一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，首先基于有限状态机(FSM)建立了电梯控制系统的状态转移模型；然后建立了电梯控制系统的故障树；接着采用流式数据处理框架Flink对采集到的电梯实时运行数据进行处理，包括筛选、聚合、分窗和匹配四个操作；最后，根据匹配结果，实时监测电梯运行状态并根据故障树诊断出电梯故障。本发明专利技术可以实时监测电梯运行状态，高效、准确地诊断电梯控制系统的故障。系统的故障。系统的故障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法


[0001]本专利技术属于电梯故障监测领域，特别是一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法。

技术介绍

[0002]近些年随着我国电梯输出数量的增加和年保有总量的迅速增长，电梯制造业的重要地位愈发凸显。通过相关行业数据的调查显示，我国会在电梯市场领域持续发展，并加大在电梯核心领域的研发力度，具有十分广阔的发展空间。
[0003]但电梯领域的快速发展也带来了一些问题，其中最重要的便是电梯的故障监测与诊断问题。传统的解决方式通常是定期检查电梯的相关基础情况，如电梯设备的使用情况、相关部件损耗程度等，再根据检查结果进行维修和保养。但由于电梯的数量众多，维保单位、电梯制造厂家的维保质量参差不齐，传统的解决方式往往不能实时监测电梯运行状态，同时通过人工检查来判断电梯故障对相关工作人员有较高的要求，准确率也得不到保障。因此，如何实时监测电梯运行状态，高效、准确地诊断电梯故障是目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，以此来实时监测电梯运行状态，高效、准确地诊断电梯控制系统的故障。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0006]一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1、建立电梯控制系统的状态转移模型：电梯控制系统在整个运行周期中的每个运行过程中，都可以用一个准确的状态来进行相应的描述；一旦发生特定事件时，电梯控制系统的运行状态将会随之发生转移；针对电梯控制系统这一运行特点，基于有限状态机(Finite State Machine，FSM)建立电梯控制系统的状态转移模型；
[0008]步骤2、建立电梯控制系统的故障树：通过对电梯控制系统常见的故障进行分析和总结，建立电梯控制系统的故障树；
[0009]步骤3、对采集的电梯实时运行数据进行处理：采用流式数据处理框架Flink，包括筛选、聚合、分窗和匹配四个操作；首先，筛选出采集到的电梯实时运行数据中的有用数据；接着，进行聚合操作保证不同电梯之间的数据不会被重复处理且处在同一分区；然后，进行分窗操作将一段时间内的运行状态数据进行窗口聚合处理划分为多个数据批次，用于准确地定义与描述电梯的运行状态；最后，将每个批次的数据和电梯控制系统状态转移模型中的状态进行匹配；
[0010]步骤4、监测电梯运行状态并诊断故障：根据步骤3中的匹配结果，实时监测电梯运行状态，并根据故障树诊断出电梯故障。
[0011]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0012](1)本专利技术的基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，可以实时监测电梯
运行状态。
[0013](2)本专利技术的基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，可以高效、准确地诊断电梯控制系统的故障。
附图说明
[0014]图1为电梯控制系统的状态转移模型图。
[0015]图2为电梯控制系统的故障树图。
[0016]图3为聚合和分窗操作图
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的具体实施方案进行进一步的说明。
[0018]本专利技术包括以下步骤：
[0019]步骤1、建立电梯控制系统的状态转移模型：电梯控制系统在整个运行周期中的每个运行过程中，都可以用一个准确的状态来进行相应的描述；一旦发生特定事件时，电梯控制系统的运行状态将会随之发生转移；针对电梯控制系统这一运行特点，基于有限状态机建立电梯控制系统的状态转移模型；通过下面的五元组对电梯控制系统的FSM进行定义：
[0020]M＝(S,∑,δ,S0,F)
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(1)
[0021]式中，S代表电梯控制系统运行状态的集合，状态集合包含以下几种状态：电梯停止运行、电梯运行、电梯平层到站、电梯开门、电梯开门到位、电梯关门、电梯关门到位，其中状态集合中的终止态为电梯停止运行状态；
[0022]∑代表电梯系统中的输入集合，由电梯控制系统在运行过程中的信号构成：上招指令信号，下招指令信号，开门信号，关门信号，选层按钮信号，电梯到站信号，平层到位信号；
[0023]δ代表电梯控制系统运行状态转移函数，通常用S
×
∑
→
S进行表示，即电梯控制系统在输入信号的影响下从当前状态迁移至下一状态；
[0024]S0代表电梯控制系统中的初始状态值；
[0025]F为S的子集，代表电梯控制系统运行的终止状态；
[0026]附图1是电梯控制系统的状态转移模型图，下面将对其运行过程中状态转移情况进行详细说明：
[0027]在电梯控制系统运行过程中，有限状态机的终止态为“电梯停止运行状态”，初次之外的其他运行状态被统一认定为暂存状态；电梯控制系统在接收指令信号后，其状态从终止态开始向相应的状态进行迁移；若有乘客在电梯内部通过操作面板输入楼层进行向上或向下召唤电梯，那么输入电梯控制系统中的信号则为上招或下招指令，此时需考察电梯当前所处的楼层位置，如果输入的楼层信号为当前层则电梯控制系统运行状态直接转为“电梯自动开门”状态，如果输入的楼层信号不为当前楼层则电梯控制系统运行状态将根据相应的楼层方向开始上运行或下运行；
[0028]随后，事件“电梯到站”将原始状态“电梯上运行”或“电梯下运行”进行状态迁移至“电梯到达目标楼层”状态，在完成“电梯到达目标楼层”目标状态后，电梯控制系统将会自动完成电梯平层到位动作，在电梯平层到位事件完成后，电梯控制系统运行目标状态将会
转移至“电梯自动开门”状态并通过开门指令将状态转移至“电梯开门到位”状态，至此电梯控制系统完成了从“电梯停止运行”状态到“电梯开门到位”状态的迁移过程；
[0029]在电梯完成“电梯门开启到位”状态后，电梯控制系统对电梯开门时间进行计时，若开门时间超过事先系统设定的阈值或者在此期间内电梯控制系统接收到关门信号，则目标状态将转变为电梯关门状态，系统通过“电梯接收关门信号指令并执行”将状态转移至“电梯关门到位”状态；此时需对事件进行进一步的判断，如果电梯控制系统接收上招或下招指令则状态将会继续转移至“电梯上行”或“电梯下行”状态，若无其他输入指令则电梯控制系统运行状态将转移到终止态；到这一步，电梯控制系统就完成了整个运行过程的状态转移。
[0030]步骤2、建立电梯控制系统的故障树：附图2为电梯控制系统的故障树图，由图可知电梯控制系统的故障分为3类，分别是门系统故障、运行系统故障和指令系统故障；其中，门系统故障可以分为开门故障和关门故障；运行系统故障可以分为启动故障、运行故障和停靠故障；指令系统故障可以分为上下招指令不响应和门开关指令不响应。
[0031]步骤3、对采集的电梯实时运行数据进行处理：采用流式数据处理框架Flink，包括筛选、聚合、分窗和匹配四个操作：
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、建立电梯控制系统的状态转移模型：电梯控制系统在整个运行周期中的每个运行过程中，都可以用一个准确的状态来进行相应的描述；一旦发生特定事件时，电梯控制系统的运行状态将会随之发生转移；针对电梯控制系统这一运行特点，基于有限状态机建立电梯控制系统的状态转移模型；步骤2、建立电梯控制系统的故障树：通过对电梯控制系统常见的故障进行分析和总结，建立电梯控制系统的故障树；步骤3、对采集的电梯实时运行数据进行处理：采用流式数据处理框架Flink，包括筛选、聚合、分窗和匹配四个操作；首先，筛选出采集到的电梯实时运行数据中的有用数据；接着，进行聚合操作保证不同电梯之间的数据不会被重复处理且处在同一分区；然后，进行分窗操作将一段时间内的运行状态数据进行窗口聚合处理划分为多个数据批次，用于准确地定义与描述电梯的运行状态；最后，将每个批次的数据和电梯控制系统状态转移模型中的状态进行匹配；步骤4、监测电梯运行状态并诊断故障：根据步骤3中的匹配结果，实时监测电梯运行状态，并根据故障树诊断出电梯故障。2.根据权利要求1所述的基于有限状态机的电梯控制系统故障监测方法，其特征在于，步骤1中电梯控制系统在整个运行周期中的每个运行过程中，都可以用一个准确的状态来进行相应的描述；一旦发生特定事件时，电梯控制系统的运行状态将会随之发生转移；针对电梯控制系统这一运行特点，基于有限状态机建立电梯控制系统的状态转移模型；通过下面的五元组对电梯控制系统的FSM进行定义：M＝(S,∑,δ,S0,F)
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(1)式中，S代表电梯控制系统运行状态的集合，状态集合包含以下几种状态：电梯停止运行、电梯运行、电梯平层到站、电梯开门、电梯开门到位、电梯关门、电梯关门到位，其中状态集合中的终止态为电梯停止运行状态；∑代表电梯系统中的输入集合，由电梯控制系统在运行过程中的信号构成：上招指令信号，下招指令信号，开门信号，关门信号，选层按钮信号，电梯到站信号，平层到位信号；δ代表电梯控制系统运行状态转移函数，通常用S
×
∑
→
S进行表示，即电梯控制系统在输入信号的影响下从当前状态迁移至下一状态；S0代表电梯控制系统中的初始状态值；F为S的子集，代表电梯控制系统运行的终止状态；下面将对电梯运行过程中状态转移情况进行详细说明：在电梯控制系统运行过程中，有限状态机的终止态为“电梯停止运行状态”，初次之外的其他运行状态被统一认定为暂存状态；电梯控制系统在接收指令信号后，其状态从终止态开始向相应的状态进行迁移；若有乘客在电梯内部通过操作面板输入楼层进行向上或向下召唤电梯，那么输入电梯控制系统中的信号则为上招或下招指令，此时需考察电梯当前所处的楼层位置，如果输入的楼层信号为当前层则电梯控制系统运行状态直接转为“电梯自动开门”状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋曦阳，熊维琼，黄晓晨，童一飞，黄健鹏，孙浩翔，林强帅，杨开伟，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：