本发明专利技术提供了一种多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测方法、系统和设备。所述预测方法包括：基于制动器的性能数据建立多元矩阵；构建各个制动钳的剩余寿命图；根据剩余寿命图和多元矩阵获取特征矩阵；构建各个制动钳的各个特征量的邻接矩阵；根据特征矩阵和邻接矩阵获取各个制动钳的特征关联矩阵；将特征时间序列输入到基于残差自注意与双向门控循环单元结合卷积门控循环单元的预测模型中获取预测性能数据和周期特征数据并得到融合特征时间序列；根据融合特征时间序列获取制动器的性能退化曲线；根据性能退化曲线及标准参数确定多钳盘式电梯制动器的剩余寿命。采用本发明专利技术能够较为准确地预测多钳盘式电梯制动器的剩余寿命，提高电梯使用的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速电梯失效预测领域，具体而言，涉及一种多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测方法、系统和设备。
技术介绍
1、制动器是涉及电梯安全的关键部件，其可靠性能直接决定着一台电梯的安全性能和使用性能。电梯曳引机上常用的盘式制动器是一种全盘式电磁制动器，由于构造紧凑，正好适用于无机房电梯。全盘式电磁制动器的核心部件有固定盘、衔铁盘、制动盘、压力弹簧、轴套、线圈、微动开关等。制动器固定在轿厢架上，轿厢架与永磁同步直线电机的次级相连。当电梯处于静止状态时，制动器不工作，这时制动钳将制动轨抱紧，保证电梯停车；当电梯通电瞬间，制动器通电使制动钳张开与制动轨脱离，电梯运行；当电梯轿厢到达所需停站楼层时，制动器系统失电，制动钳将制动轨抱紧，保证电梯安全。
2、当前国内对盘式电梯制动器的研究还比较缺乏，更多是集中于汽车用的盘式制动器，对于盘式制动器的性能检测主要集中于其制动力与制动距离。制动力是指制动时制动盘受到的摩擦力，是衡量其性能的关键参数，然而其指标是随着测试环境，工作负载等变化的，可以用来判断其是否合格，但难以用于量化其性能。制动距离是在实现环境下制动时，从开始到完全制动的时间内制动目标的移动距离，可以直观的量化其性能。这些参数在汽车盘式制动器的检测上被广泛应用，但其检测方法过于单一，也不适用于电梯的检测环境。并且，电梯盘式制动器不止要求足够的制动可靠性，还需要考虑乘客的舒适性与停靠准确性，因此对其制动时间、制动加速度等都要很高的要求。因此，实现对电梯盘式制动器进行深入的理论分析、现场测试方案设计是很有必要的。
>3、同时，电梯制动器与汽车制动器相比，存在维修周期长，检修难度大等特点，实时的在线监测仅能用来验证电梯当前的性能水平，而无法对其检修维护与下一周期内的安全运行起到参考作用。因此，研究盘式电梯制动器的失效机理，对其剩余使用寿命进行精确可靠地预测，能够极大提高电梯使用的安全性，节省检修的人力物力成本，减少制动事故的发生。4、然而，目前在电梯制动器的失效机理分析方面，大多数是针对抱闸制动器的研究，对盘式(多钳盘式)制动器的研究存在着很大的空白，尤其是失效形式和安全评估上，缺少相应的理论和技术支撑。其中，针对抱闸式制动器的安全评估，实际上大部分工作依靠人为经验判断或通过检测制动器的制停距离来间接判断。但是，盘式制动器的制动原理和常见故障都异于抱闸式制动器，尚缺乏系统和完整的理论研究和实验验证，因此当前无法全面地对多钳盘式电梯制动器进行全面客观地试验和评估，尤其没有办法对制动器的性能检测、关键零部件的可靠性及寿命进行具体的、系统的、量化的评估与预测。
5、此外，当前老旧电梯制动器的检测过程较为繁琐，检测结果较为单一，在应用传统的检测方法进行检测时，整个检测过程费时费力，检测的结果是一个定性的结论，只有合格或不合格两个结果，缺乏具体的相关数据支撑。另外，传统的检测方法没有固定的工具和仪器，无量化值，同测试人员经验和工作能力有关，检测参数较少，无法对电梯制动器进行全面客观地试验和评估。因此，很难对制动器的制动性能进行直观描述，导致其各部件磨损严重未能及时进行维修，在需要制动器实施紧急制动时，所提供的制动力急剧缩小，从而引发重大事故。
6、综上，现有技术无法全面地对电梯制动器进行全面客观地试验，尤其缺乏相应技术手段对制动器的性能检测、关键零部件的可靠性及剩余使用寿命进行具体的、系统的、量化的评估。
技术实现思路
1、为实现对多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测，本专利技术实施方式提供了一种适于多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测方法、系统、设备、介质和计算机程序产品，通过构建各个制动钳的剩余寿命图和多元矩阵获取特征矩阵和邻接矩阵，进而得到各个制动钳的特征关联矩阵，然后基于关联矩阵的特征时间序列和特定预测模型得到多钳盘式电梯制动器的性能退化曲线，从而较为准确地预测多钳盘式电梯制动器的剩余寿命，提高电梯使用的安全性。
2、根据本专利技术的第一方面，本专利技术实施方式提供了一种适于多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测方法，其包括：获取电梯运行过程中制动器的性能数据；根据所述性能数据建立多元矩阵；构建各个制动钳的剩余寿命图，所述各个制动钳的剩余寿命图中的每个节点表示一个制动钳，所述各个制动钳的剩余寿命图中连接相邻节点的边表示两个单独的制动钳之间存在连接关系；根据所述剩余寿命图和多元矩阵获取所述各个制动钳的特征矩阵，所述特征矩阵具有所述各个制动钳的各个特征量；根据所述多元矩阵构建所述各个制动钳的各个特征量的邻接矩阵；根据所述特征矩阵和邻接矩阵获取所述各个制动钳的特征关联矩阵，所述特征关联矩阵具有各个制动钳的特征时间序列；将所述特征时间序列输入到基于残差自注意与双向门控循环单元结合卷积门控循环单元的预测模型中获取所述多钳盘式电梯制动器的预测性能数据和周期特征数据；将所述预测性能数据和周期特征数据通过特征融合得到融合特征时间序列；将所述融合特征时间序列输入全连接层进行整合，得到所述多钳盘式电梯制动器的性能退化曲线；根据所述性能退化曲线和多钳盘式电梯制动器的标准参数确定所述多钳盘式电梯制动器的剩余寿命。
3、本专利技术上述实施方式根据制动器的性能数据建立多元矩阵并构建各个制动钳的剩余寿命图，根据剩余寿命图和多元矩阵获取各个制动钳的特征矩阵和邻接矩阵，进而获取各个制动钳的特征关联矩阵，然后将关联矩阵的特征时间序列输入到基于残差自注意与双向门控循环单元结合卷积门控循环单元的预测模型中获取多钳盘式电梯制动器的预测性能数据和周期特征数据，进而得到多钳盘式电梯制动器的性能退化曲线，由此可以根据标准参数和性能退化曲线预测多钳盘式电梯制动器的剩余寿命，实现针对多钳盘式电梯制动器的可靠性及寿命的具体、系统、量化且精确可靠的评估与预测，从而极大提高电梯使用的安全性，节省检修的人力物力成本，减少制动事故的发生。
4、在本专利技术的一些实施方式中，所述性能数据包括：单个制动钳的制动力矩、单个制动钳的相对位置、摩擦片的磨损量、摩擦片温度。
5、在本专利技术的一些实施方式中，根据所述性能数据建立多元矩阵包括：根据获取所述性能数据的批次、各个制动钳历史寿命数据的序列长度、所述性能数据中单个制动钳的性能数据、所述多钳盘式电梯制动器的制动钳数量确定所述多元矩阵的维数。
6、在本专利技术的一些实施方式中，根据所述多元矩阵构建所述各个制动钳的各个特征量的邻接矩阵包括：根据所述多元矩阵中各个制动钳的制动性能的时间序列数据计算所述各个制动钳中每两个之间的相关系数；根据所述相关系数构建所述邻接矩阵。
7、在本专利技术的一些实施方式中，根据所述多元矩阵中各个制动钳的制动性能的时间序列数据计算所述各个制动钳中每两个之间的相关系数包括：分别获取所述标准化后的多元矩阵中的两个制动钳的制动性能的时间序列数据；计算所述两个制动钳的制动性能的时间序列数据之间的协方差；分别计算所述两个制动钳的制动性能的时间序列数据的两个标准差并计算所述两个标准差的乘积；所述协方差与所述两个标准差的乘积相除的结果为所述两个制动钳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适于多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：
2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述性能数据包括：单个制动钳的制动力矩、单个制动钳的相对位置、摩擦片的磨损量、摩擦片温度。
3.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，根据所述性能数据建立多元矩阵包括：根据获取所述性能数据的批次、各个制动钳历史寿命数据的序列长度、所述性能数据中单个制动钳的性能数据、所述多钳盘式电梯制动器的制动钳数量确定所述多元矩阵的维数。
4.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，根据所述多元矩阵构建所述各个制动钳的各个特征量的邻接矩阵包括：
5.如权利要求4所述的预测方法，其特征在于，根据所述多元矩阵中各个制动钳的制动性能的时间序列数据计算所述各个制动钳中每两个之间的相关系数包括：
6.如权利要求5所述的预测方法，其特征在于，根据所述相关系数构建所述邻接矩阵包括：
7.一种适于多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测系统，其特征在于，所述预测系统包括：
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质储存计算机可读指令，其特征在于，所述计算机可读指令由处理器执行以实现如权利要求1-6中任一项所述的预测方法。
9.一种计算机设备，其包括存储器和处理器，
10.一种计算机程序产品，其包括计算机程序，其特征在于，所述计算器程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的预测方法。
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【技术特征摘要】
1.一种适于多钳盘式电梯制动器的剩余寿命预测方法，其特征在于，所述预测方法包括：
2.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述性能数据包括：单个制动钳的制动力矩、单个制动钳的相对位置、摩擦片的磨损量、摩擦片温度。
3.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，根据所述性能数据建立多元矩阵包括：根据获取所述性能数据的批次、各个制动钳历史寿命数据的序列长度、所述性能数据中单个制动钳的性能数据、所述多钳盘式电梯制动器的制动钳数量确定所述多元矩阵的维数。
4.如权利要求1所述的预测方法，其特征在于，根据所述多元矩阵构建所述各个制动钳的各个特征量的邻接矩阵包括：
5.如权利要求4所述的预测方法，其特征在于，根...
【专利技术属性】
技术研发人员：江叶峰，苏万斌，张国斌，柏治国，易灿灿，
申请(专利权)人：嘉兴市特种设备检验检测院，
类型：发明
国别省市：
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