[发明专利]一种基于大规模流数据的电梯门故障检测方法

权利要求书

1.一种基于大规模流数据的电梯门故障检测方法，包括以下步骤：

步骤1.建立能够对电梯大规模流数据处理与分析的框架；

该框架由数据分发层、数据传输层、数据处理层以及分布式协调服务组件组成，能够对电梯大规模流数据进行分发、传输、分析和判定；

(1.1)数据分发层；

电梯数据具有明显的分布式特征，数据分发系统用于收集每台电梯状态采集系统发送过来的实时电梯流数据，同时数据分发系统还将负责对不同电梯厂家生产的不同型号电梯的状态信号值进行统一化处理，将状态信号的格式进行统一化，确保电梯门故障分析系统能够对不同型号的电梯流数据进行统一分析；

(1.2)数据传输层；

大数据环境下，对消息传递机制的要求较高，因此需要可靠的数据传输层提供高效的以及可靠的数据传输，同时处理大规模流数据需要分布式的大数据处理平台，通过消息中间件解决分布式环境下系统数据传输的需求；

(1.3)流数据处理层；

分布式流数据处理层是电梯门故障分析架构的核心，该层负责处理电梯大规模流数据，同时高效地运行电梯门故障检测算法分析各个电梯的流数据，检测电梯是否发生故障；

(1.4)分布式协调服务组件；

分布式协调服务组件为整个框架提供协调服务，用来解决分布式环境下数据管理的问题，作为分布式集群的管理者可以保证分布式架构中数据与服务的一致性，构建高性能和高可用性的分布式系统；

步骤2.构建电梯状态转移图；

电梯门中存在众多的传感器来检测电梯门开关时的状态，在电梯运行特定过程中，电梯门的状态信号的转移过程是确定的，通过分析电梯在特定运行过程中的流数据的变化来判断电梯门的故障类型；

与电梯门相关的状态包括电梯停止、电梯运行、电梯静止、电梯开门、电梯门开启到位、电梯关门和电梯关门到位共7个状态；

根据电梯流数据能够检测到的电梯门故障包括：

(1)电梯到站不开门故障；

(2)电梯不能正常关门故障；

(3)电梯门卡人卡物故障；

(4)运行中开门故障；

(5)按开门按钮不能正常开门故障；

检测以上电梯门故障需要用到流数据信号类型包括：

(1)电梯运行状态，描述电梯是处在停止状态中还是处在运行状态中；

(2)开门状态，指示电梯门状态：打开状态或关闭状态；

(3)开门到位，指示电梯门是否开启到位；

(4)厅门门锁，指示门锁状态，是否锁住；

(5)关门到位，指示电梯门是否已关门到位；

(6)电梯数据上传时间；

(7)楼层，指示电梯当前楼层；

(8)光幕信号，指示是否有物体或人正在通过光幕；

(9)开门按钮，指示开门按钮按动情况；

(10)平层区状态，指示轿厢是否处在平层区；

步骤3.基于大规模流数据的电梯门故障检测算法

通过对电梯流数据进行分析，已检测电梯门的具体故障，其方法是先需通过设定滑动窗口检测出电梯当前时刻的运行状态，然后根据检测算法检测电梯门的故障类型，电梯门故障检测算法如下：

输入:电梯流数据，滑动窗口t

输出:故障类型

步骤：

Step1:根据滑动窗口t将电梯流数据D划分为一系列数据块，称为微数据，作为算法处理的对象；

Step2:数据预处理，过滤无用状态参数，提取电梯ID作为Key值，用于记录电梯门故障的电梯号和区分不同电梯的流数据；

Step3:根据Key值将数据进行聚类，同一台电梯的数据聚集到同一组中；

Step4:取出并分析组中第一个微数据，根据状态转移图匹配微数据，以判断电梯所处的初始运行状态，记为S1；

Step5:逐条将之后的微数据与状态转移图中各个状态进行匹配，若当前微数据未匹配成功，则表明当前电梯正在由一个状态转移至下一个状态中，直至成功匹配到下一确定状态,记为S2；

Step6:判断状态S1和状态S2的转移是否为与开关门相关的状态转移过程，若符合则执行Step7，否则执行Step8；

Step7:if S1为电梯停止并且S2为电梯到站then

{{if S2下一状态不为电梯开门状态then

故障为电梯到站不开门；}

{if S1为电梯关门then

{if超过阈值时间t无法转移至关门到位状态then

if光幕信号始终为1then

故障电梯卡人卡物；

else then

故障为电梯不能正常关门；}

{if S1为电梯运行状态then

if厅门门锁打开then

电梯运行中开门故障；}

{if S1为电梯静止状态且开门按钮为开启状态then

故障为按开门按钮不能正常开门故障；}}}

Step8:电梯无故障，返回Step5，处理下一组数据；

在电梯大规模流数据处理框架下，运行上述电梯门故障检测算法，能够同时检测出不同电梯门的故障类型，并提示结果。