本發(fā)明涉及多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障診斷領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法、系統(tǒng)、介質(zhì)和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、高速電梯主要應(yīng)用于高層或超高層建筑，如商業(yè)大樓、高層住宅、酒店、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和城市地鐵站等場(chǎng)景，這些場(chǎng)所需要快速、高效地運(yùn)載大量人流，其運(yùn)行速度可達(dá)10m/s。普通電梯的曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)曳引輪和制動(dòng)器所組成，高速電梯的曳引機(jī)由電動(dòng)機(jī)直接連接曳引輪和制動(dòng)器組成。多鉗盤(pán)式制動(dòng)器是高速電梯中的一種重要制動(dòng)元件，它的工作狀況對(duì)高速電梯的安全起著至關(guān)重要的作用。現(xiàn)有的高速電梯的多鉗盤(pán)式制動(dòng)器的故障檢測(cè)手段主要包括以下幾種，并存在相應(yīng)的問(wèn)題：

2、1）基于物理傳感器的關(guān)鍵性能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)制動(dòng)器的性能數(shù)據(jù)，如制動(dòng)力矩、相對(duì)位置、制動(dòng)間隙和溫度等，以評(píng)估制動(dòng)器的性能和狀態(tài)。然而，這種方法容易受環(huán)境因素以及檢測(cè)設(shè)備和工具的精度影響，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)，無(wú)法準(zhǔn)確地表征高速電梯多鉗盤(pán)式制動(dòng)器的狀態(tài)變化。

3、2）剩余壽命預(yù)測(cè)技術(shù)：通過(guò)建立多元矩陣和剩余壽命圖，獲取特征矩陣和鄰接矩陣，進(jìn)而得到特征關(guān)聯(lián)矩陣，最后利用特定預(yù)測(cè)模型得到性能退化曲線，從而預(yù)測(cè)制動(dòng)器的剩余壽命。這種方法能夠提高電梯使用的安全性，但需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和模型訓(xùn)練，且需要專(zhuān)業(yè)的知識(shí)和技能來(lái)處理和分析數(shù)據(jù)。此外，預(yù)測(cè)模型可能無(wú)法涵蓋所有可能影響制動(dòng)器性能的因素，如突發(fā)的機(jī)械故障或極端使用條件。

4、并且，目前大部分電梯綜合制動(dòng)模型只考慮了制動(dòng)器的總體性能，而忽視了其內(nèi)部部件的特性，很難對(duì)其進(jìn)行精確的故障診斷和定位。具體而言，一方面，國(guó)內(nèi)對(duì)多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的研究還比較缺乏，更多是集中于汽車(chē)用的盤(pán)式制動(dòng)器，對(duì)于高速電梯多鉗盤(pán)式制動(dòng)器的性能檢測(cè)主要集中于其制動(dòng)力與制動(dòng)距離。多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器失效樣本極其稀缺，這對(duì)深度學(xué)習(xí)方法提出了重大挑戰(zhàn)。同時(shí)，進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)獲取失效樣本成本較高。另一方面，多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)通常包括多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，如制動(dòng)片摩擦量、制動(dòng)盤(pán)力矩、制動(dòng)盤(pán)間隙和溫度，從這些數(shù)據(jù)中融合信息以提取故障特征具有挑戰(zhàn)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為實(shí)現(xiàn)對(duì)多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器故障診斷的準(zhǔn)確性和定位效率，本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法、系統(tǒng)、介質(zhì)、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，通過(guò)采集高速電梯多鉗盤(pán)式制動(dòng)器的關(guān)鍵性能參數(shù)，并進(jìn)行多數(shù)據(jù)融合以獲取更全面的故障特征信息，提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，保障電梯運(yùn)行安全。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法，其方法包括：獲取所述制動(dòng)器的原始數(shù)據(jù)集，所述原始數(shù)據(jù)集包括：每個(gè)制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)、每個(gè)制動(dòng)鉗的力矩信號(hào)、每個(gè)制動(dòng)鉗的拍攝圖像；根據(jù)第一級(jí)對(duì)比融合模塊的第一編碼器和第三編碼器以及所述振動(dòng)信號(hào)和力矩信號(hào)獲取第一振動(dòng)健康特征和第一力矩健康特征；根據(jù)第二級(jí)對(duì)比融合模塊的第二編碼器和第四編碼器以及所述第一振動(dòng)健康特征和第一力矩健康特征獲取第二振動(dòng)健康特征和第二力矩健康特征；根據(jù)所述第二振動(dòng)健康特征和第二力矩健康特征計(jì)算制動(dòng)鉗之間的健康狀態(tài)特征相似度；根據(jù)所述拍攝圖像計(jì)算相應(yīng)制動(dòng)鉗的磨損量；根據(jù)所述健康狀態(tài)特征相似度和磨損量計(jì)算制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值；根據(jù)所述總健康狀態(tài)值確定故障的制動(dòng)鉗。

3、本發(fā)明上述實(shí)施方式通過(guò)采集高速電梯多鉗盤(pán)式制動(dòng)器中每個(gè)制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)、力矩信號(hào)、拍攝圖像作為原始數(shù)據(jù)集，并通過(guò)兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多數(shù)據(jù)融合以獲取制動(dòng)鉗之間的健康狀態(tài)特征相似度，進(jìn)而根據(jù)健康狀態(tài)特征相似度和基于拍攝圖像計(jì)算得到的磨損量確定制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值進(jìn)行故障診斷，能夠提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。

4、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，通過(guò)振動(dòng)傳感器收集所述每個(gè)制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)；通過(guò)扭矩傳感器收集所述每個(gè)制動(dòng)鉗的力矩信號(hào)；通過(guò)cmos圖像傳感器收集每個(gè)制動(dòng)鉗的拍攝圖像。

5、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法還包括：根據(jù)所述第一振動(dòng)健康特征、第一力矩健康特征、第二振動(dòng)健康特征、第二力矩健康特征確定第一振動(dòng)健康特征矩陣、第一力矩健康特征矩陣、第二振動(dòng)健康特征矩陣、第二力矩健康特征矩陣；根據(jù)所述第一振動(dòng)健康特征矩陣和第一力矩健康特征矩陣計(jì)算制動(dòng)鉗之間振動(dòng)信號(hào)特征的相似度損失和力矩信號(hào)特征的相似度損失；根據(jù)所述第二振動(dòng)健康特征矩陣和第二力矩健康特征矩陣計(jì)算制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)特征與力矩信號(hào)特征之間的對(duì)比損失；根據(jù)所述相似度損失和對(duì)比損失對(duì)包含所述第一級(jí)對(duì)比融合模塊和第二級(jí)對(duì)比融合模塊的兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。

6、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，根據(jù)所述拍攝圖像計(jì)算相應(yīng)制動(dòng)鉗的磨損量包括：根據(jù)所述拍攝圖像獲取分割圖像；根據(jù)所述分割圖像與其對(duì)應(yīng)的掩碼圖像計(jì)算制動(dòng)鉗的空隙周長(zhǎng)和空隙面積；根據(jù)所述空隙周長(zhǎng)和空隙面積計(jì)算制動(dòng)鉗的差異判別值；根據(jù)所述制動(dòng)鉗的差異判別值與未磨損制動(dòng)鉗的差異判別值計(jì)算所述制動(dòng)鉗的磨損量。

7、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，根據(jù)所述健康狀態(tài)特征相似度和磨損量計(jì)算制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值包括：通過(guò)對(duì)磨損量的倒數(shù)和健康狀態(tài)特征相似度進(jìn)行加權(quán)求和得到所述制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值；根據(jù)所述總健康狀態(tài)值確定故障的制動(dòng)鉗包括：當(dāng)一個(gè)制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值低于健康狀態(tài)閾值時(shí)，確定該制動(dòng)鉗故障。

8、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明實(shí)施方式提供了一種基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)系統(tǒng)，所述制動(dòng)器包括多個(gè)制動(dòng)鉗，該故障檢測(cè)系統(tǒng)包括：原始數(shù)據(jù)集獲取模塊，用于獲取所述制動(dòng)器的原始數(shù)據(jù)集，所述原始數(shù)據(jù)集包括：每個(gè)制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)、每個(gè)制動(dòng)鉗的力矩信號(hào)、每個(gè)制動(dòng)鉗的拍攝圖像；第一特征提取模塊，用于根據(jù)第一級(jí)對(duì)比融合模塊的第一編碼器和第三編碼器以及所述振動(dòng)信號(hào)和力矩信號(hào)獲取第一振動(dòng)健康特征和第一力矩健康特征；第二特征提取模塊，用于根據(jù)第二級(jí)對(duì)比融合模塊的第二編碼器和第四編碼器以及所述第一振動(dòng)健康特征和第一力矩健康特征獲取第二振動(dòng)健康特征和第二力矩健康特征；健康狀態(tài)特征相似度計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述第二振動(dòng)健康特征和第二力矩健康特征計(jì)算制動(dòng)鉗之間的健康狀態(tài)特征相似度；磨損量計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述拍攝圖像計(jì)算相應(yīng)制動(dòng)鉗的磨損量；健康狀態(tài)值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述健康狀態(tài)特征相似度和磨損量計(jì)算制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值；故障確定模塊，用于根據(jù)所述總健康狀態(tài)值確定故障的制動(dòng)鉗。

9、本發(fā)明上述實(shí)施方式通過(guò)采集高速電梯多鉗盤(pán)式制動(dòng)器中每個(gè)制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)、力矩信號(hào)、拍攝圖像作為原始數(shù)據(jù)集，并通過(guò)兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多數(shù)據(jù)融合以獲取制動(dòng)鉗之間的健康狀態(tài)特征相似度，進(jìn)而根據(jù)健康狀態(tài)特征相似度和基于拍攝圖像計(jì)算得到的磨損量確定制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值進(jìn)行故障診斷，能夠提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性。

10、在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，所述基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)系統(tǒng)還包括網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模塊，用于執(zhí)行下述操作：根據(jù)所述第一振動(dòng)健康特征、第一力矩健康特征、第二振動(dòng)健康特征、第二力矩健康特征確定第一振動(dòng)健康特征矩陣、第一力矩健康特征矩陣、第二振動(dòng)健康特征矩陣、第二力矩健康特征矩陣；根據(jù)所述第一振動(dòng)健康特征矩陣和第一力矩健康特征矩陣計(jì)算制動(dòng)鉗之間振動(dòng)信號(hào)特征的相似度損失和力矩信號(hào)特征的相似度損失；根據(jù)所述第二振動(dòng)健康特征矩陣和第二力矩健康特征矩陣計(jì)算制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)特征與力矩信號(hào)特征之間的對(duì)比損失；根據(jù)所述相似度損失和對(duì)比損失對(duì)包含所述第一級(jí)對(duì)比融合模塊和第二級(jí)對(duì)比融合模塊的兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。

11、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令被處理器執(zhí)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下操作：所述操作包括如上任意一種實(shí)施方式所述基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法所包含的步驟。

12、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種包括存儲(chǔ)器和處理器的計(jì)算機(jī)設(shè)備，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)一條或多條計(jì)算機(jī)可讀指令，其中，所述一條或多條計(jì)算機(jī)可讀指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)如上任意一種實(shí)施方式所述的基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法。

13、根據(jù)本發(fā)明的第五方面，本發(fā)明實(shí)施方式提供一種包括計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上任意一種實(shí)施方式所述的基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法。

14、由上述可知，本發(fā)明實(shí)施方式提供的基于兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)的多鉗盤(pán)式電梯制動(dòng)器的故障檢測(cè)方法、系統(tǒng)、介質(zhì)、設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，通過(guò)采集高速電梯多鉗盤(pán)式制動(dòng)器中每個(gè)制動(dòng)鉗的振動(dòng)信號(hào)、力矩信號(hào)、拍攝圖像作為原始數(shù)據(jù)集，并通過(guò)兩級(jí)對(duì)比融合網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多數(shù)據(jù)融合以獲取制動(dòng)鉗之間的健康狀態(tài)特征相似度，進(jìn)而根據(jù)健康狀態(tài)特征相似度和基于拍攝圖像計(jì)算得到的磨損量確定制動(dòng)鉗的總健康狀態(tài)值進(jìn)行故障診斷，能夠提高故障診斷的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)鉗故障的精準(zhǔn)定位，進(jìn)而保障電梯運(yùn)行安全。