專利名稱：一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特種機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電梯的安全運(yùn)行事關(guān)公共安全，一直是電梯行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。近年來(lái)，我國(guó)電梯保有量迅猛增加。2011年全國(guó)電梯保有量已超過(guò)160萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)在未來(lái)10年保持每年15%的遞速。資料統(tǒng)計(jì)顯示，近年來(lái)，全國(guó)范圍內(nèi)電梯困人的事故越來(lái)越多，存在著嚴(yán)重的安全隱患。電梯的安全運(yùn)行受到廣泛關(guān)注。
目前，電梯的安全保障主要以被動(dòng)安全技術(shù)手段為主，即質(zhì)監(jiān)部門的定期檢驗(yàn)和維保單位的定期維修保養(yǎng)。在電梯故障發(fā)生后，維保人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行故障的排查、診斷以及后續(xù)的故障應(yīng)對(duì)措施的傳統(tǒng)的被動(dòng)安全技術(shù)手段，已經(jīng)越來(lái)越凸現(xiàn)弊端。資料統(tǒng)計(jì)顯示，全國(guó)范圍內(nèi)電梯困人的事故頻率越來(lái)越高，存在著嚴(yán)重的安全隱患。隨著電梯使用頻率的增加、新技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用等原因，社會(huì)對(duì)于電梯安全的要求不斷提高，電梯安全監(jiān)測(cè)水平亟待提高。目前，電梯安全監(jiān)測(cè)技術(shù)存在監(jiān)測(cè)技術(shù)被動(dòng)、信息化程度低、實(shí)時(shí)性差、檢驗(yàn)和維保人員不足等問(wèn)題，檢驗(yàn)?zāi)芰o(wú)法滿足電梯數(shù)量迅速增長(zhǎng)的需要。在電梯數(shù)量龐大、維護(hù)管理人手緊缺的狀態(tài)下，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)電梯故障并采取有效的措施加以處理，成為電梯監(jiān)管部門和維護(hù)保養(yǎng)單位遇到的共同挑戰(zhàn)。電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)新方法，通過(guò)采用新傳感技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、信息處理技術(shù)和智能識(shí)別技術(shù)，旨在對(duì)電梯的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以便預(yù)測(cè)或及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并進(jìn)行快速故障排除。相關(guān)數(shù)據(jù)不僅可開(kāi)展電梯安全和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等，還可為安全事故分析、處理提供客觀依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述中存在的問(wèn)題與缺陷，本發(fā)明提供了一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。所述技術(shù)方案如下一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元、信號(hào)采集與處理單元及無(wú)線通信單元，所述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元，用于感測(cè)轎廂加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離；信號(hào)采集與處理單元，用于采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)狀態(tài)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括A感測(cè)轎廂的加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離；B采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài) 參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是I、改變以往電梯定期檢驗(yàn)、被動(dòng)非實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式為主動(dòng)、實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方式；2、電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)包括轎廂的三維加速度、相對(duì)于固定參考系的位置、加加速度、速度、移動(dòng)距離和振動(dòng)幅度等。對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)、識(shí)別和評(píng)估，可判斷電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向(上行、停止和下行)、實(shí)時(shí)平層樓層數(shù)和是否超速運(yùn)行等；3、可獲得電梯轎廂實(shí)時(shí)平層樓層數(shù)或距離某一樓層正常平層位置的距離，智能識(shí)別電梯故障停梯和檢修狀態(tài)運(yùn)行；4、可評(píng)價(jià)電梯的舒適度，評(píng)估電梯風(fēng)險(xiǎn)和故障預(yù)警等。


圖I是轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法流程圖；圖3是安裝于轎廂頂部的轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置為例示意本發(fā)明的系統(tǒng)的安裝和原理示意圖；圖4a、4b和4c是轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)轎廂運(yùn)行過(guò)程中的三個(gè)方向?qū)崟r(shí)加速度；圖5a、5b和5c是轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)轎廂運(yùn)行過(guò)程中垂直方向的加加速度、速度和相對(duì)固定參考系的距離變化曲線；圖6是轎廂在圖5運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)行狀態(tài)變化狀況圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1，轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于轎廂上，包括轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元、信號(hào)采集與處理單元及無(wú)線通信單元，所述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元，用于感測(cè)轎廂加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離；信號(hào)采集與處理單元，用于采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。所述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元包括加速度傳感器和/或測(cè)距傳感器，所述加速度傳感器，用于感知電梯轎廂三維加速度中的至少一個(gè)方向上的加速度，所述三維加速度為水平面X方向加速度、水平面Y方向加速度和垂直向上Z方向加速度；測(cè)距傳感器，用于感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離。將上述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元感測(cè)并輸出的加速度信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、采集、數(shù)字化、溫度補(bǔ)償、插值解算和信息融合獲得電梯轎廂實(shí)時(shí)加速度；和/或
根據(jù)感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離，經(jīng)信號(hào)采集和坐標(biāo)變換獲得轎廂相對(duì)于固定參考系的實(shí)時(shí)位置。上述測(cè)距傳感器用聲波、激光輻射、無(wú)線射頻中的一種，來(lái)測(cè)量轎廂相對(duì)某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離；所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括轎廂的實(shí)時(shí)加速度、實(shí)時(shí)加加速度、實(shí)時(shí)速度、某一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離、相對(duì)于參考系的實(shí)時(shí)位置和振動(dòng)幅度。根據(jù)上述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)包括電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向、電梯是否超速運(yùn)行、電梯是否準(zhǔn)確平層、實(shí)時(shí)平層樓層數(shù)、不能正常平層時(shí)距離某一正常平層樓層位置的距離；根據(jù)轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能識(shí)別算法，識(shí)別出電梯故障停機(jī)、正常運(yùn)行狀態(tài)和檢修運(yùn)行狀態(tài)；根據(jù)所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和識(shí)別結(jié)果進(jìn)行智能評(píng)估算法，評(píng)估電梯風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)警、故障告警和評(píng)價(jià)舒適度。 上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括電源、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心和監(jiān)管或維保人員移動(dòng)終端。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)果可通過(guò)無(wú)線通信單元與監(jiān)控中心、電梯使用單位管理員、電梯維護(hù)保養(yǎng)員和監(jiān)管部門進(jìn)行通信，以便及時(shí)獲知轎廂運(yùn)行狀態(tài)和處理突發(fā)狀況，記錄電梯的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)為事故分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供依據(jù)。上述信號(hào)采集與處理單元包含信號(hào)調(diào)理模塊、信號(hào)采集模塊、微處理器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和存儲(chǔ)器；無(wú)線通信單元包含無(wú)線通信模塊，如GPRS通信模塊用于與遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心和監(jiān)管或維保人員的移動(dòng)終端進(jìn)行無(wú)線通信。本實(shí)施例還展示了電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，該方法包括感測(cè)轎廂的加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離；采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。如圖2所示，電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法流程具體包括步驟101感知轎廂的加速度和/或轎廂與某一參考點(diǎn)或參考面的距離；轎廂的加速度通過(guò)智能傳感單元感知，轎廂與某一參考點(diǎn)或參考面的距離通過(guò)測(cè)距傳感器感知(如轎廂與井道頂部的相對(duì)距離)；其中加速度是轎廂三維方向加速度中的至少一個(gè)，三維加速度包括垂直加速度、水平面X方向加速度和水平面I方向加速度。步驟102將轎廂的加速度信號(hào)進(jìn)行采集、數(shù)字化、溫度補(bǔ)償和插值計(jì)算獲得三維傳感器的加速度值和/或?qū)y(cè)量的轎廂與某一參考點(diǎn)或參考面(如井道頂部)的距離信號(hào)的采集和坐標(biāo)變換得到轎廂相對(duì)于固定參考系的位置(步驟103)；上述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元加速度傳感器輸出的加速度信號(hào)包括垂直Z方向、水平X方向、水平Y(jié)方向的加速度和加速度傳感器周圍的環(huán)境溫度，這些信號(hào)經(jīng)采集轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，再經(jīng)溫度補(bǔ)償處理得到更精確的三維加速度值(步驟104)?？梢詫⒕理敳孔鳛閰⒖枷?如圖3中的參考系Z’，原點(diǎn)設(shè)在井道頂部)獲得轎廂在井道中的位置。為了實(shí)時(shí)得知轎廂所處樓層數(shù)，還可以將參考系的原點(diǎn)設(shè)置在電梯的第一層所處位置(如圖3中的參考系V,,原點(diǎn)設(shè)在第一層正常平層樓層上)，這一參考系可認(rèn)為是轎廂參考系。設(shè)第一層平層時(shí)智能傳感單元與參考系的位移為S = 0，且此時(shí)智能傳感單元距離井道頂部的距離為DO。當(dāng)某一時(shí)刻智能傳感單元與井道頂部的距離為DtJiJ其與轎廂參考系的位移為S = DO-Dt得到轎廂相對(duì)于固定參考系的位置(步驟105)，該位置信息可用于判斷轎廂所處樓層數(shù)，上述可以概括如下比如當(dāng)轎廂相對(duì)于所選轎廂參考系的距離為O時(shí)即認(rèn)為轎廂處于第一層，因?yàn)檫x取了第一層平層位置作為該參考系的原點(diǎn)；假設(shè)樓層間距為3米，某一時(shí)刻，轎廂距離轎廂參考系的距離為3米，即認(rèn)為轎廂處于第二層，依此類推。步驟106根據(jù)三維加速度和/或轎廂相對(duì)固定參考系位置信息，經(jīng)數(shù)據(jù)融合、運(yùn)行狀態(tài)解算得運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)；由于智能傳感單元測(cè)距傳感器的數(shù)據(jù)輸出頻率和精度往往較低，而加速度傳感器的輸出頻率相對(duì)較高。為了實(shí)時(shí)跟蹤電梯運(yùn)行狀態(tài)，將由步驟105和步驟104的結(jié)果進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)解算并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合以獲得電梯運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)。運(yùn)行狀態(tài)解算過(guò)程包括實(shí)時(shí)加速度重力加速度信號(hào)通常耦合到加速度傳感器測(cè)得的加速度值中，需要將測(cè)得的加速度值進(jìn)行解耦，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)加速度。設(shè)重力加速度方向與Z軸夾角為Θ，則在智能傳感模塊安裝后靜止條件下，Z軸的輸出值Fztl = geos Θ，轎廂在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，設(shè)某一時(shí) 刻Z軸的加速度值為Fzt，則轎廂的實(shí)時(shí)加速度為ai = (Fzt-Fzo) /cos θ實(shí)時(shí)加加速度實(shí)時(shí)加速度的變化率，即沖)=，離散加速度信號(hào)
atm = 手=a(k + 1)-a(k)；
(A: +1) - A實(shí)時(shí)速度在某一開(kāi)始時(shí)刻的速度為V。，到時(shí)刻t時(shí)實(shí)時(shí)速度為v(0 = V0 + I a(t)；某一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離實(shí)時(shí)速度進(jìn)行積分運(yùn)算<0 = ^o + IKO ；振動(dòng)幅度從加速啟動(dòng)運(yùn)行到減速制動(dòng)的過(guò)程的加速度峰峰值A(chǔ)max = amax_amin ；相對(duì)于固定參考系的實(shí)時(shí)位置轎廂相對(duì)于固定參考系的實(shí)時(shí)位置求解公式S =SfSd，其中Stl為電梯轎廂某一靜止平層時(shí)刻測(cè)得的轎廂相對(duì)于固定參考系的位置，s0_t為電梯轎廂從O至t時(shí)刻這段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離。上述運(yùn)行狀態(tài)解算獲得運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)，包括實(shí)時(shí)加速度、實(shí)時(shí)加加速度、實(shí)時(shí)速度、某一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離、相對(duì)于參考系的實(shí)時(shí)位置和振動(dòng)幅度(步驟107)，對(duì)上述參數(shù)中至少一種參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)、識(shí)別和評(píng)估，可判斷電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向(上行、平層和下行)和是否超速運(yùn)行；獲得電梯實(shí)時(shí)平層樓層或不能正常平層時(shí)距離某一平層樓層正常平層位置的距離；智能識(shí)別電梯正常運(yùn)行、故障停機(jī)和檢修運(yùn)行等三種運(yùn)行狀態(tài)；評(píng)價(jià)電梯的舒適度；評(píng)估電梯風(fēng)險(xiǎn)和故障預(yù)警。在某段時(shí)間內(nèi)，加速度值的積分值和測(cè)距傳感器測(cè)得的位移變化量這兩個(gè)數(shù)值的數(shù)據(jù)融合，可用于判斷電梯轎廂距離固定參考系的更加準(zhǔn)確位置，并可用于兩種傳感器的診斷。步驟108根據(jù)轎廂運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法，獲得電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及識(shí)別故障停機(jī)和運(yùn)行模式；
電梯轎廂距離固定參考系的實(shí)時(shí)位置信息經(jīng)查表(轎廂相對(duì)該固定參考系的位置與平層樓層的對(duì)應(yīng)關(guān)系)后，計(jì)算獲得電梯實(shí)時(shí)平層樓層位置或距離某一樓層正常平層位置的距離；如2層和3層到固定參考系的正常平層距離為11. 20m和8. 00m，則某一時(shí)刻電梯實(shí)時(shí)靜止平層距離固定參考系的距離為8. 01m，考慮到測(cè)量誤差為±0. 01m，則認(rèn)為電梯處于2層正常平層。實(shí)時(shí)加速度、實(shí)時(shí)加加速度、實(shí)時(shí)速度、某一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離、相對(duì)于參考系的實(shí)時(shí)位置等信息的判斷獲得電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向(上行、停止和下行)和是否超速運(yùn)行；其中，轎廂與井道頂部的距離變小則電梯上行，距離不變則電梯停止，距離變大則電梯下行，實(shí)時(shí)速度超過(guò)預(yù)先設(shè)置的閾值則電梯超速運(yùn)行。獲得電梯實(shí)時(shí)平層樓層位置或距離某一樓層正常平層位置的距離(步驟110)。步驟109根據(jù)轎廂運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行智能識(shí)別算法，獲得電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及識(shí)別故障停機(jī)和運(yùn)行模式；智能識(shí)別算法包括以下幾個(gè)步驟 ①電梯正常運(yùn)行、故障停機(jī)和檢修運(yùn)行狀態(tài)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)初始安裝后，需要對(duì)電梯正常運(yùn)行、故障停機(jī)和檢修運(yùn)行等狀態(tài)的學(xué)習(xí)，采集上述運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)域波形，分別為Z' M = f(K)K = I, 2, 3-Nan5Zbd = f(K)K = 1,2,3-Nbd ；zmt = f (K)K = I, 2, 3…Nmt。并從運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)監(jiān)測(cè)參數(shù)中提取狀態(tài)特征,包括從靜止(平層)到勻速運(yùn)動(dòng)的加速時(shí)間長(zhǎng)度TAan、TAbd, TAmt,從勻速運(yùn)動(dòng)到靜止(平層)的制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度TBan、TBbd、TBmt，勻速運(yùn)動(dòng)速度VAN、VBD、VMT，最大加速度AmAmAm電梯轎廂在任意一層正常平層距離固定參考系的實(shí)時(shí)位置Sk (K =隊(duì)…1，2，3吣4)等，并將狀態(tài)特征存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器中。②實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)狀態(tài)特征實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電梯轎廂的狀態(tài)，主要監(jiān)測(cè)與狀態(tài)特征相關(guān)的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)量，如從靜止(平層)到勻速運(yùn)動(dòng)的加速時(shí)間長(zhǎng)度，從勻速運(yùn)動(dòng)到靜止(平層)的制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)度，勻速運(yùn)動(dòng)速度，最大加速度，電梯轎廂在任意一層正常平層距離固定參考系的實(shí)時(shí)位置等。③識(shí)別電梯正常運(yùn)行、故障停機(jī)和檢修運(yùn)行狀態(tài)根據(jù)實(shí)時(shí)狀態(tài)特征監(jiān)測(cè)結(jié)果，與經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)的電梯正常運(yùn)行、故障停機(jī)和檢修運(yùn)行狀態(tài)特征進(jìn)行匹配，識(shí)別電梯正常運(yùn)行、故障停機(jī)和檢修運(yùn)行等狀態(tài)。如電梯轎廂經(jīng)過(guò)一個(gè)從靜止(平層)到勻速運(yùn)動(dòng)、勻速運(yùn)行、從勻速運(yùn)動(dòng)到靜止(平層)的過(guò)程中，靜止(平層)到勻速運(yùn)動(dòng)的加速時(shí)間、勻速運(yùn)行速度、從勻速運(yùn)動(dòng)到靜止(平層)的制動(dòng)時(shí)間和前后靜止(平層)位置與固定參考系的實(shí)時(shí)位置等狀態(tài)數(shù)據(jù)與之前學(xué)習(xí)得到的電梯正常運(yùn)行狀態(tài)特征相近或匹配，則識(shí)別結(jié)果為電梯經(jīng)歷了一個(gè)正常運(yùn)行過(guò)程。其他電梯運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別方法與正常運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別類似(步驟112)。步驟111根據(jù)電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及識(shí)別故障停機(jī)和運(yùn)行模式進(jìn)行智能評(píng)估算法。智能評(píng)估算法根據(jù)電梯轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)過(guò)邏輯判斷、預(yù)測(cè)，估計(jì)電梯出現(xiàn)或可能出現(xiàn)哪些故障，為檢修、維保提供支持。步驟113通過(guò)智能評(píng)估算法對(duì)電梯轎廂的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及預(yù)警、故障告警及舒適度評(píng)價(jià)；如果故障停機(jī)時(shí)電梯轎廂處于非正常平層位置，則判斷認(rèn)為平層傳感器可能出現(xiàn)故障；根據(jù)加加速度、加速度是否超出設(shè)定閾值評(píng)價(jià)電梯舒適度；根據(jù)振動(dòng)幅度是否超出設(shè)定閾值，預(yù)測(cè)導(dǎo)軌、導(dǎo)向槽等是否形變過(guò)大；根據(jù)智能識(shí)別算法識(shí)別的電梯運(yùn)行狀態(tài)，決策決定是否發(fā)送無(wú)線告警信息；當(dāng)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，向監(jiān)測(cè)中心、維保人員、電梯使用單位管理員發(fā)送告警信息；對(duì)故障信息的統(tǒng)計(jì)分析得到電梯故障率(某一統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，如一年，電梯故障率=(電梯故障次數(shù)/電梯運(yùn)行次數(shù))X100% )評(píng)估電梯的安全等級(jí)；如果故障率低于正常故障率、處于正常故障率、較大于正常故障率和明顯大于正常故障； 根據(jù)檢修運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別結(jié)果，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，如一個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)檢修次數(shù)、一年內(nèi)出現(xiàn)檢修運(yùn)行的次數(shù)等的統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)電梯的維保頻率和維保情況。如圖3所示，為轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝于轎廂頂部為例示意本發(fā)明的系統(tǒng)的安裝和原理，將電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置固定安裝于井道中的轎廂頂部，電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置內(nèi)包含加速度傳感器和/或測(cè)距傳感器，加速度傳感器感測(cè)轎廂實(shí)時(shí)加速度；測(cè)距傳感器可以是聲波、激光輻射、無(wú)線射頻中的至少一種方式測(cè)量轎廂與井道某一固定平面的距離，即轎廂與井道頂部的距離。參見(jiàn)圖4a、4b和4c，分別示出利用電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法及轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件監(jiān)測(cè)某一轎廂從二樓上升到十樓過(guò)程中轎廂的三個(gè)方向?qū)崟r(shí)加速度。參見(jiàn)圖5a、5b和5c，分別示出利用電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的方法及轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件監(jiān)測(cè)的某一轎廂從二樓上升到十樓過(guò)程中轎廂的垂直方向的加加速度、速度和相對(duì)固定參考系(以電梯在第二層正常平層位置作為參考系原點(diǎn)，正方向向上)的距離變化曲線；參見(jiàn)圖6，是轎廂在圖5a、5b和5c所描述的運(yùn)行過(guò)程中運(yùn)行狀態(tài)變化情況。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元、信號(hào)采集與處理單元及無(wú)線通信單元，所述 轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元，用于感測(cè)轎廂加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離； 信號(hào)采集與處理單元，用于采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)狀態(tài)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元包括加速度傳感器和/或測(cè)距傳感器，所述 加速度傳感器，用于感知電梯轎廂三維加速度中的至少一個(gè)方向上的加速度，所述三維加速度為水平面X方向加速度、水平面Y方向加速度和垂直向上Z方向加速度； 測(cè)距傳感器，用于感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元固定安裝于電梯轎廂上，設(shè)置在轎廂的頂部、底部或者與電梯轎廂固定連接的其它位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，將所述轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元感測(cè)并輸出的加速度信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、采集、數(shù)字化、溫度補(bǔ)償、插值解算和息融合獲得電梯轎廂實(shí)時(shí)加速度；和/或 根據(jù)感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離，經(jīng)信號(hào)采集和坐標(biāo)變換獲得轎廂在井道中相對(duì)于固定參考系的實(shí)時(shí)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)包括轎廂的實(shí)時(shí)加速度、實(shí)時(shí)加加速度、實(shí)時(shí)速度、某一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離、相對(duì)于參考系的實(shí)時(shí)位置和振動(dòng)幅度；所述測(cè)距傳感器用聲波、激光輻射、無(wú)線射頻中的一種，來(lái)測(cè)量轎廂相對(duì)某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)包括電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向、電梯是否超速運(yùn)行、電梯是否準(zhǔn)確平層、實(shí)時(shí)平層樓層數(shù)、不能正常平層時(shí)距離某一正常平層樓層位置的距離； 根據(jù)轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能識(shí)別算法，識(shí)別出電梯故障停機(jī)、正常運(yùn)行狀態(tài)和檢修運(yùn)行狀態(tài)； 根據(jù)所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和識(shí)別結(jié)果進(jìn)行智能評(píng)估算法，評(píng)估電梯風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)警、故障告警和評(píng)價(jià)舒適度。
7.一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括 A感測(cè)轎廂的加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離； B采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)狀態(tài)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟A具體包括將所述加速度信號(hào)進(jìn)行信號(hào)調(diào)理、采集、數(shù)字化、溫度補(bǔ)償、插值解算和信息融合獲得電梯轎廂實(shí)時(shí)加速度；和/或 根據(jù)感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離，經(jīng)信號(hào)采集和坐標(biāo)變換獲得轎廂在井道中相對(duì)于固定參考系的實(shí)時(shí)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述加速度為三維加速度；所述步驟B具體包括 根據(jù)三維加速度和轎廂在井道中相對(duì)于某一參考面或參考點(diǎn)的相對(duì)距離，經(jīng)數(shù)據(jù)融合、運(yùn)行狀態(tài)解算獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)，并根據(jù)所述監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求所述的電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)包括轎廂的實(shí)時(shí)加速度、實(shí)時(shí)加加速度、實(shí)時(shí)速度、某一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)距離、相對(duì)于參考系的實(shí)時(shí)位置和振動(dòng)幅度； 根據(jù)所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)；所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)包括電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向、電梯是否超速運(yùn)行、電梯是否準(zhǔn)確平層、實(shí)時(shí)平層樓層數(shù)、不能正常平層時(shí)距離某一平層樓層正常平層位置的距離等； 根據(jù)轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能識(shí)別算法，識(shí)別出電梯故障停機(jī)、正常運(yùn)行狀態(tài)和檢修運(yùn)行狀態(tài)； 根據(jù)所述轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法獲得的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和識(shí)別結(jié)果進(jìn)行智能評(píng)估算法，評(píng)估電梯風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)警、故障告警和評(píng)價(jià)舒適度。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電梯轎廂運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括轎廂運(yùn)行狀態(tài)智能傳感單元、信號(hào)采集與處理單元及無(wú)線通信單元。所述方法包括感測(cè)轎廂的加速度和/或感測(cè)轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離；采集轎廂加速度信號(hào)和/或轎廂在井道中相對(duì)于某一固定參考系的距離信號(hào)，經(jīng)狀態(tài)解算和處理獲得轎廂實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行智能監(jiān)測(cè)算法和智能識(shí)別算法，獲得電梯轎廂的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。本發(fā)明通過(guò)智能監(jiān)測(cè)、識(shí)別和評(píng)估，可判斷電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行方向(上行、停止和下行)和是否超速運(yùn)行；可獲得電梯轎廂實(shí)時(shí)平層樓層數(shù)或距離某一樓層正常平層位置的距離，智能識(shí)別電梯故障停梯和檢修狀態(tài)運(yùn)行；可評(píng)價(jià)電梯的舒適度，評(píng)估電梯風(fēng)險(xiǎn)和故障預(yù)警等。
文檔編號(hào)B66B5/00GK102633173SQ20121013539
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者林創(chuàng)魯 申請(qǐng)人:林創(chuàng)魯