一种基于数字孪生的安全控制方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本申请涉及一种基于数字孪生的安全控制方法、装置、设备及介质，应用于安全数据处理技术领域，其方法包括：利用安全控制对象的数字孪生模型进行安全控制对象的安全监控，得到第一分析结果；对采集的安全控制对象内的影像进行分析，得到第二分析结果；对获取的进入安全控制对象内的对象的温度进行分析，得到第三分析结果；对电磁波探测信号进行分析，得到第四分析结果；根据第一分析结果、第二分析结果、第三分析结果、第四分析结果输出安全预警等级，并执行与输出的安全预警等级匹配的预警策略以及安全控制措施。本申请实现了安全控制对象的全面化、智能化的运行监测，并针对性的执行响应的安全控制措施，大大提高了安全控制对象的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的安全控制方法、装置、设备及介质


[0001]本申请涉及安全数据处理
，尤其是涉及一种基于数字孪生的安全控制方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]现如今，无论是居民楼还是商业楼都配置有电梯，电梯已经成了人们生活所需的“交通工具”，但是电梯出现各种事故威胁人生命安全的事件确屡见不鲜。
[0003]目前，电梯的安全控制手段主要是依靠人工通过监控影像进行常规监测结合出现故障后进行维修；不仅没有智能化的电梯运行状况实时监测技术，无法实现电梯的安全状况的评估或是故障预测；同时，虽然有关联技术实现了单一电梯的烟雾检测或单一的电动车检测等，但是没有统一的智能化、多层面的电梯安全监测系统，也不能实现针对性的电梯风险预警或安全控制。
[0004]因此，亟需一种可以实现电梯实时全面运行监测、故障预警、针对性安全控制的智能化电梯控制方案。

技术实现思路

[0005]为了克服现有的监控手段不能智能化、全面化进行安全运行监测、故障预警且针对性的进行安全控制等缺陷，本申请提供一种基于数字孪生的安全控制方法、装置、设备及介质，实现了安全控制对象的全面化、智能化的运行监测，自动化的故障分析与故障预测，安全风险评估与预警，并针对性的执行响应的安全控制措施，大大提高了安全控制对象的安全性。
[0006]第一方面，本申请提供一种基于数字孪生的安全控制方法，采用如下的技术方案：一种基于数字孪生的安全控制方法，包括：响应于数据获取指令，获取安全控制对象的相关数据；利用所述安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的数字孪生模型；利用所述安全控制对象的数字孪生模型进行安全控制对象的安全监控，得到第一分析结果；响应于对象进入操作，获取进入安全控制对象内的对象的温度；利用摄像设备实时采集安全控制对象内的影像；并利用电磁波探测装置进行安全控制对象内的对象探测；对采集的所述安全控制对象内的影像进行分析，得到第二分析结果；对获取的所述进入安全控制对象内的对象的温度进行分析，得到第三分析结果；对电磁波探测装置的探测信号进行分析，得到第四分析结果；根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果、所述第四分析结果输出安全预警等级，并执行与输出的安全预警等级匹配的预警策略；执行与所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果、所述第四分析结果对应的安全控制措施。
[0007]通过采用以上技术方案，结合数字孪生模型、智能影像分析、红外感应、电磁波雷达人体探测等技术，从安全控制对象本身到进入安全控制对象的对象两个层面进行了风险评估，不仅能够及时、超前的发现安全控制对象存在或可能存在的故障，并针对性的采用不同的预警措施，从而让运维人员有针对性的对安全控制对象进行维护和调试，提前处理安全控制对象存在的隐患，提高安全控制对象的利用率；同时还能够针对性的输出对应的安全控制措施，提高了安全控制对象的安全保障性能。
[0008]进一步地，所述安全控制对象的相关数据包括安全控制对象的物理实体数据、装配图、实时运行数据以及安全属性数据；所述安全控制对象的物理实体数据包括安全控制对象的全部组成系统、各个组成系统的全部零部件以及各个零部件的属性数据、几何数据、装配数据与描述数据；所述零部件的属性数据包括零部件的材质、质量、刚度与强度；所述零部件的几何数据包括零部件的形状、尺寸以及表面粗糙度；所述零部件的装配数据包括各个零部件的装配特征、与其他零部件的位置连接关系以及定位信息；所述零部件的描述数据包括零部件的功能描述以及其他描述数据；所述安全控制对象的装配图包括安全控制对象的各个组成系统的各个零部件与其他零部件的位置连接关系；所述安全控制对象的实时运行数据包括安全控制对象的负载、温度、湿度、烟雾浓度、载荷分布、运行速度、当前位置、加速度、噪音、开关门次数、开关门时间以及是否进水；所述安全控制对象的安全属性数据包括安全控制对象的累计运行时间、最近一次维保时间、故障频次、零部件损耗数据、备用电池的状态参数、额定载重量、额定载乘人数、额定速度。
[0009]进一步地，所述利用安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的数字孪生模型包括：根据所述安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的三维模型；根据所述安全控制对象的相关数据对安全控制对象进行运动分析确定所述安全控制对象的约束条件；并利用数学方程表述所述安全控制对象的约束条件；其中，所述安全控制对象的运动约束条件包括安全控制对象的运动约束以及运行规则；将所述用于表述所述安全控制对象的约束条件的数学方程、安全控制对象的实时运行数据、所述安全控制对象的三维模型耦合得到安全控制对象的数字孪生模型。
[0010]通过采用以上技术方案，通过三维结合模型结合约束耦合构建安全控制对象的数字孪生模型，能够快速的进行安全控制对象的数字孪生模型的构建；同时能够将安全控制对象的实时运行数据与三维场景模型进行全面关联，从而形成可远程智能监管、多维度数据监测的安全控制体系，大大提高安全控制对象的安全控制程度。
[0011]进一步地，所述根据所述安全控制对象的相关数据构建安全控制对象的三维模型包括：从获取的安全控制对象的物理实体数据中提取安全控制对象包含的全部零部件；根据安全控制对象的物理实体数据中的属性数据与几何数据对每个零部件进行三维建模，得到各个零部件的三维模型；根据安全控制对象的物理实体数据中的装配数据与安全控制对象的整体装配图进行各个零部件的三维模型的装配，得到安全控制对象的三维模型；
所述根据所述安全控制对象的相关数据对安全控制对象进行运动分析确定所述安全控制对象的约束条件包括：通过分析安全控制对象各个零部件的运动路径、能量传递路径，构建安全控制对象的动力学方程，确定安全控制对象的运动约束以及运行规则。
[0012]通过采用以上技术方案，由零部件到系统到安全控制对象整体进行三维模型的构建，不仅能够快速的构建得到三维模型，同时还能够保证三维模型与安全控制对象的物理实体的一致性，能够真实反映安全控制对象的状况，有助于进行安全控制对象的安全控制。
[0013]进一步地，所述利用安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的数字孪生模型还包括：根据所述获取安全控制对象的相关数据中的实时运行数据进行数字孪生模型的更新；所述根据所述获取安全控制对象的相关数据中的实时运行数据进行数字孪生模型的更新包括：通过傅里叶变换对所述安全控制对象的实时运行数据进行时域与频域的分析；根据所述时域与频域的分析结果判断安全控制对象的运行状态是否发生变化；当安全控制对象的运行状态发生变化时，获取发生变化的时间节点的运行数据并将获取的运行数据更新至所述安全控制对象的数字孪生模型中。
[0014]通过采用以上技术方案，当整体的运行状态发生变化时，才进行数字孪生模型的更新；而不是每一时刻都将实时采集的安全控制对象的实时运行数据更新至数字孪生模型中，不仅减少了更新的频率，减少存储资源与计算资源的浪费，提高整体的运行效率，同时还能够保证数字孪生模型与安全控制对象的物理实体保持一致。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的安全控制方法，其特征在于，包括：响应于数据获取指令，获取安全控制对象的相关数据；利用所述安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的数字孪生模型；利用所述安全控制对象的数字孪生模型进行安全控制对象的安全监控，得到第一分析结果；响应于对象进入操作，获取进入安全控制对象内的对象的温度；利用摄像设备实时采集安全控制对象内的影像；并利用电磁波探测装置进行安全控制对象内的对象探测；对采集的所述安全控制对象内的影像进行分析，得到第二分析结果；对获取的所述进入安全控制对象内的对象的温度进行分析，得到第三分析结果；对电磁波探测装置的探测信号进行分析，得到第四分析结果；根据所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果、第四分析结果输出安全预警等级，并执行与输出的安全预警等级匹配的预警策略；执行与所述第一分析结果、所述第二分析结果、所述第三分析结果、所述第四分析结果对应的安全控制措施。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全控制对象的相关数据包括安全控制对象的物理实体数据、装配图、实时运行数据以及安全属性数据；所述安全控制对象的物理实体数据包括安全控制对象的全部组成系统、各个组成系统的全部零部件以及各个零部件的属性数据、几何数据、装配数据与描述数据；所述零部件的属性数据包括零部件的材质、质量、刚度与强度；所述零部件的几何数据包括零部件的形状、尺寸以及表面粗糙度；所述零部件的装配数据包括各个零部件的装配特征、与其他零部件的位置连接关系以及定位信息；所述零部件的描述数据包括零部件的功能描述以及其他描述数据；所述安全控制对象的装配图包括安全控制对象的各个组成系统的各个零部件与其他零部件的位置连接关系；所述安全控制对象的实时运行数据包括安全控制对象的负载、温度、湿度、烟雾浓度、载荷分布、运行速度、当前位置、加速度、噪音、开关门次数、开关门时间以及是否进水；所述安全控制对象的安全属性数据包括安全控制对象的累计运行时间、最近一次维保时间、故障频次、零部件损耗数据、备用电池的状态参数、额定载重量、额定载乘人数、额定速度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的数字孪生模型包括：根据所述安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的三维模型；根据所述安全控制对象的相关数据对安全控制对象进行运动分析确定所述安全控制对象的约束条件；并利用数学方程表述所述安全控制对象的约束条件；其中，所述安全控制对象的运动约束条件包括安全控制对象的运动约束以及运行规则；将所述用于表述所述安全控制对象的约束条件的数学方程、安全控制对象的实时运行数据、所述安全控制对象的三维模型耦合得到安全控制对象的数字孪生模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述安全控制对象的相关数据构建安全控制对象的三维模型包括：
从获取的安全控制对象的物理实体数据中提取安全控制对象包含的全部零部件；根据安全控制对象的物理实体数据中的属性数据与几何数据对每个零部件进行三维建模，得到各个零部件的三维模型；根据安全控制对象的物理实体数据中的装配数据与安全控制对象的整体装配图进行各个零部件的三维模型的装配，得到安全控制对象的三维模型；所述根据所述安全控制对象的相关数据对安全控制对象进行运动分析确定所述安全控制对象的约束条件包括：通过分析安全控制对象各个零部件的运动路径、能量传递路径，构建安全控制对象的动力学方程，确定安全控制对象的运动约束以及运行规则。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用安全控制对象的相关数据构建所述安全控制对象的数字孪生模型还包括：根据所述获取安全控制对象的相关数据中的实时运行数据进行数字孪生模型的更新；所述根据所述获取安全控制对象的相关数据中的实时运行数据进行数字孪生模型的更新包括：通过傅里叶变换对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹杰，陈镇池，曹嘉鑫，
申请(专利权)人：天津鑫宝龙电梯集团有限公司，
类型：发明
国别省市：