1.一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,包括:
电梯能耗数据采集模块,用于采集电梯的运行数据,所述运行数据包括:实际能耗值,电梯负载、电梯运行时间、电梯运行速度和电梯运行音频;通过在电梯系统中安装能耗监测设备,记录实际能耗值Eactu的时序数据;
区域划分模块,基于电梯的负载和运行速度,将电梯运行场景划分为待机、空载运行、负载运行;基于运行场景将电梯运行数据划分为若干时间段,并标记电梯的运行场景;
待机能耗分析子模块,用于输出电梯待机能耗理论值;基于电梯的待机时长与预设单位时间待机能耗的乘积表示电梯待机能耗理论值Edeo;
运行能耗分析子模块,用于输出电梯运行能耗理论值;所述电梯运行能耗理论值的获取方式为:基于线性回归或者循环神经网络搭建电梯运行能耗分析模型,将运行数据输入电梯运行能耗分析模型,输出电梯运行能耗理论值,以理论能耗值和实际能耗值的误差平均值为损失函数,训练至损失函数满足预设要求;
电梯能耗异常管理模块,基于电梯能耗理论值和实际能耗值的差值,采取措施,电梯能耗理论值包括电梯待机能耗理论值和电梯运行能耗理论值;
若能耗理论值大于实际能耗值,表明数据采集、分析存在异常,生成一级预警信息;基于一级预警信息,对涉及的电梯进行数据采集、分析过程进行自检;
若能耗理论值不大于实际能耗值,基于理论能耗值和实际能耗值的差值计算得到电梯能耗异常指数YE;电梯运行能耗异常指数超出阈值,表明电梯运行阻力增加,生成二级预警信息,二级预警信息包括异常发生的时间、涉及的电梯、电梯能耗异常指数YE与阈值的差异;基于二级预警信息检查涉及电梯的机械部件和电气系统,查找能耗浪费节点;构建电梯电力网络拓扑图,基于能耗设备设置能耗节点,通过对能耗节点的监测、分析,找出能耗浪费节点。
2.根据权利要求1所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,所述电梯待机能耗理论值的获取方式为:在电梯检修合格场景下,设置测量周期,在测量周期内持续记录电梯的能耗数据,并按时间排序;用总待机能耗值除以总待机时间,得出单位时间内的待机能耗平均值,记为预设单位时间待机能耗;用电梯的待机时长与预设单位时间待机能耗的乘积表示电梯待机能耗理论值Eaeo。
3.根据权利要求1所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,基于循环神经网络搭建电梯运行能耗分析模型,使用梯度下降更新参数,训练至损失函数满足预设要求,得到训练好的电梯运行能耗分析模型;基于向前向后传播获取每个运行特征参数的权重系数,包括下列步骤:步骤S11、数据预处理:将电梯的运行数据转换为序列形式;
步骤S12、循环神经网络包括输入层、隐藏层和输出层;输入层用于接收序列化的电梯运行数据;隐藏层使用RNN单元,捕捉数据中的时间依赖关系;输出层用于输出电梯的理论能耗值;
步骤S13、以理论能耗值和实际能耗值的误差平均值为损失函数;
步骤S14、初始化循环神经网络的权重和偏置,在前向传播中通过循环神经网络处理输入序列,输出预测值,即电梯运行能耗理论值,并计算损失;在反向传播中,通过时间反向传播算法计算梯度,并更新循环神经网络的权重和偏置,重复前向传播和反向传播步骤,直至损失函数值满足预设要求。
4.根据权利要求1所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,基于线性回归搭建电梯运行能耗分析模型,将每个时间段的负载、运行时间、能量转化效率输入理论能耗分析模型,输出每个时间段的电梯运行能耗理论值;所述电梯的理论能耗分析模型满足如下公式,其中,Etheo表示电梯运行能耗理论值,WL表示电梯做功,单位是焦耳,基于负载、做功时长和运行高度,计算得到电梯理论做功;ηt表示总能量转化效率,用电机能量转化效率与传动效率的乘积表示总能量转化效率; 表示电梯摩擦阻力对能耗影响因子, 表示风阻对能耗影响因子,表示经验常数。
5.根据权利要求1所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,电梯能耗异常管理模块中,若能耗理论值大于实际能耗值,表明数据采集、分析存在异常,生成一级预警信息;一级预警信息至少包括异常发生的时间、涉及的电梯、能耗理论值与实际能耗值的差异;基于一级预警信息,对涉及的电梯进行数据采集、分析过程进行自检。
6.根据权利要求1所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,电梯能耗异常管理模块中,将电梯的运行数据划分为n个时间段,用i表示时间段的顺序编号;
将第i个时间段的理论能耗值记为Eti,将第i个时间段的实际能耗值记为Eai;基于理论能耗值和实际能耗值的差值计算得到电梯能耗异常指数YE;
电梯运行能耗异常指数超出阈值,表明电梯运行阻力增加,生成二级预警信息,二级预警信息包括异常发生的时间、涉及的电梯、电梯能耗异常指数YE与阈值的差异;
基于二级预警信息检查涉及电梯的机械部件和电气系统,查找能耗浪费节点。
7.根据权利要求6所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,构建电梯电力网络拓扑图,基于能耗设备设置能耗节点,通过对能耗节点的监测、分析,找出能耗浪费节点,制定优化措施以降低待机能耗。
8.根据权利要求6所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,所述电梯管理系统还包括:空载音频数据分析模块,通过分析空载场景下的音频信号,得到空载音频异常指数YA;
负载运行速度分析模块,通过分析负载场景下的速度信息,得到负载运行可靠性指数YK;
当电梯能耗异常指数、音频异常指数或运行可靠性指数不符合对应要求,暂停电梯运行;当电梯能耗异常指数、音频异常指数和运行可靠性指数都符合对应要求时,生成运行风险系数;
运行风险评估模块:基于电梯能耗异常指数、音频异常指数和运行可靠性指数,联合得到电梯的运行风险系数,基于运行风险系数进行电梯管理辅助决策。
9.根据权利要求8所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,所述空载音频异常指数YA的获取方式为:通过从运行数据中筛选得到音频信号,在空载场景下采集得到音频信号,设划分为R个音频段,用t表示音频段的顺序编号;
对音频段中音频信号进行快速傅里叶变换得到对应频谱;从频谱中提取音频特征,将实际测量得到频率带能量、频谱质心、频谱展宽,分别记为Ea,Ca,Wa;
基于提取的音频特征,计算音频异常指数;将电梯预设的频率带能量、频谱质心、频谱展宽,分别记为Eb,Cb,Wb;通过公式 ,其中w1、w2 和 w3 是各特征的权重系数。
10.根据权利要求8所述的一种基于电梯运行电数据的电梯管理系统,其特征在于,所述负载运行可靠性指数的获取方式为:在负载场景下均匀取样,将实际加速度超出最大加速度的取样点记为异常,计算得到异常加速度频次Fa;
将实际运行速度超出最大运行速度的取样点记为异常,计算得到异常运行速度频次Fv;
计算运行速度平滑指数,获取每个取样点的加速度,用加速度的标准差的倒数表示运行速度平滑指数Sv;
联合分析异常运行速度频次、异常加速度频次、运行速度平滑指数,通过公式计算得到负载运行可靠性指数YK;其中,α 和 β 是权重系数,用于调整异常运行速度频次和异常加速度频次对 YK 的影响程度,根据实际情况来确定。