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原文传递电梯门系统的健康评估方法、系统、电子设备及存储介质

专利名称：	电梯门系统的健康评估方法、系统、电子设备及存储介质
摘要：	本发明公开了一种电梯门系统的健康评估方法、系统、电子设备及存储介质，所述健康评估方法包括：获取电梯门系统正常运行状态时对应的第一历史运行数据；获取电梯门系统在当前运行状态下的当前运行数据；获取第一目标模型和第二目标模型；获取当前运行状态与正常运行状态之间的第一重合度；根据第一重合度确定电梯门系统的当前运行情况对应的健康程度。本发明中同时监控电梯门系统的多维运行数据，基于高斯混合模型实现对电梯门系统的健康状态的实时评估，从而提高了电梯门系统的健康状态的评估准确度；另外，提供了电梯门系统的健康状态告警机制，能够及时提醒用户或维修人员对电梯门提前进行适当的维护措施，进而避免了电梯门发生故障。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海电气集团股份有限公司
发明人：	毛晴;董亚明;杨家荣;袁武水;丁晟;金宇辉;张筱
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-28T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910800183.8
公开号：	CN110498314A
代理机构：	上海弼兴律师事务所
代理人：	薛琦;林嵩
分类号：	B66B5/00(2006.01);B;B66;B66B;B66B5
申请人地址：	200336 上海市长宁区兴义路8号30层
主权项：	1.一种电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，所述健康评估方法包括： S1.获取电梯门系统在历史采样时间段内处于正常运行状态时对应的第一历史运行数据； S2.获取所述电梯门系统在当前运行状态下的当前采样时间段内的当前运行数据； S3.分别将所述第一历史运行数据和所述当前运行数据作为训练参数，输入至目标模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统的正常运行情况的第一目标模型和用于表征所述电梯门系统的当前运行情况的第二目标模型； S4.根据所述第一目标模型和所述第二目标模型获取所述当前运行状态与所述正常运行状态之间的第一重合度； S5.根据所述第一重合度确定所述电梯门系统的当前运行情况对应的健康程度；其中，所述第一重合度与所述健康程度呈正相关。 2.如权利要求1所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，当所述目标模型包括高斯混合模型时，所述第一目标模型为第一高斯混合模型，所述第二目标模型为第二高斯混合模型；步骤S4包括： S41.根据所述第一高斯混合模型和所述第二高斯混合模型计算得到所述当前运行状态与所述正常运行状态之间的第一重合度。 3.如权利要求2所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，当所述第一历史运行数据包括开门过程的保持时长或关门过程的保持时长，以及机械能平均值时，步骤S1具体包括： S11.获取所述电梯门系统在历史预设时间段内开门或关门的总次数，以及所述保持时长满足预设时长范围的开门或关门的第一次数； S12.计算所述第一次数和所述总次数的比值； S13.判断所述比值是否超过第一设定阈值，若超过，则确定所述预设时间段为历史中间时间段； S14.根据每个所述历史中间时间段对应的机械能平均值获取历史目标时间段； S15.将所述历史目标时间段中每个采样时间点对应的运行数据作为处于正常运行状态时对应的所述第一历史运行数据。 4.如权利要求3所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，步骤S14包括：将每个所述历史中间时间段对应的机械能平均值按照大小进行排序，选取所述机械能平均值最小时对应的历史中间时间段作为所述历史目标时间段；其中，所述机械能平均值的大小与所述电梯门系统的运行状态的所述健康程度呈负相关；和/或，所述历史预设时间段以天为单位。 5.如权利要求3所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，步骤S15之后、步骤S3之前还包括：根据所述第一历史运行数据获取对应的第一数据矩阵；对所述第一数据矩阵进行标准化处理，获取第一特征矩阵；根据所述当前运行数据获取对应的第二数据矩阵；对所述第二数据矩阵进行标准化处理，获取第二特征矩阵；步骤S3还包括：分别将所述第一特征矩阵和所述第二特征矩阵作为训练参数，输入至所述目标模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统的正常运行情况的第一目标模型和用于表征所述电梯门系统的当前运行情况的第二目标模型。 6.如权利要求5所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，所述第一高斯混合模型或所述第二高斯混合模型包括：其中，g(x)表示所述第一高斯混合模型或所述第二高斯混合模型，h(x；θi)表示单高斯函数，x表示d维所述第一特征矩阵或所述第二特征矩阵，I表示混合模型数量，pi表示预设的第i个单高斯函数的优先向量，满足θi表示第i个单高斯函数的模型参数，所述模型参数包括平均向量μi和协方差矩阵σi。 7.如权利要求6所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，步骤S41中采用如下公式计算所述第一重合度：其中，CV表示所述第一重合度，g1(x1)表示所述第一高斯混合模型，g2(x2)表示所述第二高斯混合模型，x1表示所述第一特征矩阵，x2表示所述第二特征矩阵。 8.如权利要求3所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，所述健康评估方法还包括：分别预设所述历史采样时间段中亚健康状态和故障状态的运行数据对应的第一标签和第二标签；步骤S5之后还包括：根据所述第一标签获取所述历史采样时间段内对应亚健康状态的第二历史运行数据；根据所述第二标签获取所述历史采样时间段内对应故障状态的第三历史运行数据；根据所述第二历史运行数据对应的第三数据矩阵；对所述第三数据矩阵进行标准化处理，获取第三特征矩阵；根据所述第三历史运行数据获取对应的第四数据矩阵；对所述第四数据矩阵进行标准化处理，获取第四特征矩阵；将所述第三特征矩阵作为训练参数，输入至高斯混合模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统在亚健康状态下运行情况的第三高斯混合模型；将所述第四特征矩阵作为训练参数，输入至高斯混合模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统在故障状态下运行情况的第四高斯混合模型；根据所述第一高斯混合模型和所述第三高斯混合模型计算得到所述亚健康状态与所述正常运行状态之间的第二重合度；根据所述第一高斯混合模型和所述第四高斯混合模型计算得到所述故障状态与所述正常运行状态之间的第三重合度；根据多个所述第二重合度中的最大值设定第一预警值；其中，所述第一预警值用于预警所述电梯门系统的开门或者关门功能降低的情况；根据多个所述第三重合度中的最大值设定第二预警值；其中，所述第二预警值用于预警所述电梯门系统发生开门或者关门故障的情况。 9.如权利要求8所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，所述健康评估方法还包括：采用第一宽度和第二宽度的滑动窗口对所述第一重合度进行均值滤波处理，获取所述当前采样时间段内各个采样时间点对应的第四重合度和第五重合度；其中，所述第一宽度对应长周期，所述第二宽度对应短周期；当所述第四重合度小于所述第一预警值，且所述第五重合度大于或等于所述第二预警值时，则生成用于表征所述电梯门系统的开门或者关门功能降低的第一告警信息；当所述第五重合度小于所述第二预警值时，生成用于表征所述电梯门系统发生开门或关门故障的第二告警信息。 10.如权利要求8所述的电梯门系统的健康评估方法，其特征在于，所述第一历史运行数据、所述第二历史运行数据、所述第三历史运行数据、所述当前运行数据均包括门控信号数据、电流数据、电能数据、功率数据和速度数据中的至少一种。 11.一种电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述健康评估系统包括第一历史数据获取模块、当前数据获取模块、模型获取模块、第一重合度获取模块和健康程度确定模块；所述第一历史数据获取模块用于获取电梯门系统在历史采样时间段内处于正常运行状态时对应的第一历史运行数据；所述当前数据获取模块用于获取所述电梯门系统在当前运行状态下的当前采样时间段内的当前运行数据；所述模型获取模块用于分别将所述第一历史运行数据和所述当前运行数据作为训练参数，输入至目标模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统的正常运行情况的第一目标模型和用于表征所述电梯门系统的当前运行情况的第二目标模型；所述第一重合度获取模块用于根据所述第一目标模型和所述第二目标模型获取所述当前运行状态与所述正常运行状态之间的第一重合度；所述健康程度确定模块用于根据所述第一重合度确定所述电梯门系统的当前运行情况对应的健康程度；其中，所述第一重合度与所述健康程度呈正相关。 12.如权利要求11所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，当所述目标模型包括高斯混合模型时，所述第一目标模型为第一高斯混合模型，所述第二目标模型为第二高斯混合模型；所述第一重合度获取模块用于根据所述第一高斯混合模型和所述第二高斯混合模型计算得到所述当前运行状态与所述正常运行状态之间的第一重合度。 13.如权利要求12所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，当所述第一历史运行数据包括开门过程的保持时长或关门过程的保持时长，以及机械能平均值时，所述第一历史数据获取模块包括次数获取单元、比值计算单元、判断单元、目标时间段获取单元和历史数据获取单元；所述次数获取单元用于获取所述电梯门系统在历史预设时间段内开门或关门的总次数，以及所述保持时长满足预设时长范围的开门或关门的第一次数；所述比值计算单元用于计算所述第一次数和所述总次数的比值；所述判断单元用于判断所述比值是否超过第一设定阈值，若超过，则确定所述预设时间段为历史中间时间段；所述目标时间段获取单元用于根据每个所述历史中间时间段对应的机械能平均值获取历史目标时间段；所述历史数据获取单元用于将所述历史目标时间段中每个采样时间点对应的运行数据作为处于正常运行状态时对应的所述第一历史运行数据。 14.如权利要求13所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述目标时间段获取单元用于将每个所述历史中间时间段对应的机械能平均值按照大小进行排序，选取所述机械能平均值最小时对应的历史中间时间段作为所述历史目标时间段；其中，所述机械能平均值的大小与所述电梯门系统的运行状态的所述健康程度呈负相关；和/或，所述历史预设时间段以天为单位。 15.如权利要求13所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述健康评估系统还包括第一特征矩阵获取模块和第二特征矩阵获取模块；所述第一特征矩阵获取模块用于根据所述第一历史运行数据获取对应的第一数据矩阵，并对所述第一数据矩阵进行标准化处理，获取第一特征矩阵；所述第二特征矩阵获取模块用于根据所述当前运行数据获取对应的第二数据矩阵，并对所述第二数据矩阵进行标准化处理，获取第二特征矩阵；所述模型获取模块用于分别将所述第一特征矩阵和所述第二特征矩阵作为训练参数，输入至所述目标模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统的正常运行情况的第一目标模型和用于表征所述电梯门系统的当前运行情况的第二目标模型。 16.如权利要求5所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述第一高斯混合模型或所述第二高斯混合模型包括：其中，g(x)表示所述第一高斯混合模型或所述第二高斯混合模型，h(x；θi)表示单高斯函数，x表示d维所述第一特征矩阵或所述第二特征矩阵，I表示混合模型数量，pi表示预设的第i个单高斯函数的优先向量，满足θi表示第i个单高斯函数的模型参数，所述模型参数包括平均向量μi和协方差矩阵σi。 17.如权利要求16所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述第一重合度获取模块采用如下公式计算所述第一重合度：其中，CV表示所述第一重合度，g1(x1)表示所述第一高斯混合模型，g2(x2)表示所述第二高斯混合模型，x1表示所述第一特征矩阵，x2表示所述第二特征矩阵。 18.如权利要求13所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述健康评估系统用于标签预设模块、第二历史数据获取模块、第三历史数据获取模块、第三特征矩阵获取模块、第四特征矩阵获取模块、第二重合度获取模块、第三重合度获取模块和预警值设定模块；所述标签预设模块用于分别预设所述历史采样时间段中亚健康状态和故障状态的运行数据对应的第一标签和第二标签；所述第二历史数据获取模块用于根据所述第一标签获取所述历史采样时间段内对应亚健康状态的第二历史运行数据；所述第三历史数据获取模块用于根据所述第二标签获取所述历史采样时间段内对应故障状态的第三历史运行数据；所述第三特征矩阵获取模块用于根据所述第二历史运行数据对应的第三数据矩阵，并对所述第三数据矩阵进行标准化处理，获取第三特征矩阵；所述第四特征矩阵获取模块用于根据所述第三历史运行数据获取对应的第四数据矩阵，并对所述第四数据矩阵进行标准化处理，获取第四特征矩阵；所述模型获取模块还用于将所述第三特征矩阵作为训练参数，输入至高斯混合模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统在亚健康状态下运行情况的第三高斯混合模型；所述模型获取模块还用于将所述第四特征矩阵作为训练参数，输入至高斯混合模型进行训练，获取用于表征所述电梯门系统在故障状态下运行情况的第四高斯混合模型；所述第二重合度获取模块用于根据所述第一高斯混合模型和所述第三高斯混合模型计算得到所述亚健康状态与所述正常运行状态之间的第二重合度；所述第三重合度获取模块用于根据所述第一高斯混合模型和所述第四高斯混合模型计算得到所述故障状态与所述正常运行状态之间的第三重合度；所述预警值设定模块用于根据多个所述第二重合度中的最大值设定第一预警值；其中，所述第一预警值用于预警所述电梯门系统的开门或者关门功能降低的情况；所述预警值设定模块还用于根据多个所述第三重合度中的最大值设定第二预警值；其中，所述第二预警值用于预警所述电梯门系统发生开门或者关门故障的情况。 19.如权利要求18所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述健康评估系统包括滤波处理模块、第一告警信息生成模块和第二告警信息生成模块；所述滤波处理模块用于采用第一宽度和第二宽度的滑动窗口对所述第一重合度进行均值滤波处理，获取所述当前采样时间段内各个采样时间点对应的第四重合度和第五重合度；其中，所述第一宽度对应长周期，所述第二宽度对应短周期；所述第一告警信息生成模块用于当所述第四重合度小于所述第一预警值，且所述第五重合度大于或等于所述第二预警值时，则生成用于表征所述电梯门系统的开门或者关门功能降低的第一告警信息；所述第二告警信息生成模块用于当所述第五重合度小于所述第二预警值时，生成用于表征所述电梯门系统发生开门或关门故障的第二告警信息。 20.如权利要求18所述的电梯门系统的健康评估系统，其特征在于，所述第一历史运行数据、所述第二历史运行数据、所述第三历史运行数据、所述当前运行数据均包括门控信号数据、电流数据、电能数据、功率数据和速度数据中的至少一种。 21.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行计算机程序时实现权利要求1-10中任一项所述的电梯门系统的健康评估方法。 22.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10中任一项所述的电梯门系统的健康评估方法的步骤。
所属类别：	发明专利