり、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変形を適宜、行うことができる。

１…エレベータ
１０…エレベータかご
１１…かご室
１２…振動異常検知装置
２…振動センサ
２０…演算器
３…制御盤
６…しきい値決定装置
６１…制御部
６２…記憶部
６３…取得部

Claims (8)

1. エレベータにおける振動に基づいてエレベータの異常状態を検知する検知装置において使用される、前記異常状態を検知するための振動のしきい値を決定するしきい値決定方法であって、
   基準の仕様のエレベータにおいて前記異常状態に応じた振動を計測するステップと、
   前記振動の計測結果に基づいて、前記基準の仕様のエレベータに作用した作用力を算出するステップと、
   算出した作用力に基づいて、設定対象の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行うステップと、
   前記振動のシミュレーション結果に基づいて、前記しきい値を算出するステップと
   を含むしきい値決定方法。
2. 前記検知装置は、前記エレベータの振動に含まれる複数の周波数成分に基づいて前記異常状態を検知し、
   前記しきい値を算出するステップは、周波数成分毎の複数のしきい値を算出する
   請求項１に記載のしきい値決定方法。
3. 前記作用力を算出するステップは、前記振動の計測結果に基づいて、前記基準の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行って、前記作用力を算出する
   請求項１又は２に記載のしきい値決定方法。
4. 前記作用力を算出するステップは、前記基準の仕様のエレベータにおけるシミュレーション結果の振動に含まれる複数の周波数成分に基づいて、前記作用力を算出する
   請求項３に記載のしきい値決定方法。
5. エレベータにおける振動に基づいてエレベータの異常状態を検知する検知装置において使用される、前記異常状態を検知するための振動のしきい値を決定するしきい値決定装置であって、
   設定対象のエレベータの仕様を示す情報を取得する取得部と、
   所定の作用力に基づいて設定対象の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行い、前記振動のシミュレーション結果に基づいて前記しきい値を算出する制御部と
   を備え、
   前記所定の作用力は、基準の仕様のエレベータの前記異常状態における振動に基づいて、前記異常状態において前記基準の仕様のエレベータに作用した力として算出される
   しきい値決定装置。
6. 前記所定の作用力を示す情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された情報が示す作用力に基づいて、前記振動のシミュレーションを行う
   請求項５に記載のしきい値決定装置。
7. 請求項５又は６に記載のしきい値決定装置と、
   前記しきい値決定装置によって決定されたしきい値を用いて、エレベータにおける振動に基づきエレベータの異常状態を検知する検知装置と、
   前記検知装置の検知結果に基づいて、前記エレベータを制御する制御装置と
   を備えたエレベータ制御システム。
8. エレベータにおける振動に基づいてエレベータの異常状態を検知する検知装置において使用される、前記異常状態を検知するための振動のしきい値を決定するしきい値決定装置に実行させるプログラムであって、
   設定対象のエレベータの仕様を示す情報を取得するステップと、
   所定の作用力に基づいて設定対象の仕様のエレベータにおける振動のシミュレーションを行い、前記振動のシミュレーション結果に基づいて前記しきい値を算出するステップと
   を含み、
   前記所定の作用力は、基準の仕様のエレベータの前記異常状態における振動に基づいて、前記異常状態において前記基準の仕様のエレベータに作用した力として算出される
   プログラム。

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