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技术原理

两类物理信号,
形成一个完整闭环。

梯先知不读取控制柜数据,不用摄像头监看轿厢,也不依赖特定厂家的通信协议。它采集电梯运行时产生的振动与声音信号,识别持续偏离基线的异常变化,给出疑似故障部件和建议排查点位,并保留修前修后的验证记录。

六轴加速度计:三轴线性 + 三轴旋转
0–20 kHz全向声学采集,覆盖全部可听频段
50+类故障特征模式已覆盖

01 · 闭环

感知 → 学习 → 预警 → 验证。

四个环节首尾相连:采集的数据用于建立和更新运行基线,系统据此识别异常变化,维修结果再回到系统中验证。随着运行记录与现场验证结果不断积累,可用于优化后续判断。

第 1 步 · 感知
采集原始物理信号
轿顶装有六轴加速度计和专业全向麦克风,轿门处另设一台采集器。电梯每运行一趟,振动、声学、速度曲线和门区状态都会完整记录下来。
三轴线加速度三轴角速度0–20 kHz门区
第 2 步 · 学习
摸清这台梯的正常状态
系统为每台电梯单独建立健康基线,记录其共振特性、运行品质和开关门节奏。即使是一台运行了 18 年的老梯,也只与自身历史状态比较,不会被新梯标准反复误报。
一梯一基线自我参照
第 3 步 · 预警
指明故障与位置
系统将特征漂移与故障特征库比对。特征库源自真实的电梯故障案例,涵盖轴承磨损、导轨冲击、补偿链与补偿绳摩擦、门机劣化等。每条预警都会给出疑似故障部件、相关运行区间和建议排查点位。
50+ 类故障特征运行区间严重等级
第 4 步 · 验证
现场验证,结果回流
维保人员携带便携速检仪到现场复核,维修完成后在同一测点再次检测。修前与修后的变化清晰可见,经验证的维修结果也会回流系统,用于优化后续判断。
同测点差值结果回流
经验证的维修结果持续为后续判断提供新的依据

02 · 信号链路

从轿顶到报告,全程不接入电梯控制系统。

整条链路都不需要与电梯的控制系统对接。这一设计让产品不受电梯品牌限制,部署也只是一项维保作业,而不是 IT 项目。

物理层 振动 声学 速度 / 门区 电梯运行中自然产生 边缘端 磁吸传感终端 六轴 MEMS + 麦克风 设备端预处理 RS485 接采集器 传输 4G / 以太网 无需楼宇 IT 配合 断网缓存,联网补传 设备端直接采集 AI 引擎 基线 + 匹配 单梯健康模型 故障特征库 严重等级 + 位置 输出 预警 工单 报告 风险等级 经过验证的维修结果,持续回流系统 本链路不涉及:控制柜总线 · 原厂协议 · 摄像头画面 · 楼宇网络

03 · 双模态

为什么要同时监测声音和振动。

单靠振动监测,已经能发现大部分机械异常。加上声学后,还能发现另一类早期故障——它们还没发展到能在结构上测出位移。同样重要的是,当两种故障的振动特征很相似时,声音可以帮助区分。

振动的强项

振动可以反映许多影响结构运行的状态,例如旋转不平衡、轴承滚道缺陷、导轨接头与不对中、曳引钢丝绳及补偿部件的受力变化,以及乘客感受到的乘运质量。三个线性轴反映方向,三个旋转轴进一步补充单轴传感器无法捕捉的扭转和晃动信息。

轴承滚道缺陷 导轨冲击 乘运质量 钢丝绳动态

声学的补充

有些摩擦、气流和接触问题几乎不引起位移,比如制动器刮擦、门机齿轮啸叫、补偿链或补偿绳蹭井道壁、早期润滑不足。这些问题在振幅出现变化之前很久,就会先体现在频谱成分上。这也是经验丰富的维保师傅总是先听、后看的原因。

制动器摩擦 门机啸叫 补偿链、补偿绳摩擦 润滑不足

单一信号只能说明「出现了变化」。声音与振动在同一趟运行中相互印证,才能进一步判断「哪里变了、可能是什么问题」。前者只是一声警报,后者才能直接指导排查。

04 · 一梯一基线

老梯不等于坏梯。

在实际楼宇中,状态监测失败最常见的原因是:固定阈值会把老梯统统报出来,其他问题却一个也发现不了,不出一个月,预警就没人理了。梯先知根据每台梯自己的历史数据来设定阈值。

固定阈值 vs. 自参照基线 同样两台梯 · 同一观察周期
固定行业阈值 A 梯 · 3 年 · 健康 B 梯 · 18 年 · 同样健康,只是噪声本来就大 自参照基线先于固定阈值发现偏离 低高
新梯:自身基线本来就低 18 年老梯:自身基线较高,属正常现象 偏离自身基线
A

先摸清常态

随着运行数据积累,系统逐步建立这台电梯在不同载荷、方向、速度和楼层条件下的特征基线。记录的不是单个数值,而是一组运行特征。基线建立过程中可参考相近设备与工况;基线稳定后,异常变化主要与该梯自身的历史运行状态进行比较。

B

同工况对比

满载上行、1.0 m/s 的运行数据,只与同样满载上行、1.0 m/s 的数据比较。排除载荷和方向的影响后,真实的漂移就不会淹没在正常波动里。

C

报趋势,不报毛刺

单趟异常,可能只是乘客在轿厢里跳了一下。连续几百趟朝同一方向漂移,才说明部件出了问题。系统只针对后一种情况发出预警。

05 · 故障特征库

系统到底在找什么。

以下是特征库中的部分代表性条目。每一条都列出一种物理失效模式、对应的特征表现、通常较早反映变化的信号类型,以及这种变化在数据中的典型呈现方式。

失效模式 特征表现 最先捕捉 发现方式 漏检后果
曳引机轴承磨损 高频幅值先抬升,随后运行频率两侧的边带逐渐变宽 振动 幅值持续抬升 非计划停梯
导轨不对中 / 接头台阶 在固定楼层位置反复出现横向冲击,每趟都一样 振动 固定位置特征 乘运舒适度投诉、导靴加速磨损
门机劣化 开关门周期变长,2–6 kHz 频段的齿轮啸叫逐渐抬高 声学 + 门区 周期与频段趋势 门系统故障是造成困人事故的首要原因
补偿链或补偿绳 / 随行电缆 仅在特定行程区间出现的宽带摩擦声,其他区间没有 声学 特定区间特征 电缆损伤,噪音投诉
制动器衬片磨损 / 拖闸 启动和停止时出现刮擦特征,减速曲线同时发生偏移 声学 + 速度 起停特征趋势 直接影响安全
对重导轨故障 间歇性振动,轿厢侧找不到振源,需靠结构交叉比对定位 振动 事件触发特征 人工难以排查,常被误判
滚轮导靴 / 滑动导靴磨损 整个行程的横向 RMS 缓慢上升,没有固定位置 振动 全程缓慢上升 乘运质量下降
润滑不足 幅值尚无可测变化时,频谱成分已整体上移 声学 频谱先于幅值变化 此时处理,成本最低

以上为部分示例。完整特征库涵盖 50+ 类故障特征模式,基于曳引电梯积累,并随每一次经过验证的维修结果持续扩充。

06 · 技术问答

工程师最关心的问题。

如何区分电梯自身特征和乘客造成的干扰?

有两道保障。第一,分析以单趟运行为单位,并按载荷、方向和速度分类比对,偶发事件不会影响基线。第二,故障信号有规律:轴承缺陷按与轴转速相关的频率重复出现,导轨接头问题在固定楼层位置重复出现,而乘客的动静不会这样重复。只有在几百趟运行中持续出现且有规律的偏离,系统才会发出预警,某个下午格外吵闹并不会触发。

需要接入电梯控制系统吗?

不需要。传感器从系统外部采集电梯运行产生的振动与声学信号,不接控制柜总线、不依赖厂家协议,也不在电梯上安装固件。因此可以跨品牌部署在曳引电梯上;特殊梯型和工况需在部署前评估。

不接控制柜,速度、载荷和楼层位置是怎么来的?

速度、载荷与楼层位置由我们自己的算法从传感器数据推导得出,全程不接入控制系统,也不取用控制柜的任何信号。

现场没有网络怎么办?

数据会先缓存在本地,恢复联网后再补传。记录由设备在采集时直接写入,而不是上传时再拼接,因此趋势数据保持完整。便携速检仪本身就支持完全离线采集,地下室、机房和没有手机信号的井道都是常规作业环境,并非特殊情况。

新接入的电梯,多久能产出有效结果?

位置相关的异常,例如导轨接头冲击、导轨不对中和门区异常,可能在最初几趟运行中就显现,因为它们对应井道中的固定位置,而不是长期趋势。趋势类预警则需要先让这台电梯的运行基线在正常工况下稳定下来;曳引机案例中的异常变化是在两个月的趋势中逐步显现的。

数据能事后修改吗?

被评估的一方改不了。运行记录由设备自行生成并按原样上传,后台不提供任何编辑运行数据的入口,整条链路上也没有人工签到、上传照片或手动填写字段这些环节。

液压梯、螺杆梯、扶梯能用吗?

目前我们主要面向曳引电梯,故障特征库在这方面积累最深。液压式、螺杆式等其他类型的电梯,需要针对性适配。如有扶梯方面的需求,也欢迎与我们联系,共同探讨在扶梯上的应用。