轿厢电梯安全运行监控系统

本发明涉及电梯安全，具体涉及轿厢电梯安全运行监控系统。

背景技术：

1、电梯作为现代建筑中不可或缺的垂直运输工具，其运行安全至关重要。传统的电梯安全监控系统主要依赖于有限的机械安全装置（如限速器、安全钳）和简单的电气故障检测，存在以下明显不足：

2、1.预警能力弱：多为故障发生后报警，无法对潜在风险（如异常振动、门机性能衰退、不平层趋势）进行早期预警和预测性维护；

3、2.监控维度单一：通常只监控少数关键参数（如运行状态、故障代码），缺乏对轿厢内环境、乘员行为、系统部件健康状态的全面感知；

4、3.数据孤岛：监控数据局限于本地，维保人员必须到达现场才能获取信息，响应延迟长，且无法进行大数据分析和跨设备学习；

5、4.人为因素管理缺失：无法有效监控和规范维保人员的工作过程质量，且对乘客的非安全行为（如阻挡关门、剧烈蹦跳）缺乏干预手段。因此，亟需一种智能化、多维感知、实时互联的监控系统，以实现电梯安全从事后维修向事前预防的根本性转变。

技术实现思路

1、为解决以上背景技术中提出的问题，本发明解决技术问题采用的技术方案是：轿厢电梯安全运行监控系统，其包括：

2、传感采集模块，由传感采集模块部署在电梯轿厢、井道及机房内的多类传感器组成，用于采集电梯的物理运行参数、机械状态参数、轿厢环境参数及乘员行为数据；

3、边缘计算模块，连接所述传感采集模块，包括边缘智能网关，用于对采集的数据进行实时预处理、本地特征提取与初步分析，并执行本地告警与干预；

4、云平台模块，与所述边缘计算模块通信连接，用于汇聚、存储与分析数据，所述云平台模块设有大数据分析引擎与ai模型，用于实现电梯健康度综合评估、异常根因诊断及关键部件的预测性维护；

5、应用交互模块，与所述云平台模块交互为监管部门、使用单位、维保人员及乘客四类用户角色提供差异化的可视化界面与功能入口。

6、作为本发明的一种优选技术方案，所述传感采集模块至少包括运行状态传感器组、机械性能传感器组、轿厢环境与行为传感器组、以及门系统传感器组，所述运行状态传感器组包括用于监测振动、冲击及平模块精度的加速度传感器与陀螺仪，所述机械性能传感器组包括用于监测曳引机、轴承关键部位温度的红外温度传感器。

7、作为本发明的一种优选技术方案，所述轿厢环境与行为传感器组包括用于识别危险乘员行为的摄像头，以及用于监测轿厢内空气质量与温湿度的环境传感器，所述门系统传感器组包括用于监测门开关速度曲线及异物遮挡的激光测距传感器。

8、作为本发明的一种优选技术方案，所述边缘计算模块的边缘智能网关包括数据预处理模块、本地智能分析模块、协议适配与通信模块，所述数据预处理模块用于对多源异构传感器数据进行滤波、校准与同步，所述本地智能分析模块用于实时执行乘员危险行为识别、异常振动频谱分析与开关门过程曲线分析，所述协议适配与通信模块用于与电梯控制系统进行数据交换，并通过无线网络将处理后数据及告警事件上传至所述云平台模块。

9、作为本发明的一种优选技术方案，所述云平台模块的ai模型至少包括健康度评估模型、预测性维护模型、异常检测模型，所述健康度评估模型用于融合多维度特征数据，输出电梯各部件的实时健康指数及整梯安全评分，所述预测性维护模型是基于时间序列分析及机器学习算法，预测曳引机、门机关键部件的剩余使用寿命，所述异常检测模型通过无监督学习建立正常运行基线，用于自动检测偏离基线的异常模式并触发告警。

10、作为本发明的一种优选技术方案，所述云平台模块还包括数字孪生模块，所述云平台模块用于为每台接入的电梯建立高保真虚拟模型，所述虚拟模型实时映射电梯的物理状态、运行参数与历史事件，用于仿真、分析与优化。

11、作为本发明的一种优选技术方案，所述应用交互模块提供的功能包括面向监管部门、面向使用单位、面向监管部门、以及面向乘客，所述面向维保人员用于提供电梯安全运行态势总览、告警热力图及统计分析报告。

12、作为本发明的一种优选技术方案，所述面向使用单位用于提供所辖电梯的实时状态监控、历史数据查询、在线报障及维保工单管理，所述面向维保人员用于提供移动端维保工单接收、执行过程标准化记录、故障辅助诊断建议及电子化签核，所述面向乘客用于提供通过扫码获取电梯基本信息、检验与维保状态。

13、作为本发明的一种优选技术方案，所述系统构成一个感知、分析、决策、执行、验证的闭环，所述云平台模块用于分析结果生成的决策指令，所述应用交互模块用于下达至维保人员执行，执行结果数据被反馈回系统用于优化和验证ai模型。

14、本发明提供另一技术方案：轿厢电梯安全运行监控方法，包括以下步骤：

15、s1：通过所述传感采集层，实时并同步采集电梯多维度的物理信号与视频数据；

16、s2：通过所述边缘计算层，对原始数据进行预处理，并利用轻量化模型进行实时分析，对识别到的紧急风险进行本地即时告警与干预；

17、s3：将经过边缘处理的特征数据、事件及视频摘要上传至所述云平台层；

18、s4：通过所述云平台层，利用大数据分析引擎与ai模型对海量数据进行深度挖掘，执行设备健康度评估、异常模式诊断及故障趋势预测；

19、s5：根据s4的分析结果，通过所述应用交互层，向对应的责任方发送状态报告、分级预警信息或智能派发的预防性/纠正性维保工单

20、本发明具有以下优点：系统通过多维度的全面感知、实时的边缘智能分析与云端大数据ai模型的深度预测，能够提前识别并预警潜在风险，从而从根源上降低了故障和安全事故发生的可能性。文档明确指出这是对传统故障后报警模式的关键性提升；

21、通过部署运行状态、机械性能、轿厢环境与行为、门系统等四大类传感器组，系统实现了对电梯物理运行参数、机械状态、乘员行为、环境质量等全要素的实时监控，解决了传统系统监控维度单一、信息孤岛的问题，构成了一个感知、分析、决策、执行、验证的闭环。从数据采集、边缘预处理与实时告警，到云端深度分析、ai预测，再到维保工单的智能派发与执行结果反馈，实现了全流程的智能化、自动化管理，显著提升了运维效率。

1.轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述传感采集模块至少包括运行状态传感器组、机械性能传感器组、轿厢环境与行为传感器组、以及门系统传感器组，所述运行状态传感器组包括用于监测振动、冲击及平模块精度的加速度传感器与陀螺仪，所述机械性能传感器组包括用于监测曳引机、轴承关键部位温度的红外温度传感器。

3.如权利要求2所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述轿厢环境与行为传感器组包括用于识别危险乘员行为的摄像头，以及用于监测轿厢内空气质量与温湿度的环境传感器，所述门系统传感器组包括用于监测门开关速度曲线及异物遮挡的激光测距传感器。

4.如权利要求1所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述边缘计算模块的边缘智能网关包括数据预处理模块、本地智能分析模块、协议适配与通信模块，所述数据预处理模块用于对多源异构传感器数据进行滤波、校准与同步，所述本地智能分析模块用于实时执行乘员危险行为识别、异常振动频谱分析与开关门过程曲线分析，所述协议适配与通信模块用于与电梯控制系统进行数据交换，并通过无线网络将处理后数据及告警事件上传至所述云平台模块。

5.如权利要求1所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述云平台模块的ai模型至少包括健康度评估模型、预测性维护模型、异常检测模型，所述健康度评估模型用于融合多维度特征数据，输出电梯各部件的实时健康指数及整梯安全评分，所述预测性维护模型是基于时间序列分析及机器学习算法，预测曳引机、门机关键部件的剩余使用寿命，所述异常检测模型通过无监督学习建立正常运行基线，用于自动检测偏离基线的异常模式并触发告警。

6.如权利要求1所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述云平台模块还包括数字孪生模块，所述云平台模块用于为每台接入的电梯建立高保真虚拟模型，所述虚拟模型实时映射电梯的物理状态、运行参数与历史事件，用于仿真、分析与优化。

7.如权利要求1所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述应用交互模块提供的功能包括面向监管部门、面向使用单位、面向监管部门、以及面向乘客，所述面向维保人员用于提供电梯安全运行态势总览、告警热力图及统计分析报告。

8.如权利要求7所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述面向使用单位用于提供所辖电梯的实时状态监控、历史数据查询、在线报障及维保工单管理，所述面向维保人员用于提供移动端维保工单接收、执行过程标准化记录、故障辅助诊断建议及电子化签核，所述面向乘客用于提供通过扫码获取电梯基本信息、检验与维保状态。

9.如权利要求1所述的轿厢电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述系统构成一个感知、分析、决策、执行、验证的闭环，所述云平台模块用于分析结果生成的决策指令，所述应用交互模块用于下达至维保人员执行，执行结果数据被反馈回系统用于优化和验证ai模型。

10.如权利要求1-9中任一项所述系统的轿厢电梯安全运行监控方法，其特征在于，包括以下步骤：