KR102651107B1 - Elevator abnormality detection system and method - Google Patents
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Abstract
엘리베이터 이상 검출 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은 엘리베이터의 이상 증상 및 고장 발생의 전조 증상을 정밀하게 검출하여 사전예지보수 서비스를 제공하기 위한 것으로서, 고장과 관련되는 엘리베이터의 물리적 파라미터를 측정하는 센서부; 센서부에 의해 측정된 센싱 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 센싱 데이터에 대하여 기설정된 임계치를 초과하는지를 판정함으로서 정상 패턴으로부터 벗어나는 이상 패턴들을 검출하는 이상패턴 검출부; 이상 패턴들에 대하여 인접하여 발생하는 이상 패턴 간의 발생 시간 차이를 인터벌 시간값으로 산출하는 인터벌 산출부; 및 일정 구간 내에서 검출된 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값에 기초하여 이상 패턴들의 발생 밀집도를 결정하고 발생 밀집도에 기반하여 이상 스코어를 산출하는 이상스코어 산출부를 포함하여 구성된다.A system and method for detecting an elevator abnormality are disclosed. The elevator abnormality detection system according to the present invention is intended to provide a predictive maintenance service by precisely detecting abnormal symptoms and precursor symptoms of a failure in the elevator, and includes a sensor unit that measures physical parameters of the elevator related to the failure; A data collection unit that collects sensing data measured by the sensor unit; an abnormal pattern detection unit that detects abnormal patterns that deviate from normal patterns by determining whether the sensing data exceeds a preset threshold; an interval calculation unit that calculates an occurrence time difference between abnormal patterns occurring adjacent to each other as an interval time value; and an anomaly score calculation unit that determines the occurrence density of abnormal patterns based on the interval time value between abnormal patterns detected within a certain section and calculates an abnormality score based on the occurrence density.
Description
본 발명은 엘리베이터 이상 검출 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엘리베이터의 동작 중 정상 패턴에서 벗어나는 이상 패턴의 발생 밀집도를 이용하여 엘리베이터의 이상 증상 및 고장 발생의 전조 증상을 정밀하게 검출해 냄으로써 사전예지보수 서비스의 제공을 가능케 하는 엘리베이터 이상 검출 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for detecting abnormalities in an elevator. More specifically, the present invention relates to a system and method for detecting abnormalities in an elevator. More specifically, the present invention relates to a system and method for detecting abnormalities in an elevator by using the density of occurrence of abnormal patterns that deviate from the normal pattern during elevator operation to precisely detect abnormal symptoms and precursor symptoms of a failure in the elevator. It relates to an elevator abnormality detection system and method that enables the provision of predictive maintenance services.
일반적으로 주거용이나 업무용 또는 상업용 등으로 건축되는 다양한 종류의 고층 건물에는 해당 건물을 출입하는 승객들의 원활한 층간 이동을 위하여 엘리베이터가 구비된다.In general, various types of high-rise buildings built for residential, office, or commercial purposes are equipped with elevators to ensure smooth movement between floors of passengers entering and exiting the building.
엘리베이터는 내부에 승객이 탑승한 상태에서 건물 내부에 수직방향으로 형성된 승강로를 따라 상하 이동하는 엘리베이터 카와, 엘리베이터 카를 승강시키기 위한 동력을 발생시키는 모터부와 권상기 등으로 구성되는 기계부, 엘리베이터의 운행과 관련된 제어를 행하는 제어부 등을 포함하여 구성된다.An elevator is an elevator car that moves up and down along a vertically formed hoistway inside a building with passengers inside, a mechanical part consisting of a motor part and a traction machine that generates power to raise and lower the elevator car, and the operation of the elevator. It is configured to include a control unit that performs related control.
한편, 통상적으로 엘리베이터의 유지보수는 일정한 주기로 계획된 정기점검에 의해 이루어지거나, 에러코드(error code)가 발생하는 경우 유지보수 기사가 출동하여 해당 에러코드에 따른 매뉴얼을 확인하고 조치하는 경우가 대부분이다.Meanwhile, elevator maintenance is usually done through regular inspections scheduled at a certain interval, or when an error code occurs, a maintenance engineer is dispatched to check the manual according to the error code and take action. .
그런데 정기점검 일정 이전에 엘리베이터의 고장이 발생하는 등, 예기치 못한 엘리베이터의 고장이 발생하는 경우에는 유지보수 기사가 현장에 출동하여 엘리베이터의 유지보수가 완료될 때까지 승객이 엘리베이터를 이용할 수 없게 되는 큰 불편이 발생하게 된다.However, in the event of an unexpected elevator breakdown, such as an elevator breakdown occurring before the regular inspection schedule, a maintenance engineer will be dispatched to the scene and passengers will not be able to use the elevator until maintenance is completed. Inconveniences arise.
따라서 최근에는 엘리베이터의 고장 가능성을 미리 예측함으로써 실제로 고장이 발생하기 이전에 유지보수를 실시하는 사전예지보수(Predictive maintenance)의 중요성이 대두되고 있는데, 이와 관련된 종래기술로는 엘리베이터에 센서를 설치하여 임계치를 초과하는 이벤트의 횟수를 검출(카운팅)함으로써 엘리베이터의 고장을 예측하고 유지보수를 실시하도록 하는 기술이 알려진 바 있다.Therefore, recently, the importance of predictive maintenance, which predicts the possibility of elevator failure in advance and performs maintenance before actual failure occurs, has emerged. A related conventional technology is to install a sensor in the elevator to set a threshold value. There is a known technology that predicts elevator failure and performs maintenance by detecting (counting) the number of events exceeding .
알려진 종래기술은 엘리베이터에 설치된 센서에 의해 검출되는 신호 중에서 정상 패턴을 벗어나는 이상 패턴의 발생 횟수에 따라 엘리베이터의 동작에 이상이 있음을 추론하고 있는데, 이러한 종래기술에 따르면 엘리베이터의 고장 예측에 대한 오판단이 발생할 우려가 있다.Known prior art infers that there is an abnormality in the operation of the elevator according to the number of occurrences of abnormal patterns that deviate from the normal pattern among the signals detected by sensors installed in the elevator. According to this prior art, misjudgment of elevator failure prediction is made. There is a risk that this will occur.
구체적으로는 정상 동작 중인 엘리베이터라 하더라도 탑승한 승객의 거동이나 주변 환경에 의하여 비정상적인 신호가 발생할 수 있는데, 종래기술에서는 정상 상태에 있는 엘리베이터에서도 발생할 수 있는 비정상 신호까지 모두 수집하여 엘리베이터의 상태 진단을 실시하고 있기에, 엘리베이터의 고장 가능성을 잘못 예측하고 유지보수 기사를 오출동시키는 일이 종종 발생하였던 것이다.Specifically, even in an elevator that is operating normally, abnormal signals may occur due to the movement of passengers or the surrounding environment. In the prior art, even abnormal signals that can occur in an elevator in a normal state are collected to diagnose the condition of the elevator. As a result, it often occurred that the possibility of elevator failure was incorrectly predicted and maintenance technicians were dispatched incorrectly.
엘리베이터의 사전예지보수를 실시함에 있어서 고장 예측에 대한 오판단을 줄이고 유지보수 기사의 오출동을 최소화하기 위해서는, 엘리베이터의 상태를 정확하게 진단하고 고장 가능성을 정밀하게 예측할 수 있는 보다 개선된 기술이 요구된다.In order to reduce misjudgment of failure predictions and minimize erroneous dispatch of maintenance engineers when performing predictive maintenance of elevators, more improved technology is required to accurately diagnose the condition of the elevator and precisely predict the possibility of failure. .
본 발명이 이루고자 하는 목적은, 머신러닝 또는 딥러닝 기술을 활용하여 엘리베이터의 수 많은 이상 증상 및 고장 발생의 전조 증상을 검출하고, 이를 기반으로 하여 엘리베이터의 사전예지보수 서비스를 제공하고자 함에 있다.The purpose of the present invention is to use machine learning or deep learning technology to detect numerous abnormal symptoms and precursor symptoms of failure in elevators, and to provide predictive maintenance services for elevators based on this.
보다 구체적으로, 본 발명은 엘리베이터의 상태를 정확하게 진단하고 고장 가능성을 보다 정밀하게 예측함으로써, 엘리베이터의 사전예지보수를 실시함에 있어서 고장 예측에 대한 오판단을 줄이고 유지보수 기사의 오출동을 최소화할 수 있는 엘리베이터 이상 검출 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.More specifically, the present invention accurately diagnoses the condition of the elevator and predicts the possibility of failure more precisely, thereby reducing misjudgment of failure prediction and minimizing erroneous dispatch of maintenance technicians when performing predictive maintenance of the elevator. The purpose is to provide a system and method for detecting abnormalities in an elevator.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 고장과 관련되는 엘리베이터의 물리적 파라미터를 측정하는 센서부; 상기 센서부에 의해 측정된 센싱 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 상기 센싱 데이터에 대하여 기설정된 임계치를 초과하는지를 판정함으로서 정상 패턴으로부터 벗어나는 이상 패턴들을 검출하는 이상패턴 검출부; 상기 이상 패턴들에 대하여 인접하여 발생하는 이상 패턴 간의 발생 시간 차이를 인터벌 시간값으로 산출하는 인터벌 산출부; 및 일정 구간 내에서 검출된 상기 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값에 기초하여 상기 이상 패턴들의 발생 밀집도를 결정하고 상기 발생 밀집도에 기반하여 이상 스코어를 산출하는 이상스코어 산출부를 포함하는, 엘리베이터 이상 검출 시스템이 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a sensor unit that measures physical parameters of an elevator related to a failure; a data collection unit that collects sensing data measured by the sensor unit; an abnormal pattern detection unit that detects abnormal patterns that deviate from normal patterns by determining whether the sensing data exceeds a preset threshold; an interval calculation unit that calculates an occurrence time difference between abnormal patterns occurring adjacent to the abnormal patterns as an interval time value; and an abnormality score calculation unit that determines the occurrence density of the abnormal patterns based on the interval time value between the abnormal patterns detected within a certain section and calculates an abnormality score based on the occurrence density. An elevator abnormality detection system comprising: can be provided.
상기 이상패턴 검출부는 상기 임계치를 벗어나는 정도에 따라 상기 이상 패턴들을 하나 이상의 레벨로 분류하여 레벨 수준에 따라 이상 검출 분류값을 부여하고, 상기 이상스코어 산출부는 상기 이상 검출 분류값이 높을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정할 수 있다.The abnormal pattern detection unit classifies the abnormal patterns into one or more levels according to the degree to which they exceed the threshold and provides an abnormality detection classification value according to the level, and the abnormality score calculation unit determines that the higher the abnormality detection classification value, the higher the abnormality score. It can be corrected with weights during calculation.
상기 인터벌 산출부는 상기 이상 검출 분류값으로 분류된 각 카테고리별로 상기 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값을 산출할 수 있다.The interval calculation unit may calculate an interval time value between the abnormal patterns for each category classified by the abnormality detection classification value.
본 발명의 일 측면에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은, 상기 이상 검출 분류값을 Y축으로 상기 인터벌 시간값을 X축으로 2D 플로팅하여 그래프로 나타내고, 상기 그래프에 대하여 밀도 기반 클러스터링(DBSCAN)을 수행함으로써 상기 이상 검출 분류값 별로 산출된 상기 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하는 클러스터링부를 더 포함할 수 있고, 상기 이상스코어 산출부는 그룹핑된 이상 패턴들에 대한 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리를 이상 스코어 산출의 가중치 계수로 활용할 수 있다.The elevator abnormality detection system according to one aspect of the present invention displays the abnormality detection classification value on the Y-axis and the interval time value on the It may further include a clustering unit for grouping the interval time values calculated for each anomaly detection classification value according to the degree of closeness, wherein the anomaly score calculation unit determines a cluster of interval time values for the grouped anomaly patterns to be the cluster center in the normal state. The distance from can be used as a weight coefficient for calculating an abnormality score.
상기 이상패턴 검출부는 상기 일정 구간 내에서 검출되는 상기 이상 패턴들의 발생 횟수에 관한 정보를 더 생성하고, 상기 이상스코어 산출부는 상기 발생 횟수가 많을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정할 수 있다.The abnormal pattern detection unit further generates information regarding the number of occurrences of the abnormal patterns detected within the predetermined section, and the abnormality score calculation unit may correct the abnormality score with a weight when calculating the abnormality score as the number of occurrences increases.
본 발명의 일 측면에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은, 상기 이상 검출 분류값, 상기 인터벌 시간값, 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도 및 상기 발생 횟수에 관한 정보를 피드 데이터로 활용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 수행함으로써, 실시간으로 수집되는 상기 엘리베이터의 운행 데이터로부터 이상 스코어를 자동으로 산출하고 상기 엘리베이터의 고장 확률을 예측하는 모델을 수립하는 학습부를 더 포함할 수 있다.An elevator abnormality detection system according to an aspect of the present invention relates to the density of occurrence of abnormal patterns and the number of occurrences estimated by performing density-based clustering on the abnormality detection classification value, the interval time value, and the interval time value. It may further include a learning unit that automatically calculates an abnormality score from the operation data of the elevator collected in real time and establishes a model to predict the probability of failure of the elevator by performing machine learning or deep learning using the information as feed data. You can.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 고장과 관련하여 수집된 엘리베이터의 운행 데이터에서 기설정된 임계치를 초과하는 이상 패턴을 검출하고, 일정 구간 내에서 검출되는 이상 패턴들에 대하여 인접하여 발생하는 이상 패턴 간의 발생 시간 간격에 기반하여 이상 스코어를 산출함으로써 상기 엘리베이터의 고장 확률을 추정하는, 엘리베이터 이상 검출 시스템이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, abnormal patterns exceeding a preset threshold are detected in elevator operation data collected in relation to a failure, and abnormal patterns detected within a certain section are detected. An elevator abnormality detection system can be provided that estimates the probability of failure of the elevator by calculating an abnormality score based on the occurrence time interval between abnormal patterns that occur adjacent to each other.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 고장과 관련되는 엘리베이터의 운행 데이터를 수집하는 운행데이터 수집단계; 상기 운행데이터 수집단계에서 수집된 상기 엘리베이터의 운행 데이터에 대하여 기설정된 임계치를 초과하는지를 판정함으로서 정상 패턴으로부터 벗어나는 이상 패턴을 검출하는 이상패턴 검출단계; 상기 이상패턴 검출단계에서 검출된 이상 패턴들에 대하여 인접하여 발생하는 이상 패턴 간의 발생 시간 차이를 인터벌 시간값으로 산출하는 인터벌 산출단계; 밀도 기반의 클러스터링(DBSCAN)을 수행하여 상기 인터벌 산출단계에서 산출된 상기 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하는 클러스터링 단계; 및 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도에 기반하여 상기 엘리베이터의 이상 스코어 산출하는 이상스코어 산출단계를 포함하는, 엘리베이터 이상 검출 방법이 제공될 수 있다.Meanwhile, according to another aspect of the present invention for achieving the above object, an operation data collection step of collecting operation data of an elevator related to a breakdown; An abnormal pattern detection step of detecting an abnormal pattern that deviates from a normal pattern by determining whether the operation data of the elevator collected in the operation data collection step exceeds a preset threshold; An interval calculation step of calculating an occurrence time difference between abnormal patterns occurring adjacent to the abnormal patterns detected in the abnormal pattern detection step as an interval time value; A clustering step of performing density-based clustering (DBSCAN) to group the interval time values calculated in the interval calculation step according to the degree of closeness; And an abnormality score calculation step of performing density-based clustering on the interval time value and calculating an abnormality score of the elevator based on the density of occurrence of the estimated abnormality pattern.
상기 이상패턴 검출단계에서는 상기 임계치를 벗어나는 정도에 따라 상기 이상 패턴들을 하나 이상의 레벨로 분류하여 레벨 수준에 따라 이상 검출 분류값을 부여하고, 상기 이상스코어 산출단계에서는 상기 이상 검출 분류값이 높을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정할 수 있다.In the abnormal pattern detection step, the abnormal patterns are classified into one or more levels according to the degree to which they exceed the threshold and an abnormality detection classification value is given according to the level level. In the abnormality score calculation step, the higher the abnormality detection classification value, the higher the abnormality detection classification value. When calculating abnormal scores, they can be corrected with weights.
상기 인터벌 산출단계에서는 상기 이상 검출 분류값으로 분류된 각 카테고리별로 상기 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값을 산출할 수 있다.In the interval calculation step, the interval time value between the abnormal patterns can be calculated for each category classified by the abnormality detection classification value.
상기 이상패턴 검출단계에서 상기 일정 구간 내에서 검출되는 상기 이상 패턴들의 발생 횟수에 관한 정보를 더 생성하고, 상기 이상스코어 산출단계에서는 상기 발생 횟수가 많을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정할 수 있다.In the abnormal pattern detection step, information regarding the number of occurrences of the abnormal patterns detected within the certain section is further generated, and in the abnormality score calculation step, as the number of occurrences increases, the abnormality score can be corrected with a weight when calculating the abnormality score.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법은, 상기 이상 검출 분류값, 상기 인터벌 시간값, 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도 및 상기 발생 횟수에 관한 정보를 피드 데이터로 활용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 수행함으로써, 실시간으로 수집되는 상기 엘리베이터의 운행 데이터로부터 이상 스코어를 자동으로 산출하고 상기 엘리베이터의 고장 확률을 예측하는 모델을 수립하는 학습단계를 더 포함할 수 있다.An elevator anomaly detection method according to another aspect of the present invention is to determine the occurrence density and occurrence count of the estimated anomaly pattern by performing density-based clustering on the anomaly detection classification value, the interval time value, and the interval time value. By performing machine learning or deep learning using the relevant information as feed data, an abnormality score is automatically calculated from the elevator operation data collected in real time and a learning step is further performed to establish a model to predict the probability of failure of the elevator. It can be included.
상기 이상스코어 산출단계에서는 상기 이상 검출 분류값, 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도 및 상기 발생 횟수에 관한 정보를 입력받아 상기 모델의 추론 결과에 따라 상기 이상 스코어를 산출할 수 있다.In the anomaly score calculation step, density-based clustering is performed on the anomaly detection classification value and the interval time value, and information on the occurrence density and the number of occurrences of the anomaly pattern estimated is input, and according to the inference result of the model, the An ideal score can be calculated.
본 발명에 의하면, 머신러닝 또는 딥러닝 기술을 활용하여 엘리베이터의 수 많은 이상 증상 및 고장 발생의 전조 증상을 검출하고, 이를 기반으로 하여 실제로 엘리베이터의 고장이 발생하기 이전에 미리 예방적인 조치를 취하는 사전예지보수 서비스를 제공할 수 있다.According to the present invention, by using machine learning or deep learning technology, numerous abnormal symptoms and precursor symptoms of elevator failure are detected, and based on this, preventive measures are taken in advance before an elevator malfunction actually occurs. Predictive maintenance services can be provided.
또한, 본 발명은 엘리베이터의 운행 중 발생하는 이상 패턴들 간의 발생 시간 간격, 즉 이상 패턴의 발생 밀집도에 기반하여 엘리베이터의 현재 상태를 진단함으로써 이상 패턴의 발생 횟수에만 의존하는 종래의 기술과 대비하여 엘리베이터의 고장 가능성을 보다 정밀하게 예측해 낼 수 있으며, 따라서 고장 예측에 대한 오판단을 줄이고 유지보수 기사의 오출동을 최소화할 수 있음은 물론, 기존의 에러코드에 의해 설명될 수 없는 원인 불명한 고장이나 엘리베이터의 부품 간 연관된 고장에 대해서도 고장 발생에 대한 예측 범위가 확대되는 효과를 가진다.In addition, the present invention diagnoses the current state of the elevator based on the occurrence time interval between abnormal patterns that occur during operation of the elevator, that is, the density of occurrence of abnormal patterns, compared to the conventional technology that relies only on the number of occurrences of abnormal patterns. The possibility of failure can be predicted more precisely, thereby reducing misjudgment of failure predictions and minimizing the erroneous dispatch of maintenance technicians, as well as preventing failures of unknown cause that cannot be explained by existing error codes. This has the effect of expanding the prediction range for failures related to failures between elevator parts.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터의 이상 스코어 산출 과정에 포함되는 일 프로세스를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a functional block diagram of an elevator abnormality detection system according to the present invention.
Figure 2 is a diagram for explaining a process included in the process of calculating an abnormality score of an elevator according to the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing an elevator abnormality detection method according to the present invention.
본 발명의 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 및 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details regarding the purpose and technical configuration of the present invention and its operations and effects will be more clearly understood by the detailed description based on the drawings attached to the specification of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예컨대, 본 명세서에서 사용되는 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성요소들 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성요소들 또는 일부 단계들을 포함하지 않거나 또는 추가적인 구성요소들 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.The terminology used herein is merely used to describe specific embodiments and is not intended to limit the invention. For example, terms such as “consists of” or “comprises” used in the present specification should not necessarily be construed as including all of the various components or steps described in the invention, and only some of the components or steps may be included. It should be construed as not including them or as being able to further include additional components or steps. Additionally, as used herein, singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로서, 이에 의하여 본 발명이 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며, 본 발명의 실시예들은 이 분야의 통상의 기술자에게 다양한 응용을 가질 수 있음은 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided so that those skilled in the art can easily understand the technical idea of the present invention, and should not be construed as limiting the present invention. The embodiments of the present invention are provided to those skilled in the art. It is natural that it can have various applications.
도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템의 기능 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터의 이상 스코어 산출 과정에 포함되는 일 프로세스를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 1 is a functional block diagram of an elevator abnormality detection system according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a process included in the abnormality score calculation process of an elevator according to the present invention, and FIG. 3 is a functional block diagram of an elevator abnormality detection system according to the present invention. This is a flowchart showing the abnormality detection method.
본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템 및 방법은, 엘리베이터의 내/외부에 설치되는 센서를 통해 취득된 데이터를 이용하여 엘리베이터의 이상 증상 및 고장 발생의 전조 증상을 검출하고, 실시간으로 수집된 엘리베이터의 각종 운행 정보에 머신러닝 또는 딥러닝 기술을 적용하여 차후 발생할 수 있는 엘리베이터의 고장 가능성을 미리 예측하고 대응할 수 있도록 구현된다.The elevator abnormality detection system and method according to the present invention detects abnormal symptoms and precursor symptoms of elevator failure using data acquired through sensors installed inside and outside the elevator, and various elevator abnormality symptoms collected in real time. By applying machine learning or deep learning technology to operation information, it is implemented to predict and respond to the possibility of elevator failure that may occur in the future.
이를 위해 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 센서부(10), 데이터 수집부(20), 이상패턴 검출부(30), 인터벌 산출부(40), 클러스터링부(50), 학습부(60) 및 이상스코어 산출부(70)를 포함하여 구성된다.To this end, as shown in FIG. 1, the elevator abnormality detection system according to the present invention includes a
센서부(10)는 엘리베이터의 고장과 관련되는 각종 운행 정보를 취득하기 위한 것으로서, 고장 가능성의 예측에 이용되는 엘리베이터의 다양한 물리적 파라미터를 측정할 수 있다.The
센서부(10)는, 엘리베이터 카의 차체나 차체 주변에 설치되는 진동 센서, 소음 센서, 엘리베이터 카의 가속도를 측정하기 위한 가속도 센서, 엘리베이터 카의 위치를 검출하기 위한 위치 센서, 엘리베이터 도어의 개폐와 관련된 파라미터를 측정하는 모션 센서 등을 포함하여, 엘리베이터 장치나 부품의 동작 상태를 감시하고 엘리베이터의 동작과 관련된 물리적 파라미터를 측정하는 하나 이상의 센서로 구성될 수 있다.The
센서부(10)는 엘리베이터의 운행 정보를 얻고자 하는 다양한 위치에 설치될 수 있으며, 엘리베이터 카 뿐만 아니라 승강로, 승강장, 기계실의 권상기, 조속기 등 엘리베이터의 운행과 관련하여 고장 가능성을 예측하고자 하는 곳이라면 엘리베이터의 모든 구성요소에 적용이 가능하다.The
데이터 수집부(20)는 센서부(10)에서 취득된 엘리베이터의 고장과 연관되는 데이터들을 수집한다. 데이터 수집부(20)는 무선 네트워크를 통해 센서부(10)로부터 데이터를 수신받을 수 있다.The
이상패턴 검출부(30)는 데이터 수집부(20)에서 수집된 데이터들이 기설정된 임계치를 초과하는지를 판정함으로써 정상 패턴으로부터 벗어나는 이상 패턴을 검출한다.The abnormal
이때, 이상패턴 검출부(30)는 임계치를 벗어나는 정도에 따라 적어도 하나 이상의 레벨로 구분하는 기준 레벨을 정하고, 검출된 이상 패턴들을 레벨 수준에 따라 분류함으로써 '이상 검출 분류값'을 생성할 수 있다.At this time, the abnormal
즉, 이상패턴 검출부(30)는 정상 패턴과 이상 패턴을 구분할 뿐만 아니라 임계치를 벗어나는 정도에 따라 이상 패턴들을 다시 하나 이상의 레벨로 분류하고 그 수준을 나타내는 지표값(이상 검출 분류값)을 부여할 수 있는데, 이는 이상 패턴이 임계치를 벗어나는 정도에 따라 심각도 수준을 결정하고, 이상 패턴의 심각도 수준에 따라 이후 수행되는 이상 스코어(Anormaly score)의 산출시 가중치를 달리 부여함으로써 보다 정밀한 엘리베이터의 고장 예측을 구현하기 위함이다.That is, the abnormal
이상패턴 검출부(30)는 분류된 데이터들을 기준 레벨에 따라 이상 검출 분류값으로 레이블링(labeling)하고 이에 따른 시계열 패턴을 생성할 수 있다.The abnormal
일 실시예로, 도 2의 상단에 도시된 그래프를 참조하면, 엘리베이터의 동작과 관련된 센싱 데이터가 시간의 흐름에 따라 그려지고 있다. 해당 데이터는 센서부(10)에 의해 측정되고 데이터 수집부(20)에 의해 수집되는 것이다.In one embodiment, referring to the graph shown at the top of FIG. 2, sensing data related to elevator operation is drawn over time. The data is measured by the
이상패턴 검출부(30)는 데이터 수집부(20)에 의해 수집되는 데이터들을 기준 레벨에 따라 복수의 카테고리로 분류할 수 있다. 해당 실시예에서는 기준 레벨을 0 내지 3으로 정하고 있는데, 여기서 기준 레벨 1은 임계치를 나타내고, 기준 레벨 2 및 3은 이상 패턴을 다시 하나 이상의 레벨로 분류하는 기준이 된다.The abnormal
해당 실시예에서 기준 레벨 0과 1 사이에 들어오는 센싱 데이터, 즉 임계치 이하의 센싱 데이터들은 정상 패턴으로 간주될 수 있다. 반면, 기준 레벨 1을 초과하는 센싱 데이터들은 이상 패턴으로서 간주될 수 있으며, 이때 더 높게 설정되는 기준 레벨에 의하여 이상 패턴들이 다시 하나 이상의 레벨로 분류될 수 있다.In this embodiment, sensing data that comes between
이상패턴 검출부(30)는 정상 패턴들에 대하여 이상 검출 분류값으로서 '0'을 부여하고, 기준 레벨 1과 2 사이에서 검출되는 이상 패턴들에 대해서는 이상 검출 분류값으로서 '1'을 부여하며, 기준 레벨 2와 3 사이에서 검출되는 이상 패턴들에 대해서는 이상 검출 분류값으로서 '2'를 부여할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나 기준 레벨 3을 넘어서는 이상 패턴들에 대해서는 이상 검출 분류값으로서 더 높은 '3'을 부여할 수 있을 것이다.The abnormal
이상 검출 분류값이 커질수록 이상 패턴이 임계치에서 벗어나는 정도가 큰 것을 의미하며, 이후 이상스코어 산출부(70)에 의한 이상 스코어 산출시 가중 요소로 작용될 수 있다. 즉, 이상 패턴이 임계치를 벗어나는 정도가 심할수록 이상 스코어 산출에 더 많은 가중치를 부여할 수 있다.The larger the anomaly detection classification value, the greater the degree to which the anomaly pattern deviates from the threshold, and this can serve as a weighting factor when calculating the anomaly score by the anomaly
한편, 도 2에 도시된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시된 것에 불과하고, 본 발명이 반드시 이에 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라 기준 레벨을 더 세분화하거나 또는 반대로 복수의 레벨을 통합하여 기준을 간소화할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the embodiment shown in FIG. 2 is merely an illustration to aid understanding of the present invention, and the present invention is not necessarily limited or limited thereto. Of course, the standards can be simplified by further subdividing the standard levels or integrating multiple levels as needed.
인터벌 산출부(40)는 이상패턴 검출부(30)에서 검출된 이상 패턴들에 대한 정보를 전달 받아 이상 패턴과 인접하여 발생하는 다른 이상 패턴 간의 발생 시간 차이를 '인터벌 시간값'으로 산출한다.The
또한, 인터벌 산출부(40)는 정상 패턴들 간의 인터벌 시간값도 함께 산출할 수 있는데, 이는 엘리베이터가 정상 동작 상태에 있는지를 명확하게 파악하고자 하는 것이고, 본 발명의 목적이 이상 패턴의 발생 밀집도에 기반하여 엘리베이터의 고장 가능성을 예측하는 것이라는 점을 고려하여 보면 정상 패턴들 간의 인터벌 시간값을 산출하는 기능이 필수적으로 요구되는 것은 아니다.In addition, the
본 발명에서 인터벌 산출부(40)는 이상 검출 분류값 별로 인터벌 시간값의 산출을 수행할 수 있다. 즉, 이상패턴 검출부(30)에서 검출되는 이상 패턴들은 이상 검출 분류값이라는 카테고리로 분류되어 있는 상태인데, 인터벌 산출부(40)는 각 카테고리 별로 이상 패턴들에 대한 인터벌 시간값을 산출할 수 있다.In the present invention, the
도 2에 도시된 실시예를 참조하여 설명하면, 인터벌 산출부(40)는 이상 검출 분류값으로서 0이 부여된 정상 패턴들과 이상 검출 분류값으로서 1이 부여된 이상 패턴들, 그리고 이상 검출 분류값으로서 2가 부여된 이상 패턴들에 대하여 각각 카테고리 별로 인터벌 시간값을 산출할 수 있다.Referring to the embodiment shown in FIG. 2, the
클러스터링부(50)는 이상패턴 검출부(30)에서 생성된 '이상 검출 분류값'을 Y축으로 그리고 인터벌 산출부(40)에서 산출된 '인터벌 시간값'을 X축으로 2D 플로팅(plotting)하여 그래프로 나타내고, 이상 검출 분류값(Y)-인터벌 시간값(X) 그래프에 대하여 밀도 기반 클러스터링(DBSCAN: Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise)을 수행함으로써 이상 검출 분류값 별로 산출된 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑(grouping)한다. 이에 따라 이상 검출 분류값에 따른 인터벌 시간값 데이터들을 유사한 군집으로 분류할 수 있으며, 정상 상태의 군집 중심으로부터의 거리를 이후 수행되는 이상 스코어 산출시 가중치 계수로 활용될 수 있다.The
도 2의 하단에는 '이상 검출 분류값'을 Y축으로 하고 '인터벌 시간값'을 X축으로 하여 2D 플로팅한 그래프가 도시되어 있는데, 전술하였듯이 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값은 이상 검출 분류값에 따른 카테고리 별로 계산이 수행되므로 도 2와 같은 형태의 그래프가 도출되는 것이다.At the bottom of Figure 2, a 2D plotted graph is shown with the 'anomaly detection classification value' as the Y-axis and the 'interval time value' as the Since calculations are performed for each category, a graph in the form of FIG. 2 is derived.
학습부(60)는 일정 구간 내의 이상 검출 분류값에 대한 시계열 패턴 데이터, 인터벌 시간값, 이상 패턴들에 대한 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리(밀도 기반의 클러스터링에서는 이를 '입실론(epsilon) 반경'이라고 함) 등을 피드 데이터로 활용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 수행함으로써, 실시간으로 수집 및 생성되는 데이터들로부터 이상 스코어를 자동으로 산출하고 엘리베이터의 고장 확률을 예측하는 모델을 수립할 수 있다.The
이상스코어 산출부(70)는 전술한 데이터 수집부(20), 이상패턴 검출부(30), 인터벌 산출부(40) 및 클러스터링부(50)에 의해 실시간으로 수집 및 생성되는 데이터들을 입력변수로 하는 시계열 패턴에 따른 학습 모델의 추론 결과에 따라 엘리베이터의 이상 스코어를 산출하고, 산출된 이상 스코어로부터 엘리베이터의 고장 확률을 예측할 수 있다.The abnormal
보다 구체적으로, 이상스코어 산출부(70)는 이상패턴 검출부(30)에서 생성된 이상 검출 분류값이 높을수록, 인터벌 산출부(40)에 의해 산출된 인터벌 시간값이 작을수록, 즉 이상 패턴의 발생이 잦을수록 이상 스코어 산출에 가중치를 부여할 수 있다. 이때 인터벌 시간값은 클러스터링부(50)에 의해 수행되는 밀도 기반의 클러스터링을 통해 다수의 데이터가 군집화될 수 있으며, 이상 패턴들에 대한 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리가 이상 스코어 산출의 가중치 계수로 활용될 수 있다.More specifically, the abnormality
도 2의 하단에 도시된 그래프를 기준으로 보면, Y축의 이상 검출 분류값이 높을수록(심각도 수준이 높을수록), 그리고 X축의 이상 패턴간 발생 시간 인터벌이 작을수록(발생 밀집도가 높을수록) 고장 발생 확률이 큰 것으로서 이상 스코어가 증가될 것이다.Based on the graph shown at the bottom of Figure 2, the higher the abnormality detection classification value on the Y-axis (higher severity level), and the smaller the occurrence time interval between abnormal patterns on the X-axis (higher occurrence density), the more likely the failure is. As the probability of occurrence is high, the abnormality score will increase.
이상과 같이 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은, 엘리베이터의 운행 중 수집되는 센싱 데이터들을 임계치를 벗어나는 정도에 따라 카테고리를 분류함으로써 이상 패턴의 심각도 수준을 이상 스코어 산출에 반영하고, 분류된 카테고리 별로 인터벌 시간값 및 이에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도를 이상 스코어 산출에 반영함으로써, 엘리베이터의 이상을 정밀하게 검출하도록 구현되는 것이다.As described above, the elevator abnormality detection system according to the present invention reflects the severity level of the abnormal pattern in calculating the abnormality score by classifying the sensing data collected during operation of the elevator into categories according to the degree to which they exceed the threshold, and determines the interval for each classified category. It is implemented to precisely detect elevator abnormalities by performing time value and density-based clustering and reflecting the density of occurrence of the estimated abnormal pattern in calculating the abnormality score.
또한, 이상스코어 산출부(70)는 상기한 데이터 외에도 기존과 같이 이상 패턴의 '발생 횟수'도 이상 스코어 산출의 추가적인 입력변수로서 종합적으로 고려할 수 있다. 이상 패턴의 발생 횟수에 관한 정보는 이상패턴 검출부(30)에 의해 생성될 수 있으며, 일정 구간 내 이상 패턴의 발생 횟수가 높을수록 이상 스코어 산출의 가중치가 부여될 수 있다.Additionally, in addition to the above data, the anomaly
상기와 같이 이상 스코어 산출시 고려되는 데이터들 및 이상스코어 산출부(70)에 의해 추론된 결과(이상 스코어)는 누적하여 저장될 수 있으며, 누적된 정보는 전술한 학습부(60)의 피드 데이터로 활용되어 반복 학습될 수 있다.As described above, the data considered when calculating the anomaly score and the results (anomaly score) inferred by the anomaly
종래기술이 이상 패턴의 발생 횟수만으로 엘리베이터의 고장을 진단 혹은 예측하던 것과는 달리, 본 발명은 이상 패턴의 발생 횟수 뿐만 아니라 이상 패턴들의 심각도 수준이나 발생 밀집도 등을 복합적으로 고려함으로써 보다 정밀한 엘리베이터의 고장 예측을 기대할 수 있다.Unlike the prior art, which diagnosed or predicted elevator failure based solely on the number of occurrences of abnormal patterns, the present invention predicts elevator failure more precisely by complexly considering not only the number of occurrences of abnormal patterns, but also the severity level and occurrence density of abnormal patterns. can be expected.
즉, 종래에는 하나의 데이터만을 가지고 엘리베이터의 고장을 진단 혹은 예측하였으나, 본 발명은 다양한 데이터를 종합적으로 고려하여 이상 스코어를 산출함으로써 기존 대비 엘리베이터 고장 예측의 정밀도가 현저히 향상되는 효과를 가질 수 있으며, 학습이 누적 반복될수록 학습 모델의 정밀도가 향상되어 엘리베이터의 상태 진단을 보다 정확하고 정밀하게 수행할 수 있게 된다.In other words, conventionally, elevator failure was diagnosed or predicted using only one piece of data, but the present invention can have the effect of significantly improving the precision of elevator failure prediction compared to the existing method by calculating an abnormality score by comprehensively considering various data. As learning is repeated cumulatively, the precision of the learning model improves, making it possible to diagnose the condition of the elevator more accurately and precisely.
본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은, 이상스코어 산출부(70)에서 산출된 이상 스코어 및 이상 스코어에 따른 고장 위험도(고장 발생 확률)를 유지보수 담당자에게 클라우드 플랫폼의 대시보드 또는 모바일로 전송하여 알람을 제공할 수 있으며, 유지보수 담당자는 해당 정보에 기반하여 사전예지보수 서비스를 계획하고 제공할 수 있다.The elevator abnormality detection system according to the present invention sends an abnormality score calculated by the abnormality
이하에서는 도 1 내지 도 3을 계속 참조하여 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, the elevator abnormality detection method according to the present invention will be described with continued reference to FIGS. 1 to 3.
본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법은 전술한 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템을 이용하여 수행되는 것으로서, 고장과 관련되는 엘리베이터의 운행 데이터를 수집하는 단계(S10); 수집된 엘리베이터의 운행 데이터에서 정상 패턴을 벗어나는 이상 패턴을 검출하는 단계(S20); 인접하여 발생하는 이상 패턴들 간의 발생 시간 차이인 인터벌을 산출하는 단계(S30); 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 산출된 인터벌을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하는 단계(S40); 및 일정 구간 내에서 검출된 이상 패턴들의 발생 밀집도에 기반하여 이상 스코어를 산출하는 단계(S50)를 포함할 수 있다.The elevator abnormality detection method according to the present invention is performed using the elevator abnormality detection system according to the present invention described above, and includes the steps of collecting elevator operation data related to a failure (S10); Detecting an abnormal pattern that deviates from the normal pattern from the collected elevator operation data (S20); Calculating an interval, which is the difference in occurrence time between adjacent abnormal patterns (S30); A step of performing density-based clustering and grouping the calculated intervals according to the degree of closeness (S40); And it may include calculating an abnormality score based on the occurrence density of abnormal patterns detected within a certain section (S50).
S10 단계에서 고장과 관련되는 엘리베이터의 운행 데이터는 엘리베이터의 고장을 예측하고자 하는 부위에 설치되는 센서부(10)에 의해 취득되고 데이터 수집부(20)에 의해 수집될 수 있다.In step S10, the elevator operation data related to the failure may be acquired by the
S20 단계는 이상패턴 검출부(30)에 의해 수행될 수 있다. 이때 이상패턴 검출부(30)는 정상 패턴과 이상 패턴을 구분하는 것에서 나아가 임계치를 벗어나는 정도에 따라 이상 패턴들을 다시 하나 이상의 레벨로 분류하고 그 수준을 지표값으로 나타내는 '이상 검출 분류값'을 생성할 수 있다. 여기서 이상 검출 분류값은 이상 패턴의 심각도 수준을 나타내는 것으로 볼 수 있으며, 이상 검출 분류값이 높을수록 이후 수행되는 이상 스코어 산출시 더 많은 가중치를 부여할 수 있다.Step S20 may be performed by the abnormal
또한, S20 단계에서 이상패턴 검출부(30)는 기준 레벨에 따라 분류된 데이터들을 이상 검출 분류값으로 레이블링하고 이에 따른 시계열 패턴을 생성할 수 있다.Additionally, in step S20, the abnormal
S30 단계는 인터벌 산출부(40)에 의해 수행될 수 있다. 이때 인터벌 산출부(40)는 S20 단계에서 분류된 이상 검출 분류값 별로 이상 패턴들의 '인터벌(시간값)'을 산출할 수 있다.Step S30 may be performed by the
S40 단계는 클러스터링부(50)에 의해 수행될 수 있다. 클러스터링부(50)는 S20 단계에서 분류된 이상 검출 분류값을 Y축으로 그리고 S30 단계에서 산출된 인터벌을 X축으로 2D 플로팅하여 그래프로 나타내고(도 2 참조), 이상 검출 분류값(Y) - 인터벌(X) 그래프에 대한 밀도 기반 클러스터링(DBSCAN)을 수행함으로써 이상 검출 분류값 별로 산출된 인터벌을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하여, 이상 패턴들에 대한 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리를 이상 스코어 산출시 가중치 계수로서 활용할 수 있도록 한다.Step S40 may be performed by the
S50 단계는 이상스코어 산출부(70)에 의해 수행될 수 있다. 이상스코어 산출부(70)는 S30 단계에서 산출된 인터벌이 작을수록 이상 스코어의 산출에 가중치를 부여할 수 있다. 이때 인터벌 데이터는 밀도 기반의 클러스터링을 통해 다수의 데이터가 군집화될 수 있으며, 이상 패턴들에 대한 인터벌의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리가 이상 스코어 산출의 가중치 계수로 활용될 수 있다.Step S50 may be performed by the abnormality
또한, 이상스코어 산출부(70)는 S20 단계에서 이상 패턴들이 복수의 카테고리로 분류되는 경우에는 이상 검출 분류값이 높을수록 이상 스코어의 산출에 가중치를 부여할 수 있다.Additionally, if the abnormality patterns are classified into multiple categories in step S20, the abnormality
한편, S10 단계에서 수집되는 엘리베이터의 운행 정보, S20 단계에서 생성되는 이상 검출 분류값, S30 단계에서 산출되는 인터벌(시간값), S40 단계에서 인터벌 데이터에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도에 관한 정보, 및 S50 단계에서 산출되는 이상 스코어 등에 관한 정보는 누적하여 저장되며, 실시간으로 수집 및 생성되는 데이터들로부터 이상 스코어를 자동으로 산출하고 엘리베이터의 고장 확률을 예측하는 모델을 수립하는 학습 데이터로서 활용될 수 있다.Meanwhile, the elevator operation information collected in step S10, the abnormality detection classification value generated in step S20, the interval (time value) calculated in step S30, and the abnormality estimated by performing density-based clustering on the interval data in step S40. Information about the density of pattern occurrence and the abnormality score calculated in step S50 are accumulated and stored, and a model is created to automatically calculate the abnormality score from data collected and generated in real time and predict the probability of elevator failure. It can be used as learning data to establish.
S50 단계에서 이상스코어 산출부(70)는 실시간으로 수집 및 생성되는 데이터들을 입력변수로 하는 시계열 패턴에 따른 학습 모델의 추론 결과에 따라 엘리베이터의 이상 스코어를 산출하고, 산출된 이상 스코어로부터 엘리베이터의 고장 확률을 예측할 수 있다.In step S50, the abnormality
이상의 실시예에서는 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법을 복수개의 단계로 나누어 설명하였으나, 어떤 하나의 단계가 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 이상에서 설명되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있음은 물론이다.In the above embodiment, the elevator abnormality detection method according to the present invention has been described by dividing it into a plurality of steps, but any one step may be combined with other steps and performed together, omitted, divided into detailed steps, or performed as described above. Of course, one or more steps that were not performed may be added and performed.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 엘리베이터의 운행 중 측정되는 파라미터 중에서 임계치를 초과하는 이상 패턴 발생 구간이 얼마나 밀접하게 붙어 있는지 그 간격(인터벌)으로서 엘리베이터의 고장 또는 고장의 전조를 검출하는 것으로서, 소정의 시간 내에 유사한 초과값 신호가 나타날 경우에만 고장 예측의 유의미한 신호로 판단하는 것을 기본적인 기술사상으로 한다.As described above, the present invention detects a failure or a precursor to an elevator failure based on the interval of how closely the abnormal pattern occurrence section exceeding the threshold is located among the parameters measured during operation of the elevator. The basic technical idea is to judge it as a significant signal for failure prediction only when a similar excess value signal appears within a predetermined time.
이와 같은 본 발명에 의하면, 머신러닝 또는 딥러닝 기술을 활용하여 엘리베이터의 수 많은 이상 증상 및 고장 발생의 전조 증상을 검출하고, 이를 기반으로 하여 실제로 엘리베이터의 고장이 발생하기 이전에 미리 예방적인 조치를 취하는 사전예지보수 서비스를 제공할 수 있다.According to the present invention, machine learning or deep learning technology is used to detect numerous abnormal symptoms and precursor symptoms of elevator failure, and based on this, preventive measures are taken before an elevator malfunction actually occurs. We can provide proactive maintenance services.
또한, 본 발명은 엘리베이터의 운행 중 발생하는 이상 패턴들 간의 발생 시간 간격, 즉 이상 패턴의 발생 밀집도에 기반하여 엘리베이터의 현재 상태를 진단함으로써 이상 패턴의 발생 횟수에만 의존하는 종래의 기술과 대비하여 엘리베이터의 고장 가능성을 보다 정밀하게 예측해 낼 수 있으며, 따라서 고장 예측에 대한 오판단을 줄이고 유지보수 기사의 오출동을 최소화할 수 있음은 물론, 기존의 에러코드에 의해 설명될 수 없는 원인 불명한 고장이나 엘리베이터의 부품 간 연관된 고장에 대해서도 고장 발생에 대한 예측 범위가 확대되는 효과를 가진다.In addition, the present invention diagnoses the current state of the elevator based on the occurrence time interval between abnormal patterns that occur during operation of the elevator, that is, the density of occurrence of abnormal patterns, compared to the conventional technology that relies only on the number of occurrences of abnormal patterns. The possibility of failure can be predicted more precisely, thereby reducing misjudgment of failure predictions and minimizing the erroneous dispatch of maintenance technicians, as well as preventing failures of unknown cause that cannot be explained by existing error codes. This has the effect of expanding the prediction range for failures related to failures between elevator parts.
본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 방법은 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨터 장치에 의해 수행될 수 있다. 이를 위하여 본 발명에 따른 엘리베이터 이상 검출 시스템은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함하는 프로그램 내지 소프트웨어의 형태로 구현되어 메모리 상에 저장될 수 있다.The elevator abnormality detection method according to the present invention can be performed by a computer device having one or more processors and a memory that stores one or more programs executed by the one or more processors. To this end, the elevator abnormality detection system according to the present invention may be implemented in the form of a program or software including one or more computer-executable instructions and stored in memory.
전술한 데이터 수집부(20), 이상패턴 검출부(30), 인터벌 산출부(40), 클러스터링부(50), 학습부(60) 및 이상스코어 산출부(70)는 프로그램의 실행을 위한 어셈블러, 컴파일러, 해석 프로그램 등 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램 형태로 구현될 수 있으며, 유선 또는 무선 네트워크를 통해 서로 통신이 가능하도록 시스템이 구성될 수 있다.The above-described
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.The present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, such modifications or variations should be considered to fall within the scope of the claims of the present invention.
10: 센서부
20: 데이터 수집부
30: 이상패턴 검출부
40: 인터벌 산출부
50: 클러스터링부
60: 학습부
70: 이상스코어 산출부10: Sensor unit
20: Data collection unit
30: Abnormal pattern detection unit
40: Interval calculation unit
50: Clustering unit
60: Learning Department
70: Abnormal score calculation unit
Claims (13)
상기 센서부에 의해 측정된 센싱 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
상기 센싱 데이터에 대하여 기설정된 임계치를 초과하는지를 판정함으로서 정상 패턴으로부터 벗어나는 이상 패턴들을 검출하고, 상기 임계치를 벗어나는 정도에 따라 상기 이상 패턴들을 하나 이상의 레벨로 분류하여 레벨 수준에 따라 이상 검출 분류값을 부여하는 이상패턴 검출부;
상기 이상 패턴들에 대하여 인접하여 발생하는 이상 패턴 간의 발생 시간 차이를 인터벌 시간값으로 산출하는 인터벌 산출부;
일정 구간 내에서 검출된 상기 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값에 기초하여 상기 이상 패턴들의 발생 밀집도를 결정하고 상기 발생 밀집도에 기반하여 이상 스코어를 산출하는 이상스코어 산출부; 및
상기 이상 검출 분류값 별로 산출된 상기 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하는 클러스터링부를 포함하고,
상기 인터벌 산출부는, 상기 이상 검출 분류값으로 분류된 각 카테고리별로 상기 이상 패턴들 간의 인터벌 시간값을 산출하고,
상기 이상스코어 산출부는, 상기 그룹핑된 이상 패턴들에 대한 상기 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리를 상기 이상 스코어 산출의 가중치 계수로 활용하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 시스템.
A sensor unit that measures physical parameters of the elevator related to failure;
a data collection unit that collects sensing data measured by the sensor unit;
Detects abnormal patterns that deviate from normal patterns by determining whether the sensing data exceeds a preset threshold, classifies the abnormal patterns into one or more levels according to the degree to which they deviate from the threshold, and assigns an abnormality detection classification value according to the level level. an abnormal pattern detection unit;
an interval calculation unit that calculates an occurrence time difference between abnormal patterns occurring adjacent to the abnormal patterns as an interval time value;
an abnormality score calculation unit that determines an occurrence density of the abnormal patterns based on an interval time value between the abnormal patterns detected within a certain section and calculates an abnormality score based on the occurrence density; and
A clustering unit that groups the interval time values calculated for each abnormality detection classification value according to the degree of closeness,
The interval calculation unit calculates an interval time value between the abnormality patterns for each category classified by the abnormality detection classification value,
The anomaly score calculation unit uses the distance of the cluster of interval time values for the grouped anomaly patterns from the center of the cluster in a normal state as a weight coefficient for calculating the anomaly score,
Elevator abnormality detection system.
상기 이상스코어 산출부는 상기 이상 검출 분류값이 높을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 시스템.
In claim 1,
The anomaly score calculation unit is characterized in that the higher the anomaly detection classification value, the higher the anomaly score calculation, and correcting it with a weight when calculating the anomaly score.
Elevator abnormality detection system.
상기 클러스터링부는, 상기 이상 검출 분류값을 Y축으로 상기 인터벌 시간값을 X축으로 2D 플로팅하여 그래프로 나타내고, 상기 그래프에 대하여 밀도 기반 클러스터링(DBSCAN)을 수행함으로써 상기 이상 검출 분류값 별로 산출된 상기 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 시스템.
In claim 1,
The clustering unit plots the anomaly detection classification value on the Y-axis and the interval time value on the Characterized by grouping interval time values according to closeness,
Elevator abnormality detection system.
상기 이상패턴 검출부는 상기 일정 구간 내에서 검출되는 상기 이상 패턴들의 발생 횟수에 관한 정보를 더 생성하고,
상기 이상스코어 산출부는 상기 발생 횟수가 많을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 시스템.
In claim 4,
The abnormal pattern detection unit further generates information regarding the number of occurrences of the abnormal patterns detected within the certain section,
The anomaly score calculation unit is characterized in that the more the number of occurrences, the more the anomaly score is calculated by correcting it with a weight.
Elevator abnormality detection system.
상기 이상 검출 분류값, 상기 인터벌 시간값, 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도 및 상기 발생 횟수에 관한 정보를 피드 데이터로 활용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 수행함으로써, 실시간으로 수집되는 상기 엘리베이터의 운행 데이터로부터 이상 스코어를 자동으로 산출하고 상기 엘리베이터의 고장 확률을 예측하는 모델을 수립하는 학습부를 더 포함하는,
엘리베이터 이상 검출 시스템.
In claim 5,
Machine learning or deep learning is performed by performing density-based clustering on the anomaly detection classification value, the interval time value, and the interval time value, using the information on the occurrence density and the number of occurrences of the abnormal pattern estimated as feed data. By performing this, it further includes a learning unit that automatically calculates an abnormality score from the operation data of the elevator collected in real time and establishes a model for predicting the probability of failure of the elevator.
Elevator abnormality detection system.
상기 임계치를 벗어나는 정도에 따라 상기 이상 패턴들을 하나 이상의 레벨로 분류하여 레벨 수준에 따라 이상 검출 분류값을 부여하고,
상기 이상 검출 분류값 별로 산출된 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하고,
상기 이상 검출 분류값으로 분류된 각 카테고리별로 상기 이상 패턴들 간의 상기 인터벌 시간값을 산출하고,
상기 그룹핑된 이상 패턴들에 대한 상기 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리를 상기 이상 스코어 산출의 가중치 계수로 활용함으로써 상기 엘리베이터의 고장 확률을 추정하는,
엘리베이터 이상 검출 시스템.
An abnormal pattern that exceeds a preset threshold is detected from the elevator operation data collected in relation to a malfunction, and the abnormal pattern is detected based on the occurrence time interval between adjacent abnormal patterns for the abnormal patterns detected within a certain section. Determine the density of occurrence, calculate an abnormality score based on the density of occurrence,
Classifying the abnormal patterns into one or more levels according to the degree to which they exceed the threshold, and assigning an abnormality detection classification value according to the level level,
The interval time values calculated for each abnormality detection classification value are grouped according to the degree of closeness,
Calculate the interval time value between the abnormal patterns for each category classified by the abnormality detection classification value,
Estimating the probability of failure of the elevator by using the distance of the cluster of interval time values for the grouped abnormal patterns from the center of the cluster in a normal state as a weight coefficient for calculating the abnormality score,
Elevator abnormality detection system.
상기 운행데이터 수집단계에서 수집된 상기 엘리베이터의 운행 데이터에 대하여 기설정된 임계치를 초과하는지를 판정함으로서 정상 패턴으로부터 벗어나는 이상 패턴을 검출하는 이상패턴 검출단계;
상기 이상패턴 검출단계에서 검출된 이상 패턴들에 대하여 인접하여 발생하는 이상 패턴 간의 발생 시간 차이를 인터벌 시간값으로 산출하는 인터벌 산출단계;
밀도 기반의 클러스터링(DBSCAN)을 수행하여 상기 인터벌 산출단계에서 산출된 상기 인터벌 시간값을 밀접한 정도에 따라 그룹핑하는 클러스터링 단계; 및
상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도에 기반하여 상기 엘리베이터의 이상 스코어 산출하는 이상스코어 산출단계를 포함하고,
상기 이상패턴 검출단계에서는, 상기 임계치를 벗어나는 정도에 따라 상기 이상 패턴들을 하나 이상의 레벨로 분류하여 레벨 수준에 따라 이상 검출 분류값을 부여하고,
상기 인터벌 산출단계에서는, 상기 이상 검출 분류값으로 분류된 각 카테고리별로 상기 이상 패턴들 간의 상기 인터벌 시간값을 산출하고,
상기 이상 스코어 산출단계에서는, 상기 그룹핑된 이상 패턴들에 대한 상기 인터벌 시간값의 군집이 정상 상태의 군집 중심으로부터 떨어진 거리를 상기 이상 스코어 산출의 가중치 계수로 활용하는,
엘리베이터 이상 검출 방법.
An operation data collection step of collecting elevator operation data related to a breakdown;
An abnormal pattern detection step of detecting an abnormal pattern that deviates from a normal pattern by determining whether the operation data of the elevator collected in the operation data collection step exceeds a preset threshold;
An interval calculation step of calculating an occurrence time difference between abnormal patterns occurring adjacent to the abnormal patterns detected in the abnormal pattern detection step as an interval time value;
A clustering step of performing density-based clustering (DBSCAN) to group the interval time values calculated in the interval calculation step according to the degree of closeness; and
An abnormality score calculation step of performing density-based clustering on the interval time value and calculating an abnormality score of the elevator based on the density of occurrence of the estimated abnormal pattern,
In the abnormal pattern detection step, the abnormal patterns are classified into one or more levels according to the degree to which they exceed the threshold, and an abnormality detection classification value is assigned according to the level level,
In the interval calculation step, the interval time value between the abnormality patterns is calculated for each category classified by the abnormality detection classification value,
In the anomaly score calculation step, the distance of the cluster of interval time values for the grouped anomaly patterns from the center of the cluster in the normal state is used as a weight coefficient for calculating the anomaly score,
Elevator abnormality detection method.
상기 이상스코어 산출단계에서는 상기 이상 검출 분류값이 높을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 방법.
In claim 8,
In the anomaly score calculation step, the higher the anomaly detection classification value, the higher the anomaly score calculation, characterized in that correction is made with a weight when calculating the anomaly score.
Elevator abnormality detection method.
상기 이상패턴 검출단계에서 일정 구간 내에서 검출되는 상기 이상 패턴들의 발생 횟수에 관한 정보를 더 생성하고,
상기 이상스코어 산출단계에서는 상기 발생 횟수가 많을수록 상기 이상 스코어 산출시 가중치로 보정하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 방법.
In claim 9,
In the abnormal pattern detection step, information regarding the number of occurrences of the abnormal patterns detected within a certain period is further generated,
In the anomaly score calculation step, the greater the number of occurrences, the more the anomaly score is calculated with a weight correction,
Elevator abnormality detection method.
상기 이상 검출 분류값, 상기 인터벌 시간값, 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도 및 상기 발생 횟수에 관한 정보를 피드 데이터로 활용하여 머신러닝 또는 딥러닝을 수행함으로써, 실시간으로 수집되는 상기 엘리베이터의 운행 데이터로부터 이상 스코어를 자동으로 산출하고 상기 엘리베이터의 고장 확률을 예측하는 모델을 수립하는 학습단계를 더 포함하는,
엘리베이터 이상 검출 방법.
In claim 11,
Machine learning or deep learning is performed by performing density-based clustering on the anomaly detection classification value, the interval time value, and the interval time value, using the information on the occurrence density and the number of occurrences of the abnormal pattern estimated as feed data. By performing this, it further includes a learning step of automatically calculating an abnormality score from the operation data of the elevator collected in real time and establishing a model for predicting the probability of failure of the elevator.
Elevator abnormality detection method.
상기 이상스코어 산출단계에서는 상기 이상 검출 분류값, 상기 인터벌 시간값에 대한 밀도 기반의 클러스터링을 수행하여 추정되는 이상 패턴의 발생 밀집도 및 상기 발생 횟수에 관한 정보를 입력받아 상기 모델의 추론 결과에 따라 상기 이상 스코어를 산출하는 것을 특징으로 하는,
엘리베이터 이상 검출 방법.In claim 12,
In the anomaly score calculation step, density-based clustering is performed on the anomaly detection classification value and the interval time value, and information on the occurrence density and the number of occurrences of the anomaly pattern estimated is input, and according to the inference result of the model, the Characterized by calculating an ideal score,
Elevator abnormality detection method.
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