一种自动扶梯网联安全运营监控系统的制作方法

1.本发明涉及自动扶梯和自动人行道监控系统的技术领域，具体的说，尤其是一种自动扶梯网联安全运营监控系统。


背景技术：

2.扶梯附加制动器要求设置在城市轨道、火车站、机场、公交车站等人流量密集场所使用的公共交通型自动扶梯上，是高负荷运载设备一个十分重要的安全部件。其主要作用在工作制动器失效、扶梯逆转、超速的紧急情况下（特别是高负荷下）能够动作，起到减速制停扶梯的作用。它是扼守自动扶梯或自动人行道失控下溜的最后一道“关卡”。
3.我们知晓，制动器是自动扶梯的一个重要部件，当主制动器不能有效的将自动扶梯制停时，自动扶梯将会产生逆转而导致溜车，从而造成对乘客的伤害。
4.由于驱动链的脱离或断开使主制动器失去了对梯级的动力控制，在此情况下，附加制动器的动作是否可靠对事故后果将起到决定性的作用，但现有的扶梯存在以下问题：1、因扶梯正常运行制停减速度控制在0.2-1.0gn之间，且实质上只能在空载运行下测试及确认，有时其减速度预留过大。则在实际运行过程因故突然停梯时，制停减速度过大，易造成乘客跌倒受伤的事件发生；2. 现大多数扶梯的附加制动器设置的位置都比较隐蔽，不方便维保。导致附加制动器在扶梯维保过程中常常易被疏忽而没有进行保养；3. 另一方面许多电梯维保人员对附加制动器的工作原理和维保方法不甚了解，没能掌握正确的技能，使附加制动器无法维保到位。
5.4、有些扶梯制造单位，对其附加制动器有载制停仅停留在型式试验阶段，而不做安装后的功能检验。还有一些单位交梯时，做完一次功能检验后，此后也不做其可靠性测试及相应维保，而埋下不能有效制停的安全隐患。
6.5、此外，目前国家标准对于电子安全功能控制模块具备的超速1.4倍保护与制停距离检测项目，只有检测等装置，而没有展开验收后现场附加件制动器如何进行定期的功能检验等规定。且其制停距离也没有规定具体数值，仅作出其动作时减速度等要求。


技术实现要素：

7.为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种扶梯网联安全运营监控系统及制动器自测方法，以解决上述的问题。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动扶梯网联安全运营监控系统，其特征在于，包括：扶梯功能检测子系统，其用于通过检测步骤检测扶梯功能系统的状态，以实时记录扶梯的运行以及制动数据；自监测子系统，其用于定期对扶梯进行空载下行减速度检测，以确定扶梯的空载下行加速度数值状态；
刹停子系统，其用于控制扶梯的工作制动器以及附加制动器的刹停功能；电源模块，其用于对扶梯功能系统提供电源；控制模块，其用于储存并对比扶梯功能检测子系统以及自监测子系统所检测到的数据，判断是否触发刹停子系统；通讯模块，其通过5g或北斗通讯网络对控制模块进行联网，用于数据上传以及指令传输；所述扶梯功能检测子系统的检测步骤包括：s1、检测扶梯的工作制动器及附加制动器的制动距离和近似匀减速度数值，将制动距离和近似匀减速度数值确定在0.6~0.8gn之间，并将扶梯的制动距离和近似匀减速度数值通过传递函数与虚拟主机的制动载荷数字模型进行对比；s2、判断是否存在制动异常，并存在动异常时，传递函数输出至控制模块并通过控制模块下达指令到刹停子系统，以进行扶梯停止运行或发出维修指令及信息。
9.进一步的，所述扶梯运行系统包括桁架、设置在桁架上的扶手带和梯级、动力主机、工作制动器以及附加制动器；所述桁架上安装有用于带动梯级运行的主驱动轮，在主驱动轮的一侧连接编码器；编码器用于控制和检测主驱动轮的实时方向和实时速度，以得出扶梯的运行以及制动数据，在动力主机的一侧设置有安装在桁架内的控制模块；所述控制模块内存储安装有虚拟主机；工作制动器，其通过电机与主机减速箱相连接，用于使扶梯有一个接近匀减速的制停过程直至停机，并使扶梯保持停止状态；附加制动器，其通过传动件及电器件分别与桁架和主驱动轮相连接，并固定可靠，而梯级通过牵引链条与主驱动轮相连接，用于梯级下行超速或驱动链断链等工作制动器出现异常后，此时，附加制动器对扶梯主驱动轮减速制停，并使扶梯保持静止状态。
10.进一步的，所述扶梯功能系统包括超速1.2倍保护、超速1.4倍保护、逆转保护、梯级缺失保护、扶手带欠速保护、抱闸释放监控以及制停距离检测。
11.具体地，所述扶梯的运行以及制动数据包括工作制动器和附加制动器的制动距离以及近似匀减速度数值。
12.进一步的，所述扶梯自监测子系统还包括以下监测步骤：在扶梯空载阶段，将扶梯进入正常运行状态，分别检测工作制动器的空载下行加速度数值，以及检测附加制动器的空载下行加速度数值；分别判断工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值是否异常；当工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值正常，则将工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值储存入控制模块内，扶梯正常运行；当工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值异常，则扶梯通过控制模块发送指令到刹停子系统，将扶梯停止运行，并发出维修指令。
13.具体地，所述工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值为0.6~0.8gn。
14.具体地，在扶梯整机检验运行的状态下，进行满载或空载下行自动模拟测试，并将其数据并存入虚拟主机形成的制动载荷数字模型中，作为此后动作比较标准值。
15.更具体地，制动载荷数字模型的获取步骤包括：首先在扶梯检验过程中，将检验的数据建立初次数据库，并存入虚拟主机内；将制动过程中的制动距离和近似匀减速度数值确定在0.6～0.8gn之间，并将其储存入初次数据库中，形成二次数据库；在进行空载下行自动模拟测试中，将空载数据同时储存入二次数据库中，形成制动载荷数字模型。
16.进一步的，所述传递函数为如下函数公式：其中，xi为输入值，x0为输出值。
17.具体地，所述扶梯的制动距离和近似匀减速度数值通过传递函数与虚拟主机的制动载荷数字模型进行对比后，若判断正常，则通过自监测子系统的空载下行加速度数值进行测量，得到反馈量，再次输入至传递函数进行对比判断。
18.本发明的有益效果在于：1、通过控制模块储存对比扶梯功能检测子系统以及自监测子系统所检测到的数据，以便于判断否触发刹停子系统，以使扶梯停止，而扶梯功能检测子系统可实时检测扶梯功能系统的状态，配合自监测子系统定期对扶梯进行空载下行减速度检测，可更好的了解扶梯功能系统的状态，防止或化解人身安全事故及设备损伤等事件的发生，同时，将电梯维保人员、监管人员及第三方检验人员工作量大大降低，从而使棘手问题变得轻而易举；2、通讯模块便于将控制模块进行联网，既方便各级管理人员监管，又能第一时间得到维修人员的响应及处理，关键一点在于扶梯的运行状态得到智能化处理或解决时，使其安全使用与有效管理成为现实。
附图说明
19.图1为本发明的扶梯运行系统的组成结构图。
20.图2为本发明的自动扶梯网联安全运营监控系统的组成图。
21.图3为本发明的传递函数判断流程图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
23.如图1所示，一种自动扶梯网联安全运营监控系统，包括：扶梯功能检测子系统，其用于通过检测步骤检测扶梯功能系统的状态，以实时记录扶梯的运行以及制动数据；自监测子系统，其用于定期对扶梯进行空载下行减速度检测，以确定扶梯的空载
下行加速度数值状态；刹停子系统，其用于控制扶梯的工作制动器以及附加制动器的刹停功能；电源模块，其用于对扶梯功能系统提供电源；控制模块，其通过ai技术用于储存并对比扶梯功能检测子系统以及自监测子系统所检测到的数据，判断是否触发刹停子系统；由于控制模块储存对比扶梯功能检测子系统以及自监测子系统所检测到的数据，以便于判断否触发刹停子系统，以使扶梯停止，而扶梯功能检测子系统可实时检测扶梯功能系统的状态，配合自监测子系统定期对扶梯进行空载下行减速度检测，可更好的了解扶梯功能系统的状态，防止或化解人身安全事故及设备损伤等事件的发生，同时，将电梯维保人员、监管人员及第三方检验人员工作量大大降低，从而使棘手问题变得轻而易举；通讯模块，其通过5g或北斗通讯网络对控制模块进行联网，用于数据上传以及指令传输；通讯模块便于将控制模块进行联网，既方便各级管理人员监管，又能第一时间得到维修人员的响应及处理，关键一点在于扶梯的运行状态得到智能化处理或解决时，使其安全使用与有效管理成为现实。
24.如图2所示，所述扶梯运行系统包括桁架1、设置在桁架上的扶手带3和梯级2、工作制动器以及附加制动器，所述桁架1上安装有用于带动梯级2运行的主驱动轮4，在主驱动轮4的一侧连接编码器5，编码器5用于控制和检测主驱动轮4（即梯级2运行）的实时方向和实时速度，以得出扶梯的运行以及制动数据，其中，扶梯的运行以及制动数据包括工作制动器和附加制动器的制动距离以及近似匀减速度数值，在动力主机的一侧设置有安装在桁架1内的控制模块6，所述控制模块6内存储安装有虚拟主机；工作制动器通过电机与主机减速箱相连接，用于使扶梯有一个接近匀减速的制停过程直至停机，并使扶梯保持停止状态；附加制动器，其通过传动件及电器件分别与桁架1和主驱动轮4相连接，并固定可靠，而梯级2通过牵引链条与主驱动轮4相连接，用于梯级2下行超速或驱动链断链等工作制动器出现异常后，此时，附加制动器对扶梯主驱动轮4减速制停，并使扶梯保持静止状态。
25.将编码器5控制模块6连接，以使控制模块6及时得到相应的数据，便于控制模块6根据得到的数据进行判断扶梯是否异常，及时通过通讯模块上传信息或通知维修人员检修。
26.所述扶梯功能系统包括超速1.2倍保护、超速1.4倍保护、逆转保护、梯级缺失保护、扶手带欠速保护、抱闸释放监控以及制停距离检测等，以下是扶梯功能系统的说明：超速1.2倍保护：监控扶梯速度超过名义速度1.2倍时，断开1.2倍安全继电器，以切断扶梯的工作制动器、安全回路及控制电路的电源，使其立即停止运行。
27.超速1.4倍保护：监控扶梯在速度超过名义速度1.4倍时，同时断开1.2倍安全继电器和1.4倍安全继电器，以切断扶梯的工作制动器、附加制动器、安全回路及控制电路的电源，使其立即停止运行；逆转保护：监控扶梯或倾斜式人行道（α≥ 6
°
）在其运行方向与规定的运行方向不相符合时，断开1.2倍安全继电器和1.4倍安全继电器，以切断扶梯的工作制动器、附加制动器、安全回路及控制电路的电源，使其立即停止运行；梯级缺失保护：在扶梯驱动的两端安装检测梯级缺失的检测装置，一旦检测到有梯级缺失，断开1.2倍安全继电器，以切断扶梯的工作制动器安全回路及控制电路的电源，
使扶梯在缺口由梯级缺失而导致的从梳齿板位置出现之前停止；扶手带欠速保护：监控扶梯的扶手带速度，在其速度低于梯级速度的15%名义速度时，断开1.2倍安全继电器，以切断扶梯的工作制动器、安全回路及控制电路的电源，使其立即停止运行；抱闸释放监控：扶梯启动后，制动系统未释放，扶梯无法启动；监控扶梯运行时，在其抱闸指令与抱闸反馈逻辑不一致时，断开1.2倍安全继电器，以切断扶梯的工作制动器、安全回路及控制电路的电源，使其立即停止运行；制停距离检测：如果制停距离超过所规定最大值（0.6～0.8gn）的1.2倍，立即停车，在故障锁定被复位之后才能重新启动，检修人员在故障复位前应对制动系统进行检查、采取纠正与预防措施。
28.结合图1和图3所示，本实施例中的扶梯功能检测子系统的检测步骤包括：s1、检测扶梯的工作制动器及附加制动器的制动距离和近似匀减速度数值，将制动距离和近似匀减速度数值确定在0.6~0.8gn之间，并将扶梯的制动距离和近似匀减速度数值通过传递函数与虚拟主机的制动载荷数字模型进行对比；s2、判断是否存在制动异常，并存在制动异常时，传递函数输出至控制模块6并通过控制模块6下达指令到刹停子系统，以进行扶梯停止运行或发出维修指令及信息。
29.通过上述的扶梯功能检测子系统的检测步骤，可及时发现工作制动器及附加制动器的制动距离的异常，从而可通过控制模块6进行发出刹停指令和维修指令，防止意外的发生。
30.所述扶梯自监测子系统还包括以下监测步骤：在扶梯空载阶段，将扶梯进入正常运行状态，分别检测工作制动器的空载下行加速度数值，以及检测附加制动器的空载下行加速度数值；分别判断工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值是否异常，其中工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值为0.6~0.8gn；当工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值正常，则将工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值储存入控制模块6内，扶梯正常运行；当工作制动器和检测附加制动器的空载下行加速度数值异常，即超出0.6~0.8gn数值范围，则扶梯通过控制模块6发送指令到刹停子系统，将扶梯停止运行，并发出维修指令。
31.通过扶梯自监测子系统可使得扶梯在空载时段进行自监测，从而可及时发现扶梯的空载下行加速度数值是否异常，以防止乘客使用到故障扶梯，提前防止意外的发生，起到预警作用。
32.在扶梯自监测子系统监测过程中，梯停止运行的状态下，进行空载下行自动模拟测试，并将其数据并存入虚拟主机形成的制动载荷数字模型中，作为此后动作比较标准值，以便于更好地发现扶梯的质量问题。
33.制动载荷数字模型是作为数值对比的标准，制动载荷数字模型的获取步骤包括：首先在扶梯检验过程中，将检验的数据建立初次数据库，并存入虚拟主机内；将制动过程中的制动距离和近似匀减速度数值确定在0.6～0.8gn（空载测试取大值）之间，并将其储存入初次数据库中，形成二次数据库，其中制动过程包括工作制动器和
附加制动器的制动过程；在进行空载下行自动模拟测试中，将空载数据同时储存入二次数据库中，从而形成制动载荷数字模型。
34.本实施中的传递函数为如下函数公式：其中，xi为输入值，x0为输出值。
35.如图3所示，具体地，扶梯的制动距离和近似匀减速度数值通过传递函数与虚拟主机的制动载荷数字模型进行对比后，若判断正常，则通过自监测子系统的空载下行加速度数值进行测量，得到反馈量，再次输入至传递函数进行对比判断。
36.为了更好的理解本方案的实施，以下列出相关实施例：1、扶梯超速1.2倍的保护：即将工作制动器的制动距离及其近似匀减速度数值均通过编码器7及控制模块6进入虚拟主机存储与对比，在工作制动器的制动过程中，与虚拟主机存储的制动载荷数字模型进行对比，当识别系统显示为异常，则控制模块6下达停梯指令；或给扶梯发出维修指令及信息；或显示扶梯停止运行待修。
37.如果工作制动器制停在制动载荷确定表中，当减速度超过所规定最大值（0.6-0.8gn）的1.2倍时，应立即停车，在故障锁定被复位之后才能重新启动。检修人员在故障复位前应对其制动系统进行检查及维修，并采取纠正措施。
38.2、超速1.4倍保护：即将附加制动器的制动距离及其近似匀减速度等数值均通过编码器7及控制模块6进入虚拟主机存储与对比。在附加制动器的制动过程中，当与虚拟主机存储的数制动载荷数字模型进行对比，当识别系统显示为异常，则控制模块6下达停梯指令；或给扶梯发出维修指令及信息；或显示扶梯停止运行待修。
39.如果附加制动器制停在制动载荷确定表中，当减速度超过所规定最大值（0.6-0.8gn）的1.2倍，应立即停车，在故障锁定被复位之后才能重新启动。检修人员在故障复位前应对其制动系统进行检查及维修，并采取纠正预防措施。
40.3、对于上述扶梯功能系统中的逆转保护、梯级缺失保护、扶手带欠速保护、抱闸释放监控以及制停距离检测等功能，通过其自身电子器件和编码器7等电性连接，与控制模块6一并进入虚拟主机存储与对比。在扶梯运营过程中，与虚拟主机存储的各类数据进行对比，当识别显示为异常时，则操作系统下达停梯指令；或给扶梯发出维修指令及信息；或显示扶梯停止运行待修等警示操作。
41.5、本发明还可以利用北斗陆基增强型系统对扶梯梯级运行时，展开对其水平段或倾斜段扫描定位及相关数据的录入及存储；并定期自动完成空载下行减速度监测程序。即在某一没有乘客乘梯的时段，启动进入工作制动器与附加制动器自动测试功能，使扶梯进入正常运行状态，测试空载下行加速度数值是否符合规定值（0.6～0.8gn），并确认。如不符合，则扶梯进入待检修状态，并以文字方式指示；若符合，存储数据并转入正常运行。且进入定期功能自动检测程序。
42.本实施例中还可利用北斗陆基增强型系统对扶梯梯级运行时，展开对其水平段或倾斜段扫描定位及相关数据的录入及存储，其中北斗陆基增强型系统为现有技术，此处不再赘述；并定期自动完成自监测子系统的监测，即在某一没有乘客乘梯的时段，启动进入工作制动器与附加制动器自动测试功能，使扶梯进入正常运行状态，测试空载下行加速度数值是否符合规定值的0.6～0.8gn，并确认；如不符合，则扶梯进入待检修状态，并以文字方式指示；若符合，存储数据并转入正常运行，且进入定期功能自动检测程序，此监控功能特适应室外型自动扶梯。
43.本实施例中还可利用自监测子系统的状态，以实时记录扶梯的运行以及制动数据等导入第三方电梯检测机构的检验系统，即通过其5g等网联自动检测系统，结合客户上网输入的扶梯相关技术参数和监测的实时运行以及制动数据等，在第三方电梯检测机构的检验设备输出终端，自动生成系统打印成整机检验报告。
44.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。