[发明专利]一种基于声信号的电梯按需维保方法

说明书

本发明属于模式识别领域，公开了一种基于声信号的电梯按需维保方法，包括：于电梯的曳引机房内部、井道内壁与轿厢外侧顶部搭建声信号采集硬件平台，获取当天电梯各组件运行过程中的声信号；对采集到的声信号进行预处理并在频域上进行多重求导获得声信号的频域特征值，构建包括多种不同情况下电梯运行情况的声信号特征数据集；测定电梯运行情况，并根据测定结果对声音信号进行标注打分；建立基于RNN神经网络与CNN网络级联的决策级特征融合模型，并利用已标注的数据集对网络进行训练，并依据训练好的模型的输出实现对当天电梯运行状态的打分及维护保养的预测。该方法能够精准有效的感知电梯运行状态，实现合理高效的按需运维。

技术领域

本发明涉及电梯维保领域及模式识别算法，具体涉及的是一种基于声信号的电梯按需维保方法。

背景技术

当前电梯行业依据《电梯维护保养规则》对电梯实现定期维保。维保过程中，维保人员需要花费较长的时间对电梯曳引机房、井道、轿厢进行检查，对损耗或故障部位进行更换维修。随着越来越多的高层以及超高层建筑的建设，电梯的需求量愈发增加，随之而来的是电梯后期维保过程中工作量的增加。随着电梯安装量增加，定期维保方式势必导致电梯维保不及时，不到位等情况发生。

根据国家颁布的《关于加强电梯质量安全工作的意见》中的相关精神指出：需推动维护保养模式转变，依法推进按需维保,推广“全包维保”、“物联网+维保”等新模式，加强维保质量监督抽查,提升维保质量。为此，需要对现有的电梯维保模式进行改进，提出合理高效的方法提高电梯维保效率，做到精细化，高效化维保。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于声信号的电梯按需维保方法，该方法能够准确的判别电梯的运行状态，实现高效的电梯按需维保。

为实现以上目的，本发明提供的一种基于声信号的电梯按需维保方法，包括下列步骤：

S1.于电梯的曳引机房内部、井道内壁与轿厢外侧顶部搭建声信号采集硬件平台，获取当天电梯各组件运行过程中的声信号；

S2.对S1步骤中采集到的声信号进行预处理，并在频域上进行多重求导获得声信号的频域特征值，构建包括多种不同情况下电梯运行情况的声信号特征数据集；

S3.测定步骤S2所述的特征数据集对应的当天的电梯运行情况，并根据测定结果对声音信号进行标注打分。

S4.建立基于RNN神经网络与CNN网络级联的决策级特征融合模型，并利用已标注的数据集对网络进行训练，并依据训练好的模型的输出实现对当天电梯运行状态的打分及维护保养的预测。

优选的，所述步骤一中的声信号采集硬件平台包括目标电梯、设置在目标电梯内的自由场传声器，转换、存储及远传系统和服务器；其中自由场传声器分别设置在目标电梯的电梯曳引房内、井道内壁上和轿厢外侧顶部，用于采集目标电梯运行过程中的声音信号模拟信号；目标电梯内设置的自由场传声器通过有线连接的方式将模拟信号传输给转换、存储及远传系统；转换、存储及远传系统中的核心处理装置，将模拟信号转化为数字信号并加以时间戳，在编号标注后以文件形式存储在系统硬盘中，通过DTU或路由器以4G或WiFi形式进行数据远传。服务器开辟固定IP端口号，监听通过4G或WiFi形式传输来的数据信号并进行处理。

优选的，所述步骤S2中频域特征值，包括时间帧t处频率f的声信号能量与声信号能量变化率。

优选的，所述步骤S3中：对声信号的标注打分分为两个部分：

(1)对电梯曳引机房内部、井道内壁与轿厢外侧顶部采集到的单一时间帧内的声信号依据规则进行标定，标定类型包括：不合格(1分)，基本合格(2分)与合格(3分)；

其中不合格为该时间帧内出现曳引机异响、减速箱异响、轿厢异常振动、钢丝绳异常摆动等急需维保的情况；

基本合格为该时间帧内允许存在电梯各部件正常运行过程中由于自身部件老化发出的声音；