[發明專利]一種電扶梯健康管理及故障診斷的方法及系統

在審

• 申請號: 202011155488.7
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112214909A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 李年豐;何晶
• 申請（專利權）人: 武漢信達天成物聯網技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/16;G06F17/18;G06Q10/00;G08B21/18
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1.一種電扶梯健康管理及故障診斷的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：構建離散數據集：將通過電扶梯健康狀態在線監測數據采集的傳感器所采集到的各種參數，定義為一級指標，根據這些指標各自的物理性質進行相應的運算處理，提取處理后的有分析價值的指標，并定義為二級指標，下文所稱的狀態指標包含一級指標和二級指標，按設定采樣頻率對狀態指標進行采集，構建各狀態指標的離散數據集；

S2：設定報警閾值：根據相關規范，設定各一級指標的報警閾值；

S3：構建報警閾值矩陣：選擇多項式模型表達設備的健康狀態劣化進程，用S表示，即：

設定數據采集周期，經若干周期數據采集，形成離散數據，按最小二乘法原理對上述模型進行回歸運算，根據相關規程規定和狀態管理要求設定各狀態指標的報警閾值，構建報警閾值矩陣D，將矩陣 與閾值矩陣D進行比較，計算其差值矩陣H；

S4：風險預測：根據線性回歸運算所得到的矩陣，計算各狀態指標在設定未來時刻的預估值，計算矩陣與D矩陣的差值，得L矩陣，用于可視化，表述未來時刻的預測值；

S5：做曲線：將系數矩陣的第一列定義為健康劣化速度系數矩陣，記為，將t時刻的速度系數矩陣表述為，t-T時刻的速度系數矩陣表述為,時序區間的速度增量用矩陣B表述，其中T為計算周期，分別將矩陣B的各元素按時序做曲線；

S6：計算三級指標：以振動的一級指標為基準值，計算其對應的二級指標與基準值的比值，以正序電流為基準值，計算其對應的其余二級指標與基準值的比值，計算負序電壓與正序電壓的比值，其余的一級指標計算各自與報警閾值的比值，對所有三級指標按列進行編序，共n個三級指標，編為n列，按數據采集時序編列行序，終止時間為t，構建進行故障診斷的狀態參數矩陣F；

S7：編序：確定描述故障類型或者故障原因與狀態參數之間關系的知識矩陣R，其元素的下標i為行序號，與矩陣F狀態參數的列序號一致，下標j為列序號，按故障類型編序,的賦值表示對應參數與對應故障之間的關系；

S8：計算：系統發出報警或風險提示預警，進行故障診斷運算，計算診斷結果，用矩陣U表示；

S9：整合：計算矩陣U的報警行的各元素數值之和，并計算所有元素的平均值，取所有大于平均值的元素為故障因子，計算所有故障因子在報警時刻對應的矩陣U的數值之和，分別計算各故障因子與所有故障因子在報警時刻對應的矩陣U的數值之和的比值，并以百分數表示，即為此次故障對應可能原因的概率。

2.根據權利要求1所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的方法，其特征在于，所述S7中知識矩陣的初始賦值由已有的知識技術和經驗決定，其知識的進化由系統的大數據平臺中的深度學習功能對大數據中的實際故障案例的學習訓練完成。

3.基于權利要求1，2任一項所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的系統，其特征在于，所述系統包括數據采集單元、一級指標單元、狀態指標單元、網絡通訊單元和大數據平臺。

4.根據權利要求3所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的系統，其特征在于，所述數據采集單元包括用于采集電扶梯健康狀態數據的傳感器、信號預處理模組和模/數轉換模組。

5.根據權利要求3所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的系統，其特征在于，所述一級指標單元由功能模塊和運算模塊構成。

6.根據權利要求3所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的系統，其特征在于，所述狀態指標單元由運算模塊構成。

7.根據權利要求3所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的系統，其特征在于，所述網絡通訊單元包括通訊地址管理和通訊協議管理。

8.根據權利要求3所述的一種電扶梯健康管理及故障診斷的系統，其特征在于，所述大數據平臺用于進行對全網在線電扶梯的健康管理數據運算、故障診斷、儲存和數據挖掘。