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原文传递一种电梯乘坐舒适度评估系统与评估方法

专利名称：	一种电梯乘坐舒适度评估系统与评估方法
摘要：	本发明公开了一种电梯乘坐舒适度评估系统与评估方法，用于评估电梯的乘坐舒适度；包括数据采集、信号预处理、数据处理、电梯舒适度计算、数据显示等模块；数据采集模块与电梯轿厢相连，通过对影响乘坐舒适度的各项指标参数进行采集、计算和分析，全面评估电梯的乘坐舒适度。评估方法是基于人体舒适度评判标准，对影响舒适度参数指标分别设置6档舒适度等级，根据处理后的数据进行评定，统筹电梯运行全程数据，综合评定电梯的乘坐舒适度。本发明将电梯舒适度转化为一个准确的数值，数值化的表达便于将不同电梯的乘坐舒适度进行比较。同时还提供数据显示模块，用于显示电梯的乘坐舒适度和相关参数的关键值以及变化曲线。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	湖北大学
发明人：	黄浩;杨佳卉;王钊;胡永明;顾豪爽
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201910358866.2
公开号：	CN110240032A
代理机构：	武汉帅丞知识产权代理有限公司
代理人：	朱必武;王玉
分类号：	B66B5/00(2006.01);B;B66;B66B;B66B5
申请人地址：	430062 湖北省武汉市武昌区友谊大道368号
主权项：	1.一种电梯乘坐舒适度评估系统，其特征在于：包括：数据采集模块、信号预处理模块、数据处理模块、电梯舒适度计算模块、数据显示模块；所述数据采集模块直接与电梯轿厢连接，通过设置的各种类传感器采集电梯运行全过程中影响电梯舒适度的相关参数，并将采集到的数据信号传输到信号预处理模块；所述信号预处理模块用于对数据采集模块采集到的数据信号进行预处理，并传输给数据处理模块；所述数据处理模块用于对预处理后的数据进行分类处理并提取关键值，同时将处理后的数据存至存储器，并传输到数据显示模块和电梯舒适度计算模块；所述电梯舒适度计算模块用于对设置的关键值进行计算并分级，得出相关参数代表值，并结合影响电梯舒适度的相关参数在舒适度中的占比以及，基于人体舒适度评判标准，计算出电梯舒适度值；所述数据显示模块用于通过界面显示电梯运行期间相关参数的关键值以及变化曲线，同时显示舒适度值。 2.如权利要求1所述一种电梯乘坐舒适度评估系统，其特征在于：所述采集电梯运行全过程中影响电梯舒适度的相关参数的传感器包括：三轴加速度计、声压级传感器、气压传感器；所述三轴加速度计用于测量电梯运行过程中水平方向和垂直方向的加速度，根据测量的水平方向和垂直方向的实时加速度，可以得出水平振动信号、垂直振动信号以及垂直方向的加加速度；所述声压级传感器用于测量电梯运行过程中电梯轿厢中的声压级；所述气压传感器用于测量电梯运行过程中电梯轿厢中的气压强度。 3.如权利要求1所述一种电梯乘坐舒适度评估系统，其特征在于：所述数据显示模块，包括：关键值显示单元、变化曲线显示单元、舒适度值显示单元；关键值显示单元所显示的关键值包括：电梯运行期间x轴和y轴的最大振动峰峰值和A95振动峰峰值、电梯运行在变加速区域内z轴的最大振动峰峰值、电梯运行在恒加速区域内z轴的最大振动峰峰值和A95振动峰峰值、电梯运行期间最大声压级和LAeq声压级、电梯运行期间的最大压强变化值和平均压强变化值；变化曲线显示单元显示内容包括：电梯加加速度曲线、水平振动曲线、垂直振动曲线、声压级变化曲线以及压强强度变化曲线。 4.采用权利要求1所述一种电梯乘坐舒适度评估系统的舒适度评估方法，其特征在于：第一步：将所述数据采集模块直接连接到电梯轿厢，三轴加速度计、声压级传感器、气压传感器采集到的数据信号传输给信号预处理模块；第二步：信号预处理模块对数据采集模块采集到的数据信号进行的预处理为滤波、加权、对z轴信号进行恒加速度与变加速度区域分类，预处理后的数据传输给数据处理模块；按照GB/T 24474-2009《电梯乘运质量测量》规定，在预处理中对信号进行10Hz低通滤波计算，并按照GB/T 23716-2009《人体对振动的响应测量仪器》中附录B所述的“频率计权”要求进行计权；对恒加速度与变加速度区域的分类以及振动峰峰值的计算按照电梯乘运质量测量标准中规定进行；第三步：数据处理模块对预处理后的数据信号按照影响电梯舒适度的相关参数关键值的要求提取关键值，将处理后的数据存至存储器并传输到数据显示模块和电梯舒适度计算模块；所述相关参数关键值包括：电梯运行期间的三轴振动总值、电梯运行期间x轴和y轴的最大振动峰峰值和A95振动峰峰值、电梯运行在变加速区域内z轴的最大振动峰峰值、电梯运行在恒加速区域内z轴的最大振动峰峰值和A95振动峰峰值、电梯运行期间最大声压级和LAeq声压级、电梯运行期间的最大压强变化值和平均压强变化值；所述三轴振动总值按照GB/T 13441.1-2007《机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价第1部分一般要求》中给出的计算方法计算；所述电梯舒适度计算模块涉及的计算内容包括：舒适度分级计算、设置权重计算、舒适度计算。 5.如权利要求4所述一种电梯乘坐舒适度评估系统的舒适度评估方法，其特征在于：所述舒适度分级计算、设置权重计算、舒适度计算，具体计算方法包括如下步骤：步骤1：将基于人体舒适度评判标准的与舒适度相关的参数代表值分为：很舒适、无感觉、有感觉但并不舒适、稍不舒适、不舒适、无法忍受，共六个等级，并设置相应的舒适度等级代表值，分别为：-1、0、1、2、3、4，其中“-1”代表很舒适、“0”代表无感觉，依此类推，“4”代表无法忍受；将相关参数与给定的测量值对比，得出相应的等级代表值；对于振动总值，舒适的电梯应当启动平稳、停车平稳、无台阶感并且噪音小；设定：三轴振动总值的舒适度评价直接沿用GB/T 13441.1-2007《机械振动与冲击人体暴露于全身振动的评价第1部分一般要求》中规定的舒适度评价与对应数值，即：表1：振动总值等级代表值对于x/y轴振动信号，运行期间水平振动最大峰峰值≤0.20m/s2，A95峰峰值≤0.15m/s2；结合GB/T 13442-1992《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》规定的1～2Hz频带中的界限值给出最大峰峰值和A95峰峰值舒适度评价数值分别为：表2：x/y轴振动信号最大峰峰值等级代表值最大峰峰值等级代表值 <0.07m/s2 -1 0.07-0.11m/s2 0 0.11-0.16m/s2 1 0.16-0.20m/s2 2 0.20-0.27m/s2 3 >0.27m/s2 4 表3：x/y轴振动信号A95峰峰值等级代表值 A95峰峰值等级代表值 <0.05m/s2 -1 0.05-0.07m/s2 0 0.07-0.11m/s2 1 0.11-0.15m/s2 2 0.15-0.27m/s2 3 >0.27m/s2 4 对于z轴振动信号，运行在恒加速度区域内的垂直振动最大峰峰值≤0.30m/s2，A95峰峰值≤0.20m/s2；起动加速度和制动减速度最大值均≤1.5m/s2；结合GB/T 13442-1992《人体全身振动暴露的舒适性降低界限和评价准则》规定的4～8Hz频带中的界限值给出最大峰峰值和A95峰峰值舒适度评价数值：表4：恒定区z轴最大峰峰值等级代表值表5：恒定区z轴A95峰峰值等级代表值恒定区z轴A95峰峰值等级代表值 <0.07m/s2 -1 0.07-0.10m/s2 0 0.10-0.17m/s2 1 0.17-0.20m/s2 2 0.20-0.37m/s2 3 >0.37m/s2 4 表6：非恒定区z轴最大峰峰值等级代表值非恒定区z轴最大峰峰值等级代表值 <0.17m/s2 -1 0.17-0.23m/s2 0 0.23-0.37m/s2 1 0.37-0.57m/s2 2 0.57-0.67m/s2 3 >0.67m/s2 4 对于声压级，额定速度≤2.5m/s的乘客电梯，运行轿厢内的最大噪声≤55dB；额定速度＞2.5m/s但＜6m/s的乘客电梯，运行轿厢内的最大噪声≤60dB；额定速度≤6m/s的乘客电梯，开关门过程中的噪声≤65dB。根据噪声对人体的影响，30～40dB是较理想的安静环境，50dB是不会影响睡眠的最低标准，70dB会干扰讲话且影响工作效率；综合两点规定出合适的声压级舒适度评定标准：表7：最大声压级等级代表值表8：LAeq声压级等级代表值 LAeq声压级等级代表值 <40dB -1 40-50dB 0 50-55dB 1 55-60dB 2 60-65dB 3 >65dB 4 对于压强，设定人能适应的升压是267～400Pa/s：表9：最大压强变化等级代表值最大压强变化等级代表值 <200Pa/s -1 200-267Pa/s 0 267-400Pa/s 1 400-500Pa/s 2 500-700Pa/s 3 >700Pa/s 4 表10:平均压强变化等级代表值平均压强变化等级代表值 <200Pa/s -1 200-267Pa/s 0 267-300Pa/s 1 300-400Pa/s 2 400-500Pa/s 3 >500Pa/s 4 其中最大振动峰峰值和A95振动峰峰值按照1:4的权重综合计算得出相应振动水平对应的舒适度代表值，最大声压级和LAeq声压级按照1:4的权重综合计算得出相应声压级对应的舒适度代表值，最大压强变化值和平均压强变化值按照1:4的权重综合计算得出相应压强对应的舒适度代表值；参数X＝[X1，X2，…,Xn]T表示各项相关参数相应的舒适度等级代表值，Xi(i＝1，2，…，n)表示第i个参数，n为参数的个数；步骤2：根据影响电梯舒适度的相关参数在舒适度中的占比设置权重：参数A＝[A1,A2,…,An]表示各项相关参数在舒适度中相应的权重，其中A1+A2+…+An＝1，Ai(i＝1，2，…，n)表示第i个参数，n为参数的个数；权重A＝[0.15 0.125 0.125 0.25 0.2 0.10.05]，A1＝0.15表示振动总值在舒适度中所占的权重，A2＝A3＝0.125分别表示x轴和y轴振动水平在舒适度中所占的权重，A4＝0.25表示恒定区z轴振动水平在舒适度中所占的权重，A5＝0.2表示非恒定区z轴振动水平在舒适度中所占的权重，A6＝0.1表示声压级在舒适度中所占的权重，A7＝0.05表示压强变化时在舒适度中所占的权重；步骤3：根据电梯乘坐舒适度模型计算舒适度值C，设定C＝A×Xi，即：C＝0.15X1+0.125X2+0.125X3+0.25X4+0.2X5+0.1X6+0.05X7；计算出电梯乘坐舒适度的值，所求值越小，代表电梯乘坐舒适度越高；相反，值越大，代表电梯乘坐舒适度越低；所述数据显示模块与数据处理模块相连，通过曲线显示电梯运行期间z轴加加速度信号、加权水平振动信号、划分了变加速和恒加速区的z轴振动信号、声压级信号、气压变化信号；通过数值显示可以表现电梯乘运质量的电梯运行期间x轴和y轴的最大振动峰峰值和A95振动峰峰值；电梯运行在变加速区域内，z轴的最大振动峰峰值；电梯运行在恒加速区域内，z轴的最大振动峰峰值和A95振动峰峰值；电梯运行期间最大声压级和LAeq声压级；电梯运行期间的最大压强变化值和平均压强变化值以及电梯舒适度的值。
所属类别：	发明专利