一种自动扶梯的故障监测方法和故障监测系统与流程

本申请涉及特种设备领域，特别涉及一种自动扶梯的故障监测方法和故障预警系统，以及一种计算机可读存储介质和一种自动扶梯故障预警设备。

背景技术：

自动扶梯是特种设备，按照国家相关规定，具有多种故障报警功能。现有技术的缺点是必须要在自动扶梯发生故障后才能知晓，扶梯自动停梯并同时报警，影响扶梯的正常使用，给扶梯使用方带来经济损失，甚至有可能发生人身伤亡事故。

因此对于自动扶梯而言，有必要防微杜渐，防患于未然。

申请内容

本申请的目的是提供一种自动扶梯的故障监测方法和故障预警系统，以及一种计算机可读存储介质和一种自动扶梯故障预警设备，解决现有的自动扶梯只能在故障后进行报警，无法发现故障征兆的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种自动扶梯的故障监测方法，具体技术方案如下：

接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据；

根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中至少两种数据的对应阈值判断所述自动扶梯是否发生故障；

若是，确定所述故障对应的数据类型及相应的传感器以确定故障元件。

其中，接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据包括：

周期性接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据。

其中，所述力传感器为监测所述自动扶梯中紧固元件预紧力的传感器。

其中，所述故障监测方法还包括：

将所述故障元件和对应的故障数据整合成故障检测报告；

发送所述故障监测报告对应的预警信息。

其中，所述故障监测方法还包括：

将所述故障元件在自动扶梯三维模型图中标注显示。

其中，根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中至少两种数据的对应阈值判断所述自动扶梯是否发生故障包括：

分别计算前后两次返回的所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中各数据前后之间的第一差值、第二差值、第三差值、第四差值和第五差值；

判断所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值中是否存在差值超过相应的差值阈值；

若是，确定超过所述差值阈值的差值对应的传感器和所述传感器检测的问题器件；

判断与所述问题器件相关联的器件对应的传感器数据差值是否超过相应的差值阈值；

若是，则确定所述自动扶梯发生故障。

其中，所述故障监测方法还包括：

当所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值中存在差值超过相应的差值阈值时，提高超过所述差值阈值的差值对应的传感器的数据采集频率。

本申请还提供一种自动扶梯的故障监测系统，包括：

数据接收模块，用于不断接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据；

故障判断模块，用于根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中至少两种数据对应的阈值判断所述自动扶梯是否发生故障；

故障确定模块，用于若所述差值判断模块判断为是时，确定所述故障对应的数据类型及相应的传感器以确定故障元件。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上述故障监测方法的步骤。

本申请还提供一种自动扶梯故障预警设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如上述故障监测方法的步骤。

本申请所提供的一种自动扶梯的故障监测方法，包括：接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据；分别计算前后两次返回的所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中各数据前后之间的第一差值、第二差值、第三差值、第四差值和第五差值；根据所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值中至少两种差值判断所述自动扶梯是否发生故障；若是，确定所述故障对应的数据类型及相应的传感器以确定故障元件。

通过采集自动扶梯中各传感器的数据，将至少两个数据与相应的阈值进行比较，即结合其他传感器的数据综合判断是否发生故障，借此判断该传感器所监测的器件是否发生异常变化。当一个器件发生故障时，与之有关联的其他器件的相应工作状态通常也会发生变化，因此需要结合其他传感器的数据综合判断是否发生故障，最后利用异常数据寻找出对应的故障及故障元件。利用传感器检测器件的工作状态，判断是否发生异常变化，再结合其他传感器的数据综合确定故障及故障元件，实现了对于自动扶梯中各器件在失效过程中的监测和分析，避免了器件严重损坏后带来了安全事故，真正实现了防患于未然。

本申请还提供了一种自动扶梯的故障检测系统，一种计算机可读存储介质和一种自动扶梯故障预警设备，具有上述有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种自动扶梯的故障监测方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种自动扶梯的故障监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种自动扶梯的故障监测方法的流程图，该故障监测方法可以包括：

s101：接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据；

在自动扶梯中，各机械零件随着长时间的使用会逐渐失效或者运行能力不佳，通常来说机械失效主要有磨损失效、断裂失效、变形失效和腐蚀失效等几种失效形式，可以理解的是，失效通常不是瞬间的过程，而是一个逐步发展的过程。因此，可以使用相应的传感器进行监测。

值得注意的是，上文所述的速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器均为广义上的传感器。以速度传感器为例，可以包括普通的测速传感器，测量电机转动的转速传感器，以及测量加速度的加速度传感器等等。同样的，力传感器也是种类繁多。例如检测自动扶梯牵引力，扶手的橡胶输送带的张力，紧固组件的预紧力等等。这些不同的力需要根据其具体形式使用相适宜的测量方式，例如使用压电陶瓷片传感器监测自动扶梯中紧固元件的预紧力。温度传感器通常测量相应电子器件(包括曳引机)，或者在摩擦器件的关键部位，例如橡胶输送带以及曳引机的制动机。电传感器通常用来测量自动扶梯中电路的电流量。振动传感器通常用来测量电机的振动量。

可以理解的是，本申请针对是自动扶梯发生故障前的故障监测。因此，接收传感器的数据频率应该相适宜，在此对数据接收频率不作限定，可以选择周期性监测，当然也可以根据自动扶梯的使用情况进行相应频率的数据接收。

s102：根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中至少两种数据的对应阈值判断所述自动扶梯是否发生故障；

可以理解的是，在自动扶梯中，任何一个器件的故障均会引起与之相关联器件的异常变化，或者说该故障具有多方面的表现，甚至可能由于传感器检测出错导致的异常数据，因此不能简单根据一个差值的异常就判断该器件发生故障。

上文已经提及，需要不断接收传感器测量的实时数据，此时需要根据数据判断其与阈值之间的联系。可以通过比较计算差值，或者对多个数据进行分析以判断其波动幅度是否超限。可以理解的是，因为传感器测量的均为自动扶梯运行时的各组件的物理量，因此可以使用具体数据进行表示。本申请对于如何利用对应阈值判断自动扶梯是否发生故障不作限定，在此提供一种利用差值判断是否发生故障的方法：

分别计算前后两次返回的所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中各数据前后之间的第一差值、第二差值、第三差值、第四差值和第五差值；判断所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值中是否存在差值超过相应的差值阈值；若是，确定超过所述差值阈值的差值对应的传感器和所述传感器检测的问题器件；判断与所述问题器件相关联的器件对应的传感器数据差值是否超过相应的差值阈值；若是，则确定所述自动扶梯发生故障。

需要注意的是，此处提及“前后两次”并不仅仅代表计算相邻两次数据，而是可以计算任意两次数据。因为任何一个器件的物理量的正常工作状态均可以使用固定值或者区间表示，一旦发现某两次数据之差甚至超过了区间长度，亦可以认为这两个数据中至少有一个数据出现异常。

此外，差值有三种：前后差、与基准值差、与包络线差。前后差、与基准值差，有超差判断，还有一种判断，就是连续差值判断，有可能每个前后差不超过阈值，但是通过连续差值可以看出曲线的变化趋势是接近故障阈值。包络线差，是判断数值是不是越来越接近阈值或者超过了阈值。可以理解的是，对于特殊的属性，其阈值可以是不断变化的。

利用差值去判断是否发生故障的最大好处是具有良好的预测性。通过不断做差可以判断数据的波动幅度，哪怕实时数据处于正常工作的阈值范围内，但一旦其波动幅度超限，可以预测在未来的某个时间数据将以此趋势超出阈值范围，因此可以认为其具有故障的潜在可能性，做到了在数据达到故障阈值前的分析预测，也即对于自动扶梯发生故障前的故障预测判断。

当然，这些判断不能仅仅凭一而论，单凭某一个数据发生异常不足以判定即将发生故障。以自动扶梯中的地震监测和螺栓振动监测为例，当地震监测被触发时，有可能发生了地震，也有可能是继电器故障，关联螺栓振动监测，当地震监测与螺栓振动同时触发时，确认为发生地震，当只有地震监测触发，螺栓振动没有触发时，则判断为继电器故障误报，此时即为自动扶梯的外加监测系统故障。

此外，对于同一故障具有多种表现，以扶手带为例，参见表1，表1为扶手带的几个关联属性与扶手带相关故障之间的联系，这几个关联属性包括：扶手带驱动轮振动监测、扶手带温度监测、扶手带速度偏离量和扶手带断裂/松弛，三种故障分别为扶手带驱动故障、扶手带温度过高和扶手带松弛拉长。具体关系如下表：

表1扶手带关联属性与扶手带相关故障联系

其中，“√”表示监测数据有异常，“×”表示监测数据无异常，“--”表示二者无关。从表中可以看出，任何一个故障都有多个相应的属性参数异常表现，因此单凭扶手带驱动轮振动监测数据异常无法判定扶手带驱动是否异常，还需要排除因传感器带来的偶然因素误差，需要结合其他属性的数据，而一旦发现扶手带速度偏移量同样发生异常，则可以基本判定扶手带驱动的确发生故障。

优选的，在此基础上，当所述第一差值、所述第二差值、所述第三差值、所述第四差值和所述第五差值中存在差值超过相应的差值阈值时，提高超过所述差值阈值的差值对应的传感器的数据采集频率。意即是指，一旦发现有差值数据发生问题，提高该问题数据对应数据的后续采集频率。

因此，对于故障的综合判断并不能简单地因单一数据的异常而定，需要结合其相关的数据进行相应的分析判断，最终确定是否发生故障。

s103：若是，确定所述故障对应的数据类型及相应的传感器以确定故障元件。

一旦判断出确有故障发生，根据异常数据寻找到对应的传感器及传感器的监测对象，确定故障元件。

当然，在确定故障元件后，即可进行后续的预警和检修工作。

可以理解的是，上述故障检测方法是基于实时数据的变化量并进行相应计算和分析得到的，由于实时数据具有偶然性以及传感器带来的测量偏差，上述方法得出的故障判断具有指导性，但并不代表自动扶梯必定发生故障。本申请出于防患于未然的安全理念，提出上述自动扶梯的故障检测方法，目的是解决当下没有自动扶梯的故障监测和预警，只能通过定期人工检修以确保电梯的安全问题，而这样显然造成了巨大的人力物力消耗。使用本申请所提供的故障检测方法，通过综合判断分析异常数据，得到较为准确的故障分析结果，实现了对自动扶梯的故障监测，在很大程度上提高了自动扶梯的运行安全问题，使人民的生命财产得到了重大保障。

基于上述实施例，作为优选的实施例，所述故障监测方法还可以包括：

将所述故障元件和对应的故障数据整合成故障检测报告；发送所述故障监测报告对应的预警信息。

在此对于预警的具体方式不作限定，只要其可以向相关人员发出自动扶梯存在故障的信息即可，例如可以使用警铃，指示灯等。

基于上述实施例，作为优选的实施例，所述故障监测方法还可以包括：

将所述故障元件在自动扶梯三维模型图中标注显示。

本步骤旨在当发现故障元件后将其于自动扶梯三维模型图中标注显示，以便于检修人员快速获取故障元件位置信息，方便检修过程。而实际上，对于自动扶梯的故障，可以将其按故障的影响进行分类，例如有的小问题不急于检修，有的故障较严重必须停运扶梯立刻检修等等。当进行分类后，为每类故障设定对应的颜色，之后在自动扶梯三维模型图使用相应的故障颜色进行标注，使得检修人员一目了然，能够很快确定关键故障并检修，对于小故障可以延迟维修。

下面对本申请实施例提供的一种自动扶梯的故障监测系统进行介绍，下文描述的故障监测系统与上文描述的故障监测方法可相互对应参照。

数据接收模块100，用于不断接收所述自动扶梯中速度传感器、力传感器、温度传感器、电传感器和振动传感器分别返回的第一数据、第二数据、第三数据、第四数据和第五数据；

故障判断模块200，用于根据所述第一数据、所述第二数据、所述第三数据、所述第四数据和所述第五数据中至少两种数据的对应阈值判断所述自动扶梯是否发生故障；

故障确定模块300，用于若所述差值判断模块判断为是时，确定所述故障对应的数据类型及相应的传感器以确定故障元件。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种自动扶梯故障预警设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述终端还可以包括各种网络接口、电源、报警器等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。