一种基于意外移动的电梯安全运行操作系统的制作方法

1.本发明涉及电梯控制技术领域，特别涉及一种基于意外移动的电梯安全运行操作系统。


背景技术：

2.目前，电梯已具有数以百计的各种机械和电气功能，也包括其安全功能。在使用过程中电梯造成的重大伤害事件时有发生，其中大部分原因是由轿厢意外移动直接或间接造成的。
3.意外移动，从广义上理解：因设备故障或人为误操作造成轿厢非正常的移动；从狭义上理解：电梯处于层站平层停车后轿厢非正常的移动，并扩展到电梯运行中轿厢未按系统设定速度曲线的移动。由此可知，意外移动的事件偶发性贯穿整个电梯运行过程，但是，意外移动装置的最主要目的仍是实现电梯正常停车后意外移动的保护。
4.意外移动可能发现的三种状态：
5.a.电梯大多数运行状态——电梯已经正常停平层时停车或运行当中；
6.b.电梯个别的运行状态——电梯检修中途停车或检修运行当中；
7.c.门锁装置锁闭机构验证失效或电气联锁被短接——电梯安全装置失效或电气联锁人为短接。
8.除了在这三种状态下，还应考虑设备故障或人为误操作造成轿厢非正常的移动，而如何进行检测，判断是否存在电梯异常，是本发明需要解决的技术问题。


技术实现要素：

9.本发明提供一种基于意外移动的电梯安全运行操作系统，用以解决电梯意外移动的情况。
10.一种基于意外移动的电梯安全运行操作系统，包括：
11.检测子系统：用于对电梯进行安全检测，确定电梯主动检测状态；
12.自测子系统：用于获取电梯的实时运行数据，并将所述实时运行数据导入虚拟主机中进行模拟测试，对电梯状态进行自动检测，确定电梯自动检测状态；
13.触发和刹停子系统：用于根据所述电梯主动检测状态和电梯自动检测状态，控制电梯的轿厢紧急刹停；
14.电源模块：用于对电梯总成提供电源；
15.通讯模块：用于通过5g通信技术进紧急刹停的指令发出和安全检测信息传输；
16.网联安全运行控制器：用于通过ai识别控制所述检测子系统和自测子系统进行电梯检测，并触发紧急刹停指令。
17.作为本发明的一种实施例：所述电梯包括电梯总成；
18.所述电梯总成上装设网联安全运行控制器、主、副编码器、双向限速器、上下夹绳器、智能门锁和虚拟主机；
19.所述主编码器装设在所述电梯主机主轴上；副编码器装设在所述电梯总成的双向限速器主轴上，控制所述限速器主轴的(即轿厢运行)实时方向和实时速度；
20.所述上下夹绳器装设在所述电梯总成的导向轮和主机之间，用于进行紧急夹停电梯轿厢的牵引绳；
21.所述智能门锁安装在电梯总成的楼层层门上，用于判断是否有乘客进入轿厢内及轿厢所停楼层位置；
22.所述虚拟主机用于根据电梯的实时运行数据，自动判断电梯状态是否异常处置。
23.作为本发明的一种实施例：所述触发和刹停子系统还用于根据所述电梯主动检测状态和电梯自动检测状态，判断是否存在电梯异常，并在存在电梯异常时，触发电梯的刹停模式；其中，
24.所述电梯异常包括：电梯超速、电梯意外移动和电梯停车异常；其中，
25.所述停车异常包括：抱闸失效、曳引钢丝绳与绳槽严重打滑和安全钳及其触发装置失效；
26.所述刹停模式包括：超速刹停模式、意外移动刹停模式和停车异常刹停模式。
27.作为本发明的一种实施例：所述超速刹停模式时，包括如下紧急刹停步骤：
28.步骤1：获取所述电梯总成中主制动器和安全钳及其触发装置动作的制动距离和制动减速度；
29.步骤2：将所述制动距离和制动减速度通过主、副编码器传输至虚拟主机，并与虚拟主机中存在的第一标准数据模型进行对比，判定电梯是否超速；其中，
30.所述第一标准数据模型由主制动器和安全钳及其触发装置的预设参数在空载下进行自动模拟测试，并基于测试结果，设置比较标准值，通过比较标准值确定标准数据模型；
31.步骤3：当电梯超速时，进行紧急刹停。
32.作为本发明的一种实施例：所述意外移动刹停模式时，包括如下紧急刹停步骤：
33.步骤a：获取所述电梯总成中附加制动器的附加制动距离和附加制动减速度(符合gb7588中9.11轿厢意外移动保护装置的规定)；
34.步骤b：将所述附加制动距离和附加制动减速度通过副编码器传输至虚拟主机，并与虚拟主机中存在的第二标准数据模型进行对比，判定电梯是否轿厢意外移动；其中，
35.所述第二标准数据模型由附加制动器的预设参数在空载下进行自动模拟测试，并基于测试结果，设置比较标准值，通过比较标准值确定第二标准数据模型；
36.步骤c：当电梯的轿厢意外移动时，进行紧急刹停。
37.作为本发明的一种实施例：所述停车异常模式时，包括如下紧急刹停步骤：
38.步骤11：在所述电梯总成中设置传感设备，获取所述电梯总成中抱闸、曳引钢丝绳与绳槽和安全钳及其触发装置的感应数据；
39.步骤12：将所述感应数据传输至虚拟主机，并与虚拟主机中存在的第三标准数据模型进行对比，判定电梯是否停车异常；其中，
40.所述第三标准数据模型由电梯的正常状态数据确定；
41.步骤13：当电梯的停车异常时，发出异常警告或警示。
42.作为本发明的一种实施例：所述网联安全运行控制器用于接收所述检测子系统和
自测子系统的检测数据和自测数据，并将所述检测数据和自测数据输入ai识别模型，判断是否存在数据异常；
43.当存在数据异常时，识别数据异常对应的电梯设备，根据所述电梯设备进行标准数据对比，判断异常类型和对应的异常解决策略。
44.作为本发明的一种实施例：所述系统还包括：
45.摄像系统：所述摄像系统有多个监控设备组成，所述监控设备设置于所述电梯总成的电梯井内部，进行电梯井内部的异常监督；
46.同步监控系统：用于根据所述多个监控设备和网联安全运行控制器，通过通讯模块的5g通信技术进行监控数据和检测数据的自动转换和数据传输。
47.作为本发明的一种实施例：所述摄像系统进行异常监督，包括如下步骤：
48.根据所述多个监控设备，获取电梯总成中电梯设备的实时视频数据；
49.所述电梯设备至少包括：电梯夹绳器、牵引绳、制动器和轿厢；
50.根据所述视频数据，获取电梯总成中不同电梯设备的图像帧序列；
51.通过ai识别对图像帧序列中的状态参数进行识别；其中，
52.所述状态参数包括：运行参数、磨损参数和位置参数；
53.根据所述识别，获取识别后的识别结果；
54.根据所述识别结果，将对应的电梯异常图像进行实时输出。
55.作为本发明的一种实施例：所述同步监控系统包括如下监控步骤：
56.步骤s1、基于所述通讯模块，获取检测数据和指令数据，并上传数据信息库，通过通讯模块的5g网络转换器连接网联安全运行控制器，并将网联安全运行控制器的数据上传至预设的5g数据传输共享系统；
57.步骤s2、基于数据权限控制，通过系统权限控制检测数据传输至虚拟主机，确定数据异常，并确定对应的指令数据；
58.步骤s3、根据所述指令数据，对电梯异常自动跟踪，然后进行自动预测是否会发生故障或失效；
59.步骤s4、当存在发生故障时，进行紧急刹停。
60.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
61.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
62.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
63.图1为本发明实施例中一种基于意外移动的电梯安全运行操作系统的系统组成图；
64.图2为本发明实施例中系统实施的实施场景组成图。
具体实施方式
65.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
66.实施例1：
67.如附图1所示，一种基于意外移动的电梯安全运行操作系统，包括：
68.检测子系统：用于对电梯进行安全检测，确定电梯主动检测状态；
69.自测子系统：用于获取电梯的实时运行数据，并将所述实时运行数据导入虚拟主机中进行模拟测试，对电梯状态进行自动检测，确定电梯自动检测状态；
70.触发和刹停子系统：用于根据所述电梯主动检测状态和电梯自动检测状态，控制电梯的轿厢紧急刹停；
71.电源模块：用于对电梯总成提供电源；
72.通讯模块：用于通过5g通信技术进紧急刹停的指令发出和安全检测信息传输；
73.网联安全运行控制器：用于通过ai识别控制所述检测子系统和自测子系统进行电梯检测，并触发紧急刹停指令。
74.本发明的运行原理时在电梯中引入可编程的电子安全检测功能，其次本发明还引入了基于5g的通信技术和ai识别技术，通过ai识别来判断是不是发生了异常等问题，通过基于5g的通信技术实现指令和数据的快速传输，从而提升电梯整体安全的可靠度。如像自动扶梯一样植入附加制动器等电控装置。因为，电梯总成作为一个整体，电梯超速有安全钳制动，当主机或安全钳及其触发系统中某一元件失效，则有一附加制动器辅助使电梯止停。
75.本发明的有益效果在于：
76.本发明在于进一步完善电梯的安全功能及作用；另一方面以人工智能的方法，解决与确保乘客等人员在乘梯过程中不同工况下，防止或化解人身安全事故及设备损伤等事件地发生。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，使棘手问题变得轻而易举。本发明优势及效果在如下几个方面：
77.1.它不仅大大地提升了电梯安全运行地可靠性，从而使乘客乘梯安全风险显著降低。只有这样，才能确保我国电梯安全事故率在现有基础上下降达九成以上。
78.2.因通过5g等通讯软件及设备端口将信息自动接入电梯物联网远程监控终端。这样，既方便各级管理人员监管，又能第一时间得到救援人员或维修人员的响应及处理。关键一点在于当电梯安全问题得到智能化处理或解决时，而网联进入电梯远程监控安全管理生态平台将成为可能，使其安全使用与有效管理成为现实。
79.3.因采用5g等技术作为信息的传输是本发明的一大亮点。我们知晓轿厢意外移动装置在动作过程中。其指令、信息及制动时间不能超过0.05s，对于微机控制系统很难做到此点。而对于5g通讯等则显得游刃有余。因其输送速度为毫秒计。可见，网联运行将是电梯高可靠度与高效率地运行的最佳选择。
80.4.本发明将电梯微机板替代系统操作控制器等，增加控制操作软件程序与相关电子元器件等。而机械装置等相应减少，如上行超速保护装置并入上下夹绳器。当然，还有部分电梯原安全配套部件的结构性改进。尽管企业技术与管理成本增加，但整体结构与安全性能的至臻完善，社会管理成本显著下降，使社会效益大幅度提高，且国民生活幸福指数同步提升。
81.实施例2：
82.作为本发明的一种实施例：如附图2所示，所述电梯包括电梯总成；
83.所述电梯总成上装设网联安全运行控制器、主、副编码器、双向限速器、上下夹绳器、智能门锁和虚拟主机；
84.所述副编码器装设在所述电梯总成的双向限速器主轴上，控制所述限速器主轴的(即轿厢运行)实时方向和实时速度；
85.所述上下夹绳器装设在所述电梯总成的导向轮和主机之间，用于进行紧急夹停电梯轿厢的牵引绳；
86.所述智能门锁安装在电梯总成的楼层层门上，用于判断是否有乘客进入轿厢内或楼层的位置；
87.所述虚拟主机用于根据电梯的实时运行数据，自动判断电梯状态是否异常等处置。
88.本发明的组成包括：电梯总成1、主编码器安装在主机主轴上、副编码器和主轴2，副编码器2设置在双向限速器3主轴上，所以他们是一体的。双向限速器3；主机4，虚拟主机5，上下夹绳器6；网联安全运行控制器7；电控柜8；导向轮9；缓冲器10；限速器11(张紧装置)；轿厢12；智能门锁13；智能门锁会显示层面和楼层。控制器主要由智能传感器、电路板(含芯片操作系统)及软件等构成。副编码器装设在限速器主轴上。智能门锁装设在层门上；。上下夹绳器装设在主机承重梁上；并与双向限速器(可称为触发装置)配合使用，全称为电梯附加制动器。此外，在电控柜配置备用电源(ups)，上述结构也是本发明的适用场景用于进行实时
89.实施例3：
90.作为本发明的一种实施例：所述触发和刹停子系统还用于根据所述电梯主动检测状态和电梯自动检测状态，判断是否存在电梯异常，并在存在电梯异常时，触发电梯的刹停模式；其中，
91.所述电梯异常包括：电梯超速、电梯意外移动和电梯停车异常；其中，
92.所述停车异常包括：抱闸失效、曳引钢丝绳与绳槽严重打滑和安全钳及其触发装置等失效；
93.所述刹停模式包括：超速刹停模式、意外移动刹停模式和停车异常刹停模式。
94.在加速检测的时候实际的操作如下：例如在进行电梯超速1.15倍的保护时：即将主制动器和安全钳及其触发装置动作的制动距离及其近似匀减速度等数值均通过主、副编码器2及控制器7操作系统进入虚拟主机存储与对比。在主制动器与安全钳动作的制动过程中，当与虚拟主机存储的数字模型进行对比，当识别系统显示为非正常，则操作系统下达停梯基站指令；并给电梯发出维修指令及信息。或显示电梯停止运行待修。
95.主制动器的制动距离依据标准，以《电梯技术条件》中平层准确度或保持精度数值，而安全钳的制动距离及减速度数值以其型式试验的规定。在整机功能检验时，建立其相应数字模型(数据)，并存入虚拟主机。而将其满载制动过程中匀减速度数值确定在不大于1.0gn；一并建立其数字模型，存入虚拟主机。同时，在此状态下再做空载下行自动模拟测试方法；将其数据建立其数字模型，一道存入虚拟主机，作为此后动作比较标准值。
96.当主制动器和安全钳制动距离及减速度数值，建立其自动模拟测试的数字模型
后，写入定期整机功能自动测试的日期，并存入虚拟主机。其定期自动模拟测试的时间根据电梯使用状况而定。一般纳入半月或年度等保养时间。当每次自动模拟测试时，识别系统显示为非正常，则操作系统下达停梯基站指令；并给电梯发出维修指令及信息。或显示电梯停止运行待修。此外，电梯每次自动模拟测试时，建议维保人员在场安排自测试与日常维保。
97.如果主制动器与安全钳动作自动模拟测试时，当减速度小于所规定最小值(0.2gn)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。
98.实施例4：
99.作为本发明的一种实施例：所述超速刹停模式时，包括如下紧急刹停步骤：
100.步骤1：获取所述电梯总成中主制动器和安全钳及其触发装置动作的制动距离和制动减速度；
101.步骤2：将所述制动距离和制动减速速度通过副编码器传输至虚拟主机，并与虚拟主机中存在的第一标准数据模型进行对比，判定电梯是否超速；其中，
102.所述第一标准数据模型由主制动器和安全钳的预设参数在空载下进行自动模拟测试，并基于测试结果，设置比较标准值，通过比较标准值确定标准数据模型；
103.步骤3：当电梯超速时，进行紧急刹停。
104.在检测的时候对于轿厢意外移动状态：本发明通过附加制动器的制动距离及其近似匀减速度等数值均通过副编码器2、双向限速器3、上下夹绳器6、智能门锁13及控制器7操作系统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字模型进行对比，当识别系统显示为非正常，则操作系统下达给停梯基站指令；并给电梯发出维修指令及信息。或显示电梯停止运行待修。
105.附加制动器的制动距离依据标准，即满足上述电梯gb7588标准中9.11.5条款的规定数值。在电梯功能检验时，建立其数字模型(数据)，并存入虚拟主机。而将其制动过程中匀减速度数值确定在其标准中9.11.6条款的规定要求。并建立其数字模型，存入虚拟主机。同时，在此状态下再做空载下行自动模拟测试方法；并将其数据建立其数字模型，一道存入虚拟主机，作为此后动作比较标准值。
106.当附加制动器制动距离及减速度数值，建立其自动模拟测试的数字模型后，写入定期电梯功能自动测试的日期，并存入虚拟主机。其定期自动模拟测试的时间根据电梯使用状况而定。一般纳入半月或年度等保养时间。当每次自动模拟测试时，识别系统显示为非正常，则操作系统下达停梯基站指令；并给电梯发出维修指令及信息。或显示电梯停止运行待修。此外，电梯每次自动模拟测试时，建议维保人员在场安排自测试与日常维保。
107.如果主制动器和附加制动器在空载制停自动模拟测试时，当减速度小于所规定最小值(0.2gn)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。
108.实施例5：
109.作为本发明的一种实施例：所述意外移动刹停模式时，包括如下紧急刹停步骤：
110.步骤a：获取所述电梯总成中附加制动器的附加制动距离和附加制动减速速度；
111.步骤b：将所述附加制动距离和附加制动减速度通过副编码器传输至虚拟主机，并与虚拟主机中存在的第二标准数据模型进行对比，判定电梯是否轿厢意外移动；其中，
112.所述第二标准数据模型由附加制动器的预设参数在空载下进行自动模拟测试，并基于测试结果，设置比较标准值，通过比较标准值确定第二标准数据模型；
113.步骤c：当电梯的轿厢意外移动时，进行紧急刹停。
114.实施例6：
115.作为本发明的一种实施例：所述停车异常模式时，包括如下紧急刹停步骤：
116.步骤11：在所述电梯总成中设置传感设备(如安全钳设置等)，获取所述电梯总成中抱闸、曳引钢丝绳与绳槽和安全钳及其触发装置的感应数据；
117.步骤12：将所述感应数据传输至虚拟主机，并与虚拟主机中存在的第三标准数据模型进行对比，判定电梯是否停车异常；其中，
118.所述第三标准数据模型由电梯的正常状态数据确定；
119.步骤13：当电梯的停车异常出现时，发出异常警告或警示。
120.在其电子安全功能控制器中对监控电梯速度及运行方向(含检修状态)、停车后抱闸失效、曳引钢丝绳与绳槽严重打滑、安全钳失效及抱闸释放监控等进行监控的时候：传感器子系统；能够判断其相关安全功能，如计算电梯运行速度及判断指令方向和运行方向是否一致的逻辑判断子系统；能够使电梯在故障情况下停止并保持在安全状态下的输出子系统。即通过其主、副编码器、双向限速器、上下夹绳器、智能门锁及自身电子器件等电性连接，在与控制器操作系统运行或动作时，将出现的上述状态进入虚拟主机存储与对比。则在电梯运营过程中，与虚拟主机存储的各类数据进行对比，当识别系统显示为非正常时，则操作系统下达停梯基站指令；并给电梯发出维修指令及信息。或显示电梯停止运行待修等警示操作。
121.除了多项安全功能外，还将验证电梯门关闭和锁紧的安全回路被人为短接情况下(含自动门锁损坏状态)；或在运行过程中电源断电时，在轿厢意外移动状态下系统应能自动识别与处理，使电梯停止或就近平层；并发出维修指令及信息。或显示电梯停止运行待修等警示操作。此外，相关类似安全方面的技术问题及功能也纳入本发明系统中一并监控与处理。
122.实施例7：
123.作为本发明的一种实施例：所述网联安全运行控制器用于接收所述检测子系统和自测子系统的检测数据和自测数据，并将所述检测数据和自测数据输入ai识别模型，判断是否存在数据异常；
124.当存在数据异常时，识别数据异常对应的电梯设备，根据所述电梯设备进行标准数据对比，判断异常类型和对应的异常解决策略。
125.本发明的ai识别主要时判断出到底电梯系统存在了什么异常，有需要什么样的策略而处理这个异常。其融入上述的三个检测方案中实现对数据异常的判定，确定存在什么异常，从而进行处理。
126.实施例8：
127.作为本发明的一种实施例：所述系统还包括：
128.摄像系统：所述摄像系统有多个监控设备组成，所述监控设备设置于所述电梯总成的电梯井内部，进行电梯井内部的异常监督；
129.同步监控系统：用于根据所述多个监控设备和网联安全运行控制器，通过通讯模
块的5g通信技术进行监控数据和检测数据的自动转换和数据传输。
130.本发明的突出特点之一就是本发明具有摄像系统，能够通过摄像设备彩技术视频数据对电梯总成进行整体的监督，实现数据的交互，而在电梯总成的监督上面，本发明实现了基于ai的全面监督。
131.实施例9：
132.作为本发明的一种实施例：所述摄像系统进行异常监督，包括如下步骤：
133.根据所述多个监控设备，获取电梯总成中电梯设备的实时视频数据；
134.所述电梯设备至少包括：电梯夹绳器、牵引绳、制动器和轿厢；
135.根据所述视频数据，获取电梯总成中不同电梯设备的图像帧序列；
136.通过ai识别对图像帧序列中的状态参数进行识别；其中，
137.所述状态参数包括：运行参数、磨损参数和位置参数；
138.根据所述识别，获取识别后的识别结果；
139.根据所述识别结果，将对应的电梯异常图像进行实时输出。
140.本发明对于电梯设备的异常进行的检测，能够对具有安全隐患的设备，从而实现设备的更换和报警。本发明的ai识别主要是基于图像帧序列和图像模型，对每张图像进行一一处理。
141.实施例10：
142.作为本发明的一种实施例：所述同步监控系统包括如下监控步骤：
143.步骤s1、基于所述通讯模块，获取检测数据和指令数据，并上传数据信息库，通过通讯模块的5g网络转换器连接网联安全运行控制器，并将网联安全运行控制器的数据上传至预设的5g数据传输共享系统；
144.步骤s2、基于数据权限控制，通过系统权限控制检测数据传输至虚拟主机，确定数据异常，并确定对应的指令数据；
145.步骤s3、根据所述指令数据，对电梯异常自动跟踪，然后进行自动预测是否会发生故障或失效；
146.步骤s4、当存在发生故障时，进行紧急刹停。
147.本发明在进行数据传输的时候主要是基于5g网络转换器，实现数据的高效传输，从而提高响应的时间和响应的速度，确定发生了什么故障，对故障的信息和内容进行自动跟踪。
148.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。