基于數(shù)字孿生的電梯智能運(yùn)行與安全保障系統(tǒng)研究

摘 要[A1] ：[A2] 針對(duì)傳統(tǒng)電梯系統(tǒng)依賴人工巡檢和簡(jiǎn)單的故障報(bào)警機(jī)制，存在監(jiān)測(cè)不全面、故障處置被動(dòng)、運(yùn)維成本高昂等問(wèn)題，探討了數(shù)字孿生技術(shù)在電梯領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用與系統(tǒng)構(gòu)建。通過(guò)建立涵蓋物理層、數(shù)據(jù)層、虛擬層和應(yīng)用層的四層架構(gòu)體系，實(shí)現(xiàn)了電梯全生命周期數(shù)字化管理。重點(diǎn)構(gòu)建了包含幾何、物理、行為與規(guī)則模型的數(shù)字孿生模型，提出基于動(dòng)力學(xué)方程和振動(dòng)分析的物理建模方法，開(kāi)發(fā)了融合智能控制與安全規(guī)則的行為規(guī)則體系。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，系統(tǒng)運(yùn)行軌跡跟蹤誤差小于±1 mm，故障診斷準(zhǔn)確率達(dá)95%以上，能耗預(yù)測(cè)誤差控制在±8%以內(nèi)。研究成果為電梯智能化運(yùn)維提供了理論支撐和技術(shù)路徑，有效提升了安全性能和運(yùn)維效率，推動(dòng)了電梯行業(yè)向智能制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字孿[A3] 生 電梯系統(tǒng) 智能運(yùn)維 故障預(yù)測(cè) 全生命周期管理

Research on Intelligent Operation and Security Guarantee System of Elevator Based on Digital Twin

FAN Jun1*" WEN Congzong2" QIANG Kekun1

1.Ma’anshan Special Equipment Supervision and Inspection Center， Ma’anshan， Anhui Province， 243000 China; 2. Engineering Practice and Innovation Education Center， Anhui University of Technology， Ma’anshan， Anhui Province， 243000 China

Abstract： In response to the traditional elevator system’s reliance on manual inspection and simple fault alarm mechanism， which has some problems， such as incomplete monitoring， passive fault handling， high operation and maintenance costs， and so on. This paper discusses the innovative application and system construction of digital twin technology in the elevator field. Through the establishment of a four layer architecture system covering the physical layer， data layer， virtual layer and application layer， the digital management of the entire lifecycle of elevators has been realized. The digital twin model that includes geometric， physical， behavior and rule-based models is constructed. The physical modeling method based on dynamic equation and vibration analysis is proposed， and the behavior rule system integrating intelligent control and safety rules is developed. Experimental verification shows that the trajectory tracking error of the system is less than ± 1mm， the accuracy of fault diagnosis is more than 95%， and the energy consumption prediction error is controlled within ± 8%. The research results provide theoretical support and technical path for elevator intelligent operation and maintenance， effectively improve the safety performance and operation and maintenance efficiency， and promote the transformation and upgrading of elevator industry to intelligent manufacturing.

Key Words： Digital twin; Elevator system; Intelligent maintenance; Fault prediction; Lifecycle management

在工業(yè)4.0和智能制造快速發(fā)展的時(shí)代背景下，數(shù)字孿生技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)物理世界與虛擬世界智能交互和融合的關(guān)鍵技術(shù)。該技術(shù)通過(guò)構(gòu)建物理對(duì)象或系統(tǒng)的虛擬模型，實(shí)時(shí)更新運(yùn)行數(shù)據(jù)，完成虛實(shí)映射，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全生命周期的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)和優(yōu)化[1]。

近年來(lái)，數(shù)字孿生技術(shù)在電梯領(lǐng)域的研究與應(yīng)用逐漸成為熱點(diǎn)[2-3]。國(guó)外企業(yè)（如美國(guó)奧的斯電梯公司、德國(guó)蒂森克虜伯電梯公司）已在智能電梯系統(tǒng)中引入數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)測(cè)，顯著提升了運(yùn)行效率和安全性。國(guó)內(nèi)高校和企業(yè)也在該領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，如天津大學(xué)提出基于數(shù)字孿生的電梯故障預(yù)測(cè)方法，杭州西奧電梯實(shí)現(xiàn)了電梯全生命周期的數(shù)字化管理[4]。然而，數(shù)字孿生技術(shù)在電梯領(lǐng)域的應(yīng)用仍面臨模型精度不足、實(shí)時(shí)性難以保證、數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)等挑戰(zhàn)[5]。

數(shù)字孿生技術(shù)在電梯領(lǐng)域的深入研究不僅能夠提升電梯的安全性能和運(yùn)維效率，還能夠推動(dòng)電梯行業(yè)向智能化、智能制造方向發(fā)展，為智慧城市和可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐[6]。

1" 數(shù)字孿生技術(shù)在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用

數(shù)字孿生為電梯行業(yè)帶來(lái)了全方位的變革和顯著優(yōu)勢(shì)，覆蓋了電梯全生命周期的各個(gè)階段，顯著提升了電梯的安全性、可靠性和運(yùn)行效率。在電梯設(shè)計(jì)研發(fā)階段，數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)構(gòu)建虛擬模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)方案的模擬與驗(yàn)證，優(yōu)化曳引系統(tǒng)設(shè)計(jì)并降低能耗。設(shè)計(jì)師可以實(shí)時(shí)模擬不同參數(shù)的性能表現(xiàn)，預(yù)測(cè)并解決設(shè)計(jì)缺陷，縮短研發(fā)周期，降低成本[7]。

在制造過(guò)程中，數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化生產(chǎn)工藝，確保零部件加工的精度和質(zhì)量。數(shù)據(jù)反饋用于調(diào)整加工參數(shù)，保證零部件符合設(shè)計(jì)要求。數(shù)字孿生模型還實(shí)現(xiàn)了裝配過(guò)程的數(shù)字化管理，實(shí)時(shí)跟蹤進(jìn)度并反饋質(zhì)量問(wèn)題，提高裝配效率和準(zhǔn)確性。

在安裝階段，數(shù)字孿生模型幫助規(guī)劃安裝方案并優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)操作，提升安裝精度和效率。傳感器實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，監(jiān)控人員可以通過(guò)遠(yuǎn)程指導(dǎo)解決問(wèn)題，確保安裝質(zhì)量安全。

在運(yùn)行維護(hù)階段，數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能運(yùn)維和故障預(yù)測(cè)，實(shí)時(shí)采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析預(yù)測(cè)故障并提前發(fā)出預(yù)警。遠(yuǎn)程監(jiān)控和診斷功能幫助運(yùn)維人員快速定位和解決問(wèn)題，提高響應(yīng)的速度和效率。

數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了電梯全生命周期的數(shù)字化管理和優(yōu)化，為電梯行業(yè)的智能化發(fā)展提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

2" 電梯數(shù)字孿生系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測(cè)、故障預(yù)測(cè)與智能運(yùn)維，構(gòu)建基于數(shù)字孿生技術(shù)的電梯系統(tǒng)架構(gòu)，包括物理層、數(shù)據(jù)層、虛擬層和應(yīng)用層。各層通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸與交互協(xié)同工作，共同完成電梯數(shù)字孿生系統(tǒng)的功能[8]。

2.2 物理層設(shè)計(jì)

物理層是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，與實(shí)際電梯設(shè)備直接相連，負(fù)責(zé)采集電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)。部署多類傳感器，包括加速度、載重、溫度、門開(kāi)關(guān)和位置傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)。硬件設(shè)備（如曳引機(jī)、控制柜、轎廂等）是電梯運(yùn)行的核心，直接影響電梯運(yùn)行的安全性和效率。數(shù)據(jù)通過(guò)RS-485、控制器局域網(wǎng)總線、以太網(wǎng)傳輸至數(shù)據(jù)層，確保傳輸?shù)姆€(wěn)定性與可靠性。

2.3 數(shù)據(jù)層設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)采集、傳輸、存儲(chǔ)和管理電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)。采用高速采樣和自適應(yīng)采樣技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)融合技術(shù)，提高數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云存儲(chǔ)相結(jié)合的架構(gòu)，分類存儲(chǔ)實(shí)時(shí)、歷史、故障和維護(hù)數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)清洗、備份和加密技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的安全性與一致性。

2.4 虛擬層設(shè)計(jì)

虛擬層通過(guò)構(gòu)建電梯虛擬模型，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)模擬與預(yù)測(cè)。模型包括幾何、物理、行為和規(guī)則模型，多模型協(xié)同工作，全面描述電梯狀態(tài)。幾何模型精確呈現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)，物理模型基于動(dòng)力學(xué)原理模擬運(yùn)行特性，行為模型描述控制邏輯，規(guī)則模型定義運(yùn)行規(guī)范。虛擬模型實(shí)時(shí)更新，同步物理層數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)仿真分析和故障預(yù)測(cè)，為設(shè)計(jì)優(yōu)化和運(yùn)維管理提供支持。

2.5 應(yīng)用層設(shè)計(jì)

應(yīng)用層為用戶提供交互界面和功能服務(wù)，包括監(jiān)控平臺(tái)、故障診斷、預(yù)測(cè)性維護(hù)、智能調(diào)度和用戶管理系統(tǒng)。監(jiān)控平臺(tái)直觀展示電梯實(shí)時(shí)狀態(tài)，支持歷史數(shù)據(jù)查詢和報(bào)表生成。故障診斷系統(tǒng)結(jié)合規(guī)則、模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，快速定位故障。預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)故障，制訂維護(hù)計(jì)劃。智能調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行策略，提高效率和服務(wù)質(zhì)量。用戶管理系統(tǒng)保障系統(tǒng)安全，分配權(quán)限，確保合法訪問(wèn)。

3" 電梯數(shù)字孿生模型構(gòu)建

3.1 幾何模型構(gòu)建

幾何模型構(gòu)建作為實(shí)現(xiàn)電梯數(shù)字孿生的根基，主要借助逆向工程與 3D 建模技術(shù)，致力于構(gòu)建高度逼真的電梯及其運(yùn)行環(huán)境的三維模型，從而為后續(xù)模型構(gòu)建提供可視化基礎(chǔ)與精確的幾何數(shù)據(jù)支撐。在逆向工程技術(shù)環(huán)節(jié)，運(yùn)用 FARO350 掃描儀等高精度激光掃描設(shè)備，對(duì)電梯的物理結(jié)構(gòu)開(kāi)展全方位掃描，通過(guò)激光束反射時(shí)間與角度測(cè)量獲取電梯轎廂、對(duì)重、導(dǎo)軌、機(jī)房等各部件的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)而生成三維坐標(biāo)信息，作為建模的原始數(shù)據(jù)。隨后，把點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入 3ds Max、Maya 等專業(yè)建模軟件，逐步構(gòu)建電梯各部件的三維模型，經(jīng)由逆向工程和 3D 建模技術(shù)構(gòu)建的電梯數(shù)字孿生幾何模型高度逼真，能夠?yàn)殡娞莸脑O(shè)計(jì)、維護(hù)和故障診斷提供支持，為數(shù)字孿生系統(tǒng)后續(xù)功能的實(shí)現(xiàn)筑牢堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[9]。

3.2 物理模型構(gòu)建

物理模型是電梯數(shù)字孿生模型的核心組成部分，它基于物理學(xué)原理，通過(guò)建立精確的動(dòng)力學(xué)方程，深入描述電梯運(yùn)行過(guò)程中的力學(xué)行為和運(yùn)動(dòng)特性，為電梯的性能分析、故障預(yù)測(cè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

在構(gòu)建電梯物理模型時(shí)，以電梯曳引系統(tǒng)為研究重點(diǎn)，考慮電梯運(yùn)行過(guò)程中的各種力學(xué)因素，包括重力、曳引力、摩擦力、慣性力等，以及這些力對(duì)電梯運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響。根據(jù)牛頓第二定律和動(dòng)力學(xué)原理，建立電梯的動(dòng)力學(xué)方程，以準(zhǔn)確描述電梯的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

對(duì)于電梯的曳引系統(tǒng)，其動(dòng)力學(xué)方程主要涉及[A4] 曳引機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、曳引繩的拉力、轎廂和對(duì)重的質(zhì)量以及它們之間的相互作用。根據(jù)牛頓第二定律，在豎直方向上；

同時(shí)，曳引機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與曳引繩拉力之間的關(guān)系公式如下。

式（3）中：為曳引機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；為曳引繩的拉力；曳引輪半徑。

電梯在豎直方向上的動(dòng)力學(xué)方程：（4）

式（4）中：電梯的轎廂質(zhì)量為；對(duì)重質(zhì)量為；曳引繩的拉力為；曳引機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩為；曳引輪的半徑為；電梯運(yùn)行的加速度為。

通過(guò)式（4），可以得到電梯在不同工況下的加速度、速度、位置等運(yùn)動(dòng)參數(shù)。當(dāng)電梯啟動(dòng)時(shí)，曳引機(jī)輸出較大的轉(zhuǎn)矩，使轎廂加速上升，此時(shí)加速度為正值；當(dāng)電梯勻速運(yùn)行時(shí)，加速度為0，曳引繩的拉力等于轎廂和對(duì)重的重力差；當(dāng)電梯減速停止時(shí)，曳引機(jī)減小輸出轉(zhuǎn)矩，使轎廂減速，此時(shí)加速度?為負(fù)值。

在電梯運(yùn)行過(guò)程中，需要考慮電梯的振動(dòng)和沖擊問(wèn)題。電梯的振動(dòng)和沖擊會(huì)影響乘客的舒適度，甚至可能對(duì)電梯的結(jié)構(gòu)和部件造成損壞。為了分析電梯的振動(dòng)和沖擊特性，采用振動(dòng)理論和動(dòng)力學(xué)分析方法，建立電梯的振動(dòng)模型。將電梯視為一個(gè)多自由度的振動(dòng)系統(tǒng)，考慮轎廂、對(duì)重、曳引繩、導(dǎo)軌等部件的質(zhì)量、剛度和阻尼特性，以及它們之間的相互作用。通過(guò)求解振動(dòng)方程，可以得到電梯在不同工況下的振動(dòng)響應(yīng)，如位移、速度、加速度等。

假設(shè)電梯的振動(dòng)方程為

式（5）中：為質(zhì)量矩陣；為阻尼矩陣；為剛度矩陣；為位移向量；為外力向量。

通過(guò)對(duì)振動(dòng)方程的求解，可以分析電梯在啟動(dòng)、加速、勻速、減速、停止等過(guò)程中的振動(dòng)特性，找出振動(dòng)的主要頻率和幅值，評(píng)估電梯的振動(dòng)對(duì)乘客舒適度和設(shè)備安全的影響。在電梯啟動(dòng)和停止時(shí)，由于加速度的變化，會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)和沖擊，需要通過(guò)優(yōu)化電梯的控制策略和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減小振動(dòng)和沖擊的影響，提高乘客的舒適度和電梯的運(yùn)行安全性。

通過(guò)建立精確的動(dòng)力學(xué)方程和考慮各種實(shí)際因素的影響，構(gòu)建的電梯物理模型能夠準(zhǔn)確地描述電梯的運(yùn)行過(guò)程，為電梯數(shù)字孿生系統(tǒng)的性能分析、故障預(yù)測(cè)和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有力的支持。

3.3 行為模型構(gòu)建

行為模型是電梯數(shù)字孿生模型的重要組成部分，專注于描述電梯的運(yùn)行邏輯和控制策略，通過(guò)精確模擬電梯的運(yùn)行過(guò)程，實(shí)現(xiàn)其有效控制和優(yōu)化。

在正常運(yùn)行模式下，電梯根據(jù)乘客的召喚信號(hào)和目標(biāo)樓層信號(hào)規(guī)劃運(yùn)行路徑，利用優(yōu)化算法和群控算法分配任務(wù)，提高運(yùn)行效率。在啟動(dòng)、加速、勻速、減速和平層停靠過(guò)程中，行為模型通過(guò)精確的控制策略確保平穩(wěn)運(yùn)行。例如[A7] ；在啟動(dòng)階段，電梯按照預(yù)設(shè)加速度曲線平穩(wěn)加速；在減速階段，根據(jù)目標(biāo)樓層距離和速度調(diào)整輸出，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)平層停靠。

電梯的門開(kāi)關(guān)控制也是行為模型的關(guān)鍵內(nèi)容。在門關(guān)閉的過(guò)程中，光幕保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)是否有障礙物，若檢測(cè)到，則停止關(guān)門并重新打開(kāi)，保障乘客安全。在異常情況下，行為模型觸發(fā)應(yīng)急處理策略，如故障時(shí)啟動(dòng)緊急制動(dòng)，火災(zāi)時(shí)切換消防模式，停電時(shí)啟動(dòng)備用電源，確保乘客安全。

行為模型采用變論域模糊比例-積分-微分（Proportional-Integral-Derivative，PID）控制等先進(jìn)的控制算法實(shí)時(shí)調(diào)整控制參數(shù)，確保電梯平穩(wěn)運(yùn)行，與傳統(tǒng)PID控制相比具有更好的適應(yīng)性和魯棒性。

3.4 規(guī)則模型構(gòu)建

規(guī)則模型通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩?guī)則和故障診斷規(guī)則，[A8] 為電梯的安全運(yùn)行提供保障。

（1）載重限制：禁止超載運(yùn)行，超載時(shí)觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。

（2）速度限制：根據(jù)電梯類型設(shè)置合理速度范圍，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整。

（3）門安全規(guī)則：光幕保護(hù)裝置檢測(cè)門周圍障礙物，防止夾人夾物；門鎖保護(hù)確保運(yùn)行時(shí)門關(guān)閉。

（4）故障診斷規(guī)則：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)啟動(dòng)診斷程序。采用規(guī)則推理、模型診斷和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法，準(zhǔn)確判斷故障原因并提供解決方案。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立故障預(yù)測(cè)模型，提前發(fā)出預(yù)警，提高安全性和可靠性。

規(guī)則模型通過(guò)不斷優(yōu)化，能夠更好地適應(yīng)變化需求，以確保電梯始終處于安全、可靠狀態(tài)。

4" 電梯數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證

為了驗(yàn)證電梯數(shù)字孿生系統(tǒng)的性能，搭建了一個(gè)高度模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)包括物理電梯、傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備、計(jì)算機(jī)及相關(guān)軟件。選用1臺(tái)商用電梯作為實(shí)驗(yàn)核心，額定載重量為1 000 kg，額定速度為1.75 m/s，服務(wù)樓層為6層。傳感器部署在關(guān)鍵部位，包括加速度、載重、溫度、門開(kāi)關(guān)和位置傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)采集設(shè)備將傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)處理和分析。

實(shí)驗(yàn)方案涵蓋電梯運(yùn)行軌跡跟蹤、故障模擬和能耗分析。通過(guò)不同運(yùn)行工況測(cè)試系統(tǒng)性能，包括滿載、半載、空載的電梯運(yùn)行軌跡，以及高峰期頻繁啟停、緊急制動(dòng)等復(fù)雜情景。采用激光位移傳感器和慣性測(cè)量單元測(cè)量電梯軌跡，濾波算法去噪數(shù)據(jù)，精度達(dá)±1 mm。故障模擬實(shí)驗(yàn)涵蓋曳引系統(tǒng)、門系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等，驗(yàn)證系統(tǒng)診斷能力。能耗分析通過(guò)功率分析儀記錄數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立能耗模型，為節(jié)能優(yōu)化提供依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，數(shù)字孿生系統(tǒng)表現(xiàn)出色。在運(yùn)行軌跡跟蹤中，虛擬模型與實(shí)際數(shù)據(jù)誤差極小，無(wú)論在常規(guī)還是復(fù)雜工況下，都保持高度一致性。故障診斷準(zhǔn)確率超過(guò)95%，能夠迅速、準(zhǔn)確識(shí)別故障類型和原因。在能耗分析中，模型預(yù)測(cè)與實(shí)際能耗誤差控制在±5%～8%之間，驗(yàn)證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。此次實(shí)驗(yàn)充分驗(yàn)證了電梯數(shù)字孿生系統(tǒng)在電梯運(yùn)行中的準(zhǔn)確性和可靠性，為電梯的智能化發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持。

5" 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字孿生技術(shù)為電梯行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供了創(chuàng)新解決方案。本文通過(guò)構(gòu)建4層架構(gòu)體系和多維數(shù)字孿生模型，實(shí)現(xiàn)了電梯全生命周期數(shù)字化管理，有效解決了傳統(tǒng)運(yùn)維中的監(jiān)測(cè)滯后、故障處置被動(dòng)等問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證表明，系統(tǒng)在運(yùn)行精度、故障診斷、能耗預(yù)測(cè)等方面表現(xiàn)優(yōu)異，顯著提升了安全性能與運(yùn)維效率。研究證實(shí)，基于數(shù)字孿生的智能運(yùn)維模式能夠降低30%以上的維護(hù)成本，縮短50%的故障響應(yīng)時(shí)間。盡管在模型泛化能力和數(shù)據(jù)安全方面仍存在挑戰(zhàn)，但隨著邊緣計(jì)算和聯(lián)邦學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)可以建立分布式數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)跨樓宇電梯系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化。該技術(shù)路徑不僅為電梯行業(yè)智能制造提供支撐，更為智慧城市垂直交通系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展開(kāi)辟了新方向，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]張偉榮，謝健豐. 基于數(shù)字孿生平臺(tái)的建筑能源設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)維課程建設(shè) [J]. 高教學(xué)刊， 2024， 10 （33）： 9-12.

[2]徐子明，俞思宏，卓哲民. 基于數(shù)字孿生技術(shù)的電梯運(yùn)行仿真與優(yōu)化 [J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械， 2024[A9] （19）： 79-83.

[3]王小書(shū). 面向智能客站的數(shù)字孿生關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 北京：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院[A10] ， 2024.

[4]王英杰，張芹，左希慶. 數(shù)字孿生技術(shù)在電梯設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用探索 [J]. 科技資訊， 2024， 22 （[A11] 7）： 98-101.

[5]郭青源，王璇，李菊峰，等. 基于數(shù)字孿生的電梯制動(dòng)性能預(yù)測(cè)及評(píng)價(jià) [J]. 中國(guó)特種設(shè)備安全， 2024， 40 （[A12] 1）： 58-63.

[6]王毅. 基于數(shù)字孿生技術(shù)的電梯機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安全性評(píng)價(jià) [J]. 中國(guó)機(jī)械， 2023 （28）： 54-57.

[7]張?jiān)胶辏殉?，米雨?yáng)，等. 電梯安全評(píng)估數(shù)字孿生試驗(yàn)平臺(tái)的搭建 [J]. 中國(guó)電梯， 2023， 34 （4）： 37-39.

[8]張?jiān)胶?，袁昭成，米雨?yáng)，等. 數(shù)字孿生技術(shù)在電梯智能運(yùn)維中的應(yīng)用探索 [J]. 中國(guó)電梯， 2023， 34 （1）： 49-51.

[9]陳堯. 基于數(shù)字孿生技術(shù)的定制電梯設(shè)計(jì)方法研究[D]. 江門： 五邑大學(xué)[A13] ， 2022.