[发明专利]自动扶梯的在线故障监控预警方法及系统

权利要求书

1.自动扶梯的在线故障监控预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取安装在各个自动扶梯关键部件上的多个传感器的数据；

提取多个传感器的数据的特征并将其融合得到各个自动扶梯关键部件的实时信号特征；

利用机器学习模型将实时信号特征和正常信号特征转化为分布变化，将实时信号特征的分布与正常信号特征的分布进行交叉重叠，并计算重叠部分占正常信号特征的分布的百分比，将百分比作为自动扶梯的健康值，实时监控自动扶梯的健康状况；

将实时信号特征和对比数据集成到状态样本库，并用于优化机器学习模型；

当自动扶梯的健康值低于设定阈值，接收自动扶梯发送的故障码并记录此时故障部件上的传感器的数据、故障部件的实时信号特征和健康值；

分析故障码得到故障状态，向客户端发送故障状态数据并分配维护工单；

其中，所述提取多个传感器的数据的特征并将其融合得到各个自动扶梯关键部件的实时信号特征具体为：提取多个传感器的数据的特征，利用主成分分析法降维，然后提取占90%信息分量的特征作为自动扶梯关键部件的实时信号特征；其中自动扶梯关键部件的实时信号特征包括轴承实时信号特征、齿轮实时信号特征、电机实时信号特征和扶手带实时信号特征；

所述主成分分析法中信息分量的计算如下：；其中，分母为输入的特征的所有奇异值平方和，分子为输入的特征的前k大奇异值平方和。

2.根据权利要求1所述的自动扶梯的在线故障监控预警方法，其特征在于，所述多个传感器包括振动传感器、电梯温度传感器、电流传感器、环境噪声传感器和环境温度传感器；所述振动传感器分别安装在电机壳体、减速机输入轴承位置和输出轴承位置的壳体、主驱动轴承的左侧和右侧、涨紧架的左侧顶部和右侧顶部；所述电梯温度传感器安装在扶梯扶手带桁架左右两侧；所述电流传感器安装在扶梯电柜内电流输出相；所述环境噪声传感器安装在电梯机坑内部；所述环境温度传感器安装于电梯机坑内部。

3.根据权利要求2所述的自动扶梯的在线故障监控预警方法，其特征在于，所述多个传感器的采样频率如下：Fs=r*Fmax;其中Fs为采样频率，r的取值范围为[2,5],Fmax为自动扶梯关键部件的最大分析频率。

4.根据权利要求1所述的自动扶梯的在线故障监控预警方法，其特征在于，提取传感器数据的特征前，对所述传感器数据依次进行滑动平均、去趋势项和去异常点的预处理。

5.自动扶梯的在线故障监控预警系统，其特征在于，应用如权利要求1至4任一项所述的自动扶梯的在线故障监控预警方法，所述自动扶梯的在线故障监控预警系统包括：

多个数据收集装置，所述多个数据收集装置为安装在各个自动扶梯关键部件上的多个传感器；

数据处理单元，所述数据处理单元包括：

数据采集模块，用于获取多个传感器的数据；

边缘计算模块，提取多个传感器的数据的特征并将其融合得到各个自动扶梯关键部件的实时信号特征；

云平台，所述云平台包括：

健康预测模块，用于利用机器学习模型将实时信号特征和正常信号特征转化为分布变化，将实时信号特征的分布与正常信号特征的分布进行交叉重叠，并计算重叠部分占正常信号特征的分布的百分比，将百分比作为自动扶梯的健康值，实时监控自动扶梯的健康状况；

故障处理模块，用于监控到自动扶梯的健康值低于设定阈值，接收自动扶梯发送的故障码，分析故障码得到故障状态；

信息存储管理模块，用于存储自动扶梯的各类数据信息；

客户端，用于接收所述云平台发送的故障状态数据和维护工单。

6.根据权利要求5所述的自动扶梯的在线故障监控预警系统，其特征在于，所述多个传感器包括振动传感器、电梯温度传感器、电流传感器、环境噪声传感器和环境温度传感器；所述振动传感器分别安装在电机壳体、减速机输入轴承位置和输出轴承位置的壳体、主驱动轴承的左侧和右侧、涨紧架的左侧顶部和右侧顶部；所述电梯温度传感器安装在扶梯扶手带桁架左右两侧；所述电流传感器安装在扶梯电柜内电流输出相；所述环境噪声传感器安装在电梯机坑内部；所述环境温度传感器安装于电梯机坑内部。

7.根据权利要求6所述的自动扶梯的在线故障监控预警系统，其特征在于，所述客户端，用于调用和显示信息存储管理模块的各类数据信息，所述数据信息包括故障扶梯的位置、故障关键部件名称、故障触发时间、故障码、故障来源、故障状态。