[发明专利]一种无维保情况下的电梯安全剩余使用寿命确定方法

说明书

本发明公开了一种无维保情况下的电梯安全剩余使用寿命确定方法，本发明属于基于电梯运维大数据确定电梯不定期维修时间间隔及剩余使用寿命领域，涉及模型的建立和算法的创新；技术方案为：(1)监测电梯运行指标；(2)监测样本划分电梯健康运行状态等级；(3)构造电梯寿命指数；(4)基于BP神经网络算法预测寿命指数；(5)威布尔分布确定无维保情况下电梯安全剩余使用寿命曲线。本发明建立了一个既可以确定维修时间间隔，又可以预测剩余使用寿命的电梯安全剩余使用寿命模型，使模型更具有实用性，并且结合电梯设备的具体行业背景，对已有的方法进行优化创新，使模型更加可靠。本发明所得模型具有实用性，并且更加可靠。

技术领域

本发明属于基于电梯运维大数据确定电梯不定期维修时间间隔及剩余使用寿命领域，涉及模型的建立和算法的创新。

背景技术

随着我国城镇化水平和人民生活水平的不断提高，电梯数量呈井喷式增长、使用也愈加频繁。电梯作为代步工具，已经与人民群众的日常生活密不可分，于是电梯安全也成为群众关心、媒体关注的民生工程。近几年来，电梯安全事故时有发生，电梯吃人事件、轿厢式电梯突然坠落事件等等，给人民群众留下了极大的心理阴影。电梯安全事件的频繁发生说明我国现有的电梯维保制度还存在一定的弊端。电梯不经过维修就报废是不符合经济效益的，电梯维修分为故障后维修和预防性维修，前者是电梯发生故障后的紧急抢修，后者是电梯维保部门根据我国电梯维保制度对电梯进行的未发生故障之前的预防性维修，以提高电梯的性能，延长电梯使用寿命。目前我国对电梯实行定期维保制度，即每15天对电梯进行一次预防性维修，电梯的定期预防性维修，虽然能够在一定程度上避免电梯安全事故的发生并且延长电梯安全剩余使用寿命，但是还是存在一定弊端的。电梯为损耗型设备，根据电梯性能的衰减规律，可以将电梯设备分为早发故障期、偶发故障期和故障损耗期。当电梯进入损耗期时，电梯设备的故障率逐渐上升，电梯性能呈逐渐下降的趋势，随着时间的累积，若仍旧对电梯每15天进行一次预防性维修，会增大出现电梯安全事故的风险。

通过查阅相关文献可以发现，虽然目前在机械设备维修时间间隔和剩余使用寿命领域已经有了比较显著的研究成果，但是大多数的研究都是在给定时间区域内求解最优时间间隔和维修次数或者直接预测设备的剩余使用寿命。

发明内容

本专利的主要目的是基于电梯运维管理大数据建立电梯的安全剩余使用寿命统计模型，刻画电梯安全剩余使用寿命曲线，实现对电梯预防性维修时间间隔以及电梯报废时间点(即电梯安全剩余使用寿命)的预测，最终实现对电梯的安全预警等应用。在研究过程中拟从无维保和有维保两种情况考虑，分别建立电梯安全剩余使用寿命模型，无维保即指电梯不经过维修就报废，有维保是指电梯经过正常维保后再选择报废。将不同的研究方法进行融合创新，最终确定了比较可靠的电梯安全剩余使用寿命模型。

首先，本发明提供了无维保情况下的电梯安全剩余使用寿命确定方法：

电梯设备初运行阶段的各零部件性能都比较好，运行状态比较稳定，一般来说不需要维修。但是一旦电梯设备进入损耗期，随着时间的累计，设备运行的可靠度不断下降，下降到某一指定阈值时，将超过电梯安全剩余使用寿命，需要对设备进行第一次预防性维修。在第一次预防性维修之前可建立无维保情况下的电梯安全剩余使用寿命模型，确定从当前时刻开始到第一次预防性维修的时间间隔。模型的建立流程如图1所示：(1)监测任一时刻电梯运行指标，构建电梯运行指标体系，选取相关指标加权平均得到子系统综合指标；(2)将包含综合指标的监测样本划分电梯健康运行状态等级，用于将指标体系中包含的运行指标归入某一电梯健康运行状态等级中；(3)根据电梯运行指标体系构造电梯寿命指数；(4)基于BP神经网络算法预测未来时刻的电梯寿命指数；(5)利用威布尔分布确定无维保情况下电梯安全剩余使用寿命曲线。