用于预测乘客移运系统中故障的方法与流程

1.本发明涉及一种用于对包含在乘客移运系统内的制动系统的恶化进行预测的方法以及所述方法在乘客移运系统中的用途。


背景技术：

2.包括自动扶梯、自动人行道以及电梯在内的乘客移运系统在其使用寿命期间会因各种原因在不同时间停止。一旦“停止”信号被登记，自动扶梯或自动人行道的活动面板或电梯的轿厢在停止之前会首先经历减速。在此停止过程中，移运部件之间会产生振动和摩擦。在移运系统的使用寿命期开始时，“停止”命令可能会在很短的时间内起效，并且相应的停止距离覆盖的距离最短。这个距离通常以毫米(mm)为单位来测量。然而，随着时间的推移，由于移运系统的日常“磨损”，这个停止距离会逐渐增加并且继续增加直到达到安全性受损的点为止。所有移运系统都包括控制单元，该控制单元被配置为在停止距离过大且不再符合安全性要求(例如，准则或法规en115、b44)的情况下关闭移运系统。
3.目前监控乘客移运系统健康状况并确保其符合安全性法规的方法包括技术人员在例行维护检查期间手动检查系统的所有零件。在这种特殊情况下，技术人员将手动检查自动扶梯或自动人行道或电梯的制动蹄(brake shoe)。
4.一些乘客移运系统包括向技术人员传达故障性质的显示单元。一些系统不包括这样的显示单元，由此技术人员需要对乘客移运系统进行全面检查以推断故障所在。无论是否有显示器，这个过程对于技术人员来说都是耗时的，对于客户来说费用昂贵，并且由于乘客移运系统必须呈现出“无序”状态而给乘客带来极大的不便。
5.ep 3363758 a1公开了一种用于监控乘客运输装置的操作的机构。美国专利5785165公开了乘客输送机的数据收集和分析系统。然而，这些文件都没有直接解决制动系统中的故障问题，也没有直接解决能够在制动系统发生故障之前对故障进行预测的问题。此外，没有两个乘客移运系统是相同的，这意味着对第一系统的预测对于第二系统不一定是相同的。
6.总体而言，已知us 2018/0029839 a1和us 2018/0032598 a1中公开的具有传感器的制动检测系统在自动扶梯中用作乘客移运系统。为实现这个目的，制动检测系统包括布置在自动扶梯上方、并且通过成像传感器和/或深度感测传感器来检测自动扶梯的制动距离的传感器。然而，如果例如制动自动扶梯上有许多人或障碍物，或者，如果例如在传感器和待检测的制动自动扶梯之间长出植物枝茎时，这种检测系统就会出现问题，从而导致传感器不再能够识别其制动距离待检测的实际机械部件。在这种情况下，根据现有技术无法进行所提出的检测。


技术实现要素：

7.因此，本发明的目的在于减轻这些问题，从而
[0008]-节约技术人员的时间；
[0009]-节省乘客移运系统所有者的金钱；以及
[0010]-减少对乘客的烦扰。
[0011]
这个目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求5所述的用途来实现。
[0012]
本发明涉及一种对包含在乘客移运系统中的制动系统的恶化进行预测的方法。优选地，乘客移运系统包括自动扶梯、电梯以及自动人行道。优选地，该方法包括以下方法步骤：
[0013]
a.在系统内放置一个或多个传感器，使其与以下任何一者或多者通信：
[0014]-乘客移运系统的主轴；
[0015]-乘客移运系统的至少一个活动面板，其中优选地，至少一个活动面板包括自动人行道的托盘、自动扶梯的梯级，或电梯轿厢的面板；
[0016]-乘客移运系统的电机；
[0017]-乘客移运系统的控制单元；
[0018]-网关装置，例如，物联网(iot)装置，例如，云端(cloud)。
[0019]
在系统内放置一个或多个传感器意味着一个或多个传感器物理集成到乘客移运系统(例如，电梯、自动扶梯或自动人行道)中。换言之，一个或多个传感器被乘客移运系统包围。这允许监控乘客移运系统内不同位置的值，这也意味着外部传感器和系统之间不需要一览无余的视野。每个传感器的集成布置允许更灵活的应用。因此，乘客移运系统可以配备独立于其环境的传感器。例如，不需要外部照明。同样地，例如，是否有很多人站在自动扶梯上与传感器的检测能力无关。这是由于以下事实：在示例性自动扶梯上从内部而不是从上方远程进行检测。此外，在没有可见传感器的情况下，可以使乘客移运系统的设计更加和谐。传感器的制造成本可以更低，因为它们不需要像完全在外部的传感器那样隔离外部环境的影响。此外，它们的制造成本更低，因为与远程传感器(例如，从上方检测的那些远程传感器)相比，它们只需要更小的检测光谱。同时，上述特征可以降低检测不准确的程度。上述优点单独或全部适用于所有乘客移运系统。在提及自动扶梯时，其仅作为示例应用。
[0020]
优选地，一个或多个传感器通过无线连接或通过硬件与控制单元通信。优选地，控制单元通过无线连接或硬件与云端通信。
[0021]
b.激活一个或多个传感器。这在以下情况下实现：
[0022]-每次至少一个移运面板在其运输过程中经过至少一个传感器时；或者
[0023]-电机每转几次；或者
[0024]-主轴每转几次。
[0025]
优选地，一个或多个传感器适于对乘客移运系统的运动变化作出响应。优选地，(多个)传感器不断测量速度。
[0026]
当(多个)活动面板开始停止时，数据采集开始。此时，在预定义时间间隔内测量停止距离，直到(多个)活动面板完全停止为止。优选的传感器包括磁性传感器、感应传感器、光学传感器、电容传感器、编码器传感器，例如，旋转编码器。光学传感器尤其是激光传感器，其中尤其优选没有外部光供应的此类光学传感器。例如，可以仅使用一个或多个感应传感器，这已被证明是特别精确的。即使在完全黑暗的情况下，这些传感器也可以独立于任何照明进行检测，使得乘客移运系统的内部不需要照明。优选地，乘客移运系统例如通过安全开关、机械开关、按钮或本领域已知的任何其他停止机构来停止。激活这些停止机构中的任
何一种机构都将激活至少一个传感器。
[0027]
c.每次乘客移运系统停止时进行数据采集，即收集数据。当活动面板开始减速，数据收集就会开始，并且一直持续到乘客移运系统停止为止。
[0028]
d.优选地通过应用一种或多种预定的过滤来提炼采集或收集到的数据，其中所述过滤是选自包括以下各项的组中的至少一种：
[0029]-当自动扶梯以错误的方向启动并且必须停止以在期望方向重新启动时；
[0030]-移运系统因技术维护而停止；
[0031]-就超市乘客移运系统而言，当它满负荷运行并且移运面板上没有可用空间时。这表示一种例外情况，且会导致平均停止距离计算出现异常。
[0032]
由这些事件中的至少一个事件导致的任何停止都会被视为“异常”；
[0033]
e.通过算法运行提炼过的收集数据，以计算以毫米(mm)为单位的停止距离。对于不同品牌的自动扶梯，停止距离和相关法规准则可能会有所不同。
[0034]
优选地，方法步骤c.至d.在规定时间段内重复。优选地，规定时间段是指数小时、数天、数周或数月。优选地，时间段覆盖至少一个月，最多31天，从而可以“逐月”比较数据。
[0035]
在以下情况下触发启动维护操作的命令信号：
[0036]-当计算出的停止距离达到预定阈值时，或者
[0037]-当从一个值到在类似条件下但在前一个时间间隔内的另一个值的变化已达到预定阈值时。
[0038]
当停止距离达到和/或超过预定阈值时，控制单元适用于拦截乘客移运系统，即，它将促使乘客移运系统关闭，直到执行必要的维护工作为止。此阈值根据特定的乘客移运系统的法规准则确定。自动扶梯的相关法规准则是，例如，en115/b44。这有利地提供了一种针对特定的乘客移运系统的安全性要求定制的方法，其中方法允许监控过度的停止距离并预测制动系统何时将要发生故障。
[0039]
优选地，维护操作包括：
[0040]-通知相关方，例如，客户；建筑服务经理；技术人员，需要对例如自动扶梯的制动器进行检查；和/或
[0041]-随后进行维修或更换。这可以，例如，采取在乘客移运系统内的显示单元上显示错误代码的形式。这有利地避免了超过过度停止距离的风险，从而避免了乘客移运系统的自动关闭。
[0042]
此方法可以在预定时间段内执行，优选地在预定时间段内不断地执行。方法可以适于在此时间段内以预定义的时间间隔采集数据。例如，可以通过以下方式执行方法：
[0043]-在数月内采集数据，其中，例如，每两天或三天采集一次所述数据；或者
[0044]-在数月内采集数据，其中，例如，每5小时采集一次数据；或者
[0045]-在数月内采集数据，其中，例如，每1至5分钟采集一次数据。
[0046]
规定时间段和所述时间段内的预定义的时间间隔可以在几分钟、几小时、几天以及几个月之间变化。这优化了维护效率并且延长了移运系统的使用寿命。
[0047]
优选地，在步骤(e)之后应用过滤操作，以确定停止距离的任何趋势。这有利地确保了仅考虑有用的数据并且防止任何“异常”数据使结果出现偏差并且对过度的停止距离产生负面影响。
[0048]
优选地，预定阈值是根据与特定类型的乘客移运系统相关的法规准则设置的。这有利地提供了可以应用于任何类型的乘客移运系统的“定制”方法。表1和表2分别提供了法规准则en115中有关自动扶梯和自动人行道过度停止距离的详细信息。
[0049]
表1
–
自动扶梯的停止距离
[0050]
额定速度v停止距离0,5m/s0.20m至1.00m0.65m/s0.30m至1.30m0.75m/s0.4.m至1.50m
[0051]
表2
–
自动人行道的停止距离
[0052]
额定速度v停止距离0,5m/s0.20m至1.00m0.65m/s0.30m至1.30m0.75m/s0.4.m至1.50m0.90m0.5m至1.70m
[0053]
优选地，规定时间段是从包括以下时间段的组中选择的一个时间段：
[0054]-1个月至50个月之间的任意月数，
[0055]-2个月至36个月之间的任意月数，
[0056]-2个月至24个月之间的任意月数，
[0057]-2个月至12个月之间的任意月数。
[0058]
优选地，用于在规定时间段内采集数据的预定义的时间间隔可以是从包括以下时间间隔的组中选择的任何一个时间间隔：
[0059]-每一分钟；每隔一分钟；每n分钟；
[0060]-每一小时；每隔一小时；每n小时；
[0061]-每一天；每隔一天；每n天。
[0062]
这有利地使方法具有灵活性。
[0063]
本发明涉及上述方法在乘客移运系统中的用途。
[0064]
优选地，乘客移运系统选自包括以下各项的组：
[0065]-电梯；
[0066]-自动扶梯；
[0067]-自动人行道。
附图说明
[0068]
借助附图更详细地描述了本发明，其中：
[0069]
图1示出了实施根据本发明实施例的方法的乘客移运系统的示意图；
[0070]
图2示出了根据本发明实施例的方法的示意性步骤图；
[0071]
图1示出了根据本发明实施例的选定方法步骤的示意性图形表示。
具体实施例
[0072]
图1示出了实施根据本发明实施例的方法100的乘客移运系统10的示意图。在此特
定示例中，自动人行道10是自动扶梯，其中自动扶梯包括控制单元100和至少一个活动面板101。控制单元100与网关装置(未示出)(例如，计算机或便携式膝上型电脑)通信，其中，例如，计算机装配有与控制单元100通信所需的软件，从而允许对自动扶梯10的状况进行持续监控。执行此方法只需要一个传感器，但在此示例中示出了三个传感器。第一传感器11被定位成测量至少一个活动面板101围绕自动扶梯10出口的移动。第二传感器12被定位成测量至少一个活动面板101围绕自动扶梯10中部的移动，且第三传感器n被定位成测量至少一个活动面板101围绕自动扶梯10入口的移动。在此特定示例中使用的传感器11、12、n是磁性传感器。也可以将一个或多个传感器定位在电机(未示出)或主轴(未示出)中，使得(多个)传感器可以感测任何启动和停止。在循环运输期间，每当相关移运面板101经过传感器11、12、n时，传感器11、12、n就会被激活。当移运面板开始停止时，数据采集开始并且持续测量停止距离，直到面板完全停止为止。在控制单元100处执行对停止操作(特别是过度的停止距离)的分析，从而提供关于制动系统(未示出)的状况的预测。此分析涉及步骤101至110中概述的方法。
[0073]
在乘客移运系统的控制单元100处执行步骤101至103。步骤101需要收集与每次自动人行道10停止时的停止距离有关的数据。在激活至少一个传感器11、12、n时启动步骤101。步骤102涉及计算相应的停止距离。然后，在步骤103中将此信息发送到接口模块。在此特定示例中，接口模块是物联网(iot)装置，例如，云端。(多个)计算出的距离在步骤104中被预处理，这涉及对数据的基本过滤。然后，在步骤105中将预处理的数据传送到数据库。数据库可以由硬件(例如，usb)组成，或者位于云端中。控制单元100适于将此信息传送到数据库，以便执行数据分析和处理。
[0074]
一旦到达数据库，就在步骤106中进行处理，从而允许在步骤107中过滤数据。考虑到自动扶梯10的正常或其他行为，过滤涉及去除异常值。这包括，例如，去除在单元以不同于额定速度的速度行进时所记录的任何停止数据，或者在自动扶梯10“异常”停止时所记录的停止数据，“异常”停止，举例而言，
[0075]-它以错误的行进方向启动，并且在达到其额定速度之前立即停止；或者
[0076]-紧急停止被触发；或者
[0077]-进行了技术维护；或者
[0078]-自动扶梯10满负荷运行，即，没有空间供更多乘客在其上行进。
[0079]
在此类特殊情况下，停止距离将是异常的，因此不能真实反映正常情况下的制动操作。如果自动扶梯因以错误的方向行进而停止，则由于自动扶梯在短时间内的速度较慢，停止距离会很小。如果自动扶梯以较高速度移运并触发了紧急制动，则停止距离将会更大。如果出现上述任何一种情况，自动扶梯将按正常方式停止，但相应的数据读数被描述为“异常”，因此在处理过程中优选地被忽视(discount)。停止距离在，例如，一周的时间段内变化几毫米或更小(例如，2-20mm)被认为是“正常”。在规定时间段(例如，31天)内监控停止距离期间，由于制动器磨损增加，预计停止距离会不断增加。然后，在步骤108中对数据进行分析。
[0080]
分析108可以包括：
[0081]-考虑产生具有最小变化的点的信号的分辨率。这取决于保存在数据库中的数据的量。分辨率的降低使结果过滤更容易；
[0082]-选择与特定时间段相关联的数据的最大值或最小值。如果需要的话，所选值的性质可以在最大值和最小值之间变化；
[0083]-对所选值进行分析以发现趋势，以检测停止距离的一致性；
[0084]-作为对前述点的补充或替代，对使用预定阈值获得的绝对值进行交叉检查。根据相关法规准则，例如，en115/b44，阈值可能会因单元类型和额定速度而有所不同。
[0085]
一旦分析完成，就会在步骤109中获得结果。当停止距离已达到预定阈值时，或者当从一个值到到在类似条件下但在前一个时间间隔内的另一个值的变化已达到预定阈值时，将在步骤110中生成警报，以通知相关方，例如，客户；建筑服务经理；技术人员，需要对自动扶梯10的制动器进行检查，必要时进行修理、更换或调整。
[0086]
图2示出了图1中概述的方法步骤的流程图。
[0087]
图3示出了在步骤101和108之间分析之前和之后所记录的数据的差异。上部的图表对应于步骤101，其中记录了每天的数据点。x轴表示每次自动扶梯停止的时间。每天可以记录几个点。y轴详细说明了以毫米为单位的停止距离，从240mm到280mm。
[0088]
中间的图表示出了在步骤107中过滤后的所记录的数据。第一个图表中带有箭头的数据点描绘了“异常”读数，并且在过滤步骤中被忽视，从而减少了总数据点的数量。中间的图表有详细说明日期的x轴和详细说明停止距离的y轴，停止距离以毫米为单位，从255mm到280mm。
[0089]
底部的图表示出了在步骤108中执行最终分析之后所记录的数据并提供了结果(步骤109)。记录平均数据点，以表示特定周的读数。x轴详细说明了“周数”，在此特定示例中，时间段为6周。y轴详细说明了以毫米为单位的停止距离，现在从268mm到276mm。在此特定示例中，如果停止距离的预定阈值为280mm，则不会触发警报，因为所记录的最大停止距离为276mm。因此，自动扶梯10将被允许继续正常运行。然而，如果预定阈值为275mm或276mm，则276mm的最高记录值达到或超过此阈值，因此会生成警报信号，以启动维护操作，即通知相关方，例如，客户；建筑服务经理；技术人员，需要对自动扶梯10的制动器进行检查，必要时进行修理、更换或调整。如果数据在云端中进行处理，则可以在图2所示的方法中的任何步骤触发警报信号。控制单元100基于传感器11、12、n的输入将停止距离的测量值传送到云端。
[0090]
附图标记列表
[0091]
10乘客移运系统
[0092]
11传感器
[0093]
12传感器
[0094]
n传感器
[0095]
101移运面板
[0096]
100方法步骤
[0097]
101方法步骤
[0098]
102方法步骤
[0099]
103方法步骤
[0100]
104方法步骤
[0101]
105方法步骤
[0102]
106方法步骤
[0103]
107方法步骤
[0104]
108方法步骤
[0105]
109方法步骤
[0106]
110方法步骤。