Sensör Füzyonu ile Asansör Kapılarının Arıza Tespiti Modellemesi

Ortaya çıkan teknolojiler, potansiyel arızaların tespitinin genel doğruluğunu ve güvenilirliğini artırıyor.

Daan Smans tarafından

Anahtar Kelimeler: Kapılar, Çarpan Etkisi, Sensör Füzyonu, Makine Öğrenmesi, Nesnelerin İnterneti (IoT)

Özet

Çelik ve beton daha da yükseğe çıkmayı mümkün kılsa da ve cam ve çevre kontrol sistemleri yüksek binaları yaşanabilir kılsa da, bu binaları gerçekten kullanılabilir kılan şey asansörlerdir. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, asansörler giderek binaların çekirdeğini oluşturuyor.

Bir asansörün algılanan değeri büyük ölçüde gerçek performansına bağlıdır ve bu da genellikle "kullanılabilirlik" veya "çalışma süresi" olarak ifade edilir. Bir binanın merkezine ek asansörler ekleyerek çalışmama süresini telafi etmek uygulanabilir bir çözüm değildir. Asansör şaftının/şaftlarının genişletilmiş ayak izi, binanın kullanılabilir kullanılabilir zemin alanını azaltır ve böylece binanın ekonomik uygulanabilirliğini düşürür. Bu nedenle, çalışmama süresinin farklı şekilde azaltılması gerekir.

Asansörün anatomisini bir sistem olarak incelerken, asansör tasarımının en büyük değişkeninin ihtiyaç duyulan kapı sayısı olduğu açıkça ortaya çıkar. Kat başına ≥1 oranında kapı sistemi, efor ve malzeme çarpanıdır. Kapı sistemleri ayrıca asansörün en yoğun parçaları arasındadır, genellikle her yüklü yolculukta açılıp kapanırlar, hatta daha sık. Sonuç olarak, arızalı kapı sistemleri genellikle planlanmamış asansör duruş sürelerinin çoğundan sorumludur.

Sensör füzyonu gibi ortaya çıkan teknolojiler, çok sayıda sensörden gelen verileri bir araya getirir; yani optik sensörler, ivmeölçerler, jiroskoplar, sıcaklık, nem, barometrik basınç sensörleri vb. potansiyel arızaları tespit etmenin genel doğruluğunu ve güvenilirliğini artırır. Diğer şeylerin yanı sıra, bu, her bir kapının teknik sağlık durumunu kat bazında izlemeyi mümkün kılar. Bu muazzam miktardaki veriyi zaman içinde toplarken, makine öğrenimi (ML), sorunların nerede meydana gelebileceğini ve bunların ne zaman ele alınması gerektiğini belirlemeyi mümkün kılar. Omurga altyapısı olarak hizmet veren Nesnelerin İnterneti (IoT), bu teknolojilerin giderek daha ekonomik bir şekilde ölçeklenebilir olmasını sağlar.

1. Giriş

Asansör bakım perspektifinden, kapılar genellikle uygun ekipman bakımı için gereken genel bakım çabasını değerlendirmede temel değişkendir. Diğer asansör alt sistemlerinin aksine, bir asansördeki kapı sayısı binanın her katında çoğalır — özellikle bir asansör kabine hem ön hem de arka girişle yapılandırıldığında. 

Yolcuların asansörü kullanabilmesi için, yolcuların içeri veya dışarı girmesine izin vermek amacıyla hem alma hem de varış katlarında kapıların açılıp kapanması gerekir. Bu nedenle, kapılar genellikle asansörün en yoğun kısımları arasındadır. Endüstri standardı, otomatik olarak çalıştırılan sürgülü kapılardır, çünkü bunlar hem yolcu akış verimliliğini hem de rahatlığı artırır. Bu işlem için gereken hareketli parçalar, asansörün normal kullanımıyla zamanla biriken aşınma ve yıpranmaya maruz kalır. 

Aşınma ve yıpranma, yukarıda belirtilen çarpan etkisiyle birleştiğinde (yani kat başına ≥1 kapı oranı), asansörün kapı sistemini genel asansör bakım çabasının temel odak alanı haline getirir. Dahası, asansör arızalarının çoğu genel olarak asansörün kapı sistemlerinde meydana gelir.^[1] Ancak: Kapı bazında gerçek bakım ihtiyacı nasıl belirlenir? Kapıların üzerine ve çevresine doğrudan yerleştirilen sensörlerden gelen duyusal verileri birleştirerek, sensör füzyonuna dayalı veri analitiği, bakım personelinin nerede ve ne zaman hangi tür bakıma ihtiyaç duyulduğuna dair daha bilinçli kararlar almasına yardımcı olabilir. 

Söz konusu Sonucu (Bölüm 5) desteklemek amacıyla bu makale aşağıdaki alanları kapsayacaktır: 

• Asansörler için otomatik olarak çalıştırılan sürgülü kapıların anatomisi (temel)
• Asansör kapılarının bakımına yönelik geleneksel yaklaşım (ilgili bağlam)
• Sensör Füzyonu kavramının asansör kapılarında uygulanması (pratik uygulama)

2. Asansörler İçin Otomatik Olarak Çalıştırılan Sürgülü Kapıların Anatomisi

Bu bölümün amacı, asansörler için otomatik olarak çalıştırılan sürgülü kapıların işleyişi hakkında temel bilgi sağlamaktır - günümüzün endüstri standardı. Bu, asansör teknolojisinde uzman olmayanlar için bu makalenin bağımsız bir okuma olarak daha erişilebilir olmasını sağlamak için yapılır, ancak hiçbir şekilde kapsamlı olması amaçlanmamıştır. Asansör kapısı teknolojisi hakkında daha fazla okuma için, Zack MaCain'in Asansörler 101 adlı standart çalışması önerilir.

Elisha Otis'in, bugün bildiğimiz modern asansörü mümkün kılan güvenlik vincini icat ettiği 172 yıllık tarih boyunca,^[2] asansör kapıları, genellikle daha fazla güvenlik ihtiyacından kaynaklanan çeşitli tasarımlara sahipti. İlk asansör kapısı mekanizmaları, manuel olarak veya mekanik sistemlerin yardımıyla açılıp kapanan basit menteşeli kapılardan oluşuyordu. 

Modern asansör kapısının gelişimi esas olarak 20. yüzyılın hikayesidir.^[3] Teknoloji ilerledikçe daha sofistike tasarımlar ortaya çıktı. Günümüzün endüstri standardı otomatik olarak çalıştırılan sürgülü kapılardır. Bu tür kapılar, yerden tasarruf etmek için birbirinin üzerine kayan birden fazla panel aracılığıyla otomatik olarak açılır ve kapanır. Şekil 1, tipik sürgülü kapı yapılandırmalarının şematik bir genel görünümünü sunar. 

Asansör kapı mekanizmaları, yolcuların ve malların güvenli ve verimli bir şekilde yüklenmesini ve boşaltılmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Asansör kapılarının birincil işlevi, yolcuların asansöre girip çıkmasını kolaylaştırmak için açılıp kapanmaktır. Asansör kapılarının güvenli ve rahat bir şekilde otomatik olarak çalışması için, yolcu hareketini algılayan ve sırasıyla zamanında ve güvenli bir çalışma sağlayan sensörler ve kontrol sistemleri kullanılır.

Asansörler iki farklı kapı seti kullanır, yani asansör kabinine açılan kapılar (yani, "kabin kapıları") ve binanın her erişilebilir inişindeki asansör boşluğuna açılan kapılar (yani, "iniş kapıları"). Asansör kapısı tasarımı için temel bir gereklilik, kapıların yalnızca asansör kabininin tabanının, kabul edilen tolerans seviyeleri dahilinde, binadaki bir iniş tabanına hizalanmış olması durumunda çalışmasına izin verilmesidir. Buna asansör kabininin iniş bölgesi denir. 

Bu nedenle, asansör kabininde bulunan tek bir kapı operatörüne ihtiyaç vardır. Kabin kapılarının iniş kapılarını güvenli ve sorunsuz bir şekilde açıp kapatabilmesi için, kabin kapıları ilgili iniş kapısının kilidini açan ve kabin kapısının bunları birlikte açıp kapatmasına olanak tanıyan bir kavrama mekanizması kullanır. Kapılar, özel bir kapı kontrol ünitesi veya aksi takdirde asansörün ana kontrol sistemi tarafından kontrol edilen bir elektrik motoru tarafından çalıştırılır. İki yaygın kapı operatörü kurulumu türü vardır:

1) Harmonik kapı operatörü: harmonik tahrik, yani, bir döner makinenin dişli oranını azaltarak torku artıran mekanik hız değiştirme cihazı içeren bir elektrik motoru, kapı panellerini açıp kapatmak için çeken veya iten bir dizi metal kola bağlı bir tekerleği döndürür.

2) Doğrusal kayışlı kapı operatörü: doğrusal tahrik, yani kapılara bağlı yatay dişli kayışı çalıştıran ve bunların açılıp kapanmasını sağlayan bir elektrik motoru, kapı panellerinin açılıp kapanmasını sağlamak için bir kayış kullanır.

Kapı panelleri, üst taraflarında bir dizi makara kullanılarak raylara asılır ve alt taraflarında, sırasıyla her bir iniş katındaki kabine gömülü bir kapı eşiğinden kayan pimlerle yönlendirilir. Tipik olarak, her kapı panelinin, kapı raylarının üstünde veya başka bir şekilde içinde hareket eden iki askı makarası ve askı makaralarının raydan dışarı fırlamasını önleyen kapı raylarının altında iki yukarı itme makarası bulunur. Pimler, genellikle kapıların kapı eşiğinden düzgün ve sessiz bir şekilde kaymasını sağlamak için plastik, keçe veya diğer dayanıklı ancak nispeten yumuşak malzemeyle kaplanmış çelikten yapılmış statik parçalardır. 

Asansör kapılarının beklenmedik şekilde yeniden açılmasını gerektiren birçok neden olabilir. Bedensel zarar, mal hasarı ve asansör kapılarının hasar görme riskini azaltmak için otomatik olarak çalıştırılan sürgülü kapıların, bir yolcu veya bir nesne tarafından engellendiğinde kapıları yeniden açmak için bir yeniden açma cihazına (aynı zamanda "güvenlik kenarı" olarak da bilinir) sahip olması gerekir. Bu, mekanik temaslı (genellikle "kapı tamponları") veya temassız tasarımlı (genellikle "ışık perdeleri" veya alternatif olarak eski asansör kapısı modellerinde "foto-göz") olabilir. 

Hem foto gözler (tek ışın) hem de ışık perdeleri (çoklu ışınlar), asansör kapılarını ışın(lar)dan herhangi biri engellendiği sürece açık tutan kızılötesi ışınlara dayanarak çalışır. Bu, yolcuların kapılarla herhangi bir fiziksel temas riski olmadan asansöre girip çıkmalarını sağlar. Bir foto göze göre ışık perdesi kullanmanın avantajı, ilkinin kapının neredeyse tüm alanını algılayabilmesi, ikincisinin ise yalnızca tek bir noktadaki olası engelleri algılayabilmesidir. 

İyi tasarlanmış bir ışık perdesi, "ışınların" önemli bir süre boyunca engellendiğini fark etme yöntemlerini içerir. "Nüdasyon" olarak bilinen bu özellik, kişiyi kapıları engellediğine dair uyarır ve sinyal verir. Nüdasyon, kapıları nazikçe kapatmak ancak gerektiğinde yeniden açmak için kapatma mekanizmasının daha düşük bir hızda ve torkta çalışmasına neden olur.

Işık perdelerinin aksine, kapı tamponları (ayrıca "kapı tamponları" veya "mekanik güvenlik kenarları" olarak da bilinir) kapıları yalnızca bir yolcu veya bir nesneyle temas ettiğinde geri çekilmeye tetikler. Kapı tamponları nispeten güvenli olsa da, bazen arızalanabilir ve daha sonra bir yolcuyla çarpıştıklarında geri çekilmeyebilirler. Sonuç olarak, kapı tamponlarının çoğu daha güvenilir performans gösteren ışık perdeleriyle değiştirilmiştir. Bunun istisnaları, daha yeni model kapı tamponlarının ek koruma için kapı tamponlarının içine yerleştirilmiş ışık perdelerine sahip olduğu birkaç Asya ülkesinde bulunabilir - yani Japonya, Güney Kore, vb. 

Asansör kabininin hareket etmesine izin verilmeden önce iniş kapılarının kapatılması ve kilitlenmesi gerekir. Bunun istisnası, asansörün kabin tabanını ilgili iniş tabanıyla yeniden hizalaması gerektiğinde, kapılar açıkken izin verilen sözde "seviyeleme hızı"ndaki harekettir. Kilit (aynı zamanda "kapı kilidi" olarak da bilinir) şunları sağlayan bir güvenlik mekanizmasıdır:

• Kabin, tüm kapılar güvenli bir şekilde kapatılmadığı sürece hareket edemez;
• Kabin mevcut olmadığı sürece iniş kapılarının açılması engellenmektedir;
• Kabin hareket halindeyken asansör kapıları güvenli bir şekilde kilitlenir.

1970'li ve 1980'li yıllarda, katlar arasında duran asansörden kendi kendine tahliye olmak amacıyla, asansörün kilit mekanizmasını manuel olarak açarak kabin kapılarını açmaya çalışan asansör yolcularının karıştığı birçok kaza yaşandı.^[4] Bu güvenlik riskini azaltmak için, kabin iniş alanı dışında olduğunda kabin kapılarının dar bir aralıktan daha fazla açılmasını önlemek amacıyla kapı kısıtlayıcıları yerleştirildi.

Yukarıdakilerin hepsine rağmen, her iniş kapısında, yetkili personelin (yani asansör teknisyenlerinin) "bırakma anahtarı" olarak bilinen özel bir kapı açma anahtarı kullanarak asansör boşluğuna erişebilmesini sağlayan elle çalıştırılan mekanik bir geçersiz kılma mekanizması bulunur. Bu manuel geçersiz kılma, asansör kabini iniş bölgesinde bulunsun veya bulunmasın gerçekleşebilir. Asansörün iniş kapılarının manuel olarak açılması genellikle asansör bakımı sırasında veya yolcuların sıkıştığı gibi bir acil durumda yapılır.

Yukarıdakilerin hepsi için: Asansör kapı sisteminin herhangi bir hareketli parçası, normal kullanımdan kaynaklanan aşınma ve yıpranma nedeniyle zamanla bozulmaya meyillidir. Ancak, bir dizi faktöre bağlı olarak —yani, belirli işlev, kullanım yoğunluğu, kullanılan malzeme, iklim koşulları, vb.— bazı parçalar diğerlerinden daha hızlı bozulur. Aşağıdaki bölüm, asansör kapılarının aşınma ve yıpranma nedeniyle bozulmasını ve asansör kapısı bakımı için geleneksel uygulamaları ele alacaktır.

3. Asansör Kapılarının Bakımına İlişkin Geleneksel Yaklaşım 

Güvenli olmayan asansörlerin binici halk için potansiyel olarak ciddi sonuçları göz önüne alındığında, dünya çapındaki düzenleyiciler asansörlerin düzenli önleyici bakımını zorunlu hale getirmiştir. Önleyici bakım aralığı, ilgili AHJ tarafından belirlenen ve uygulanan düzenleyici gerekliliklere bağlı olarak pazara göre değişir. Örneğin, aralığın büyük ölçüde asansörün sahibi ve asansörün bakım yüklenicisi arasında belirlenebildiği pazarlar (yılda en az bir ziyaret zorunludur) ile bakım aralığının düzenleyici olarak öngörüldüğü pazarlar vardır. 

Herhangi bir elektromekanik ekipman için geleneksel bakım yaklaşımlarının temel prensipleri iki kategoriye ayrılabilir:

3) Önleyici bakım, düzenli olarak normal kullanımdan kaynaklanan aşınma ve yıpranma nedeniyle oluşan ekipman bozulmasını ele almayı amaçlar. Aşınma ve yıpranma genellikle sistemin artık ideal durumunda çalışmadığı, ancak yine de tatmin edici bir şekilde çalışabildiği bir hasara yol açar.^[5] 

4) Düzeltici bakım, aşınma ve yıpranmanın sistemin artık tatmin edici bir şekilde çalışmasını engelleyecek bir arızaya yol açması (kalitede kabul edilemez bir azalmaya yol açan bir değişiklik) durumunda ortaya çıkan ekipman arızalarını gidermeyi amaçlar.^[5] Ekipman arızalarının bir diğer nedeni de asansörün yolcular tarafından yanlış kullanımı (hem kasıtsız/kazara hem de kasıtlı/vandallık) olabilir. 

Yukarıdakiler sırasıyla genel asansör bakımı ve özel olarak asansör kapıları için geçerlidir. Bakım faaliyetlerini uyumlu hale getirmek, yönlendirmek ve kontrol etmek için, yaygın olarak kabul görmüş kurallar dizisi kanunlaştırıldı. Örneğin, Amerikan Makine Mühendisleri Derneği (ASME) 1921'de ilk kodunu yayınladığında bakıma ayrılmış bir bölüm eklemişti.^[6] Daha sonra asansör bakımı konusunda uzmanlaşmış şirketler, Bakım Kontrol Programlarını (MCP) bu tür yönetmeliklere dayandırdılar.

Temel olarak, önleyici asansör bakımı, asansörün performansının geçerli kod gerekliliklerine uymasını sağlamak amacıyla parçaların, bileşenlerin ve/veya alt sistemlerin rutin muayenesi, yağlanması, temizlenmesi ve ayarlanması sürecidir. MCP'ler, gerçekleştirilmesi gereken gerekli iş öğelerini belirleyerek, tamamlanan işi kaydetmek için bir yer sağlayarak ve tamamlanma kayıtlarını tutarak bunu yönlendirir. Bu prosedürlere titizlikle ve tutarlı bir şekilde uyulduğunda, önleyici bakımın beklenmedik asansör duruş süresi riskini azalttığı ve aynı zamanda aşırı bozulma önlendiği için kalan faydalı ömrü artırdığı genel olarak kabul edilir.

Asansör kapı sistemlerine özgü olarak, Tablo 1'de MCP'lerin önleyici ve düzeltici bakım faaliyetleri açısından genellikle neleri kapsadığı (ancak bunlarla sınırlı olmadığı) özetlenmiştir.

MCP'lerin sağladığı birçok faydaya rağmen, yeni teknolojilerin ortaya çıkması geleneksel MCP'lerin sınırlamalarını da vurguladı. En önemlisi, geleneksel MCP'ler zaman içindeki kullanım yoğunluğu, kullanılan malzemelerin kalitesi, asansörün şaftı ve makine dairesindeki iklim koşulları vb. gibi temel değişkenleri hesaba katmaz. Dijital teknolojilerdeki gelişmeler, bu dinamikleri hesaba katmak için gereken yetenekleri giderek daha fazla sağlıyor. Bu da, duruma dayalı ve öngörücü bakım stratejilerinin ortaya çıkmasına yol açtı. ^[7,8] 

Aşağıdaki bölümde asansör sektöründe ilk uzaktan izleme sistemlerinin tanıtımına ilişkin kısa bir tarihçe, amaçları, bunların zaman içinde nasıl geliştiği ve nihayetinde bunun sensör füzyon konseptine dayalı en son gelişmeye nasıl yol açtığı ele alınacaktır.

Asansör kapı ekipmanları	Menşei
Kapı operatörü, bağlantılar ve kayış	Ben, A, R
Kapı anahtarı ve kilitlemeler	Ben, A, R
Kabin ve iniş kapısı makaraları	ben, R
Kapı hızları ve süreleri	ben, bir
Kapı kısıtlayıcıları	Ben, A, R
Kapı kapatıcılar ve ilgili cihazlar	Ben, A, R
Kapı rayları ve hangarlar	Ben, C, L
Kapı kavraması ve kavrama mekanizmaları	Ben, A, L
Kapı basıncı	ben, bir
Zorla kapatma, dürtme	ben, bir
Kapı pervazları, şantiye korumaları ve astragaller	Ben, A, R

4. Asansör Kapılarına Uygulanan Sensör Füzyonu Kavramı

Dünyanın önde gelen asansör şirketlerinin çoğu, yaklaşık kırk yıl önce uzaktan izleme sistemlerinin (RMS) ilk versiyonlarını geliştirdi ve tanıttı. Bu birinci nesil sistemler, temel analizler ve birkaç sensör kullanılarak asansörün kontrol sisteminden alınan önceden işlenmiş verilere dayanıyordu. Bu sistemler, internetin ortaya çıkmasından önce geliştirildi, bu nedenle veriler genellikle yerel veritabanlarında depolanıyordu. Hafıza şeridinde kısa bir yolculuk:

• Hitachi Asansör ilk RMS sistemini 1987 yılında geliştirdi. 
• Otis, 1988 yılında “Uzaktan Asansör İzleme” (REM) sistemini tanıttı ve şu anda “OTIS – ONE” adıyla pazarlanıyor.
• Schindler, 1990'lı yıllarda "Servitel" uzaktan izleme sistemini tanıttı; bu sistem şu anda "Schindler Ahead" adıyla pazarlanıyor.
• KONE, 1990'lı yıllarda "KoneXion"u tanıttı ve şu anda "KONE 24/7 Bağlantılı Hizmetler" adıyla pazarlanıyor. 
• TK Elevator (TKE) ilk olarak 1990'larda Avrupa'da "TeleService" uzaktan izlemeyi tanıttı ve daha sonra 2002'de ABD'de "VISTA" adlı yeni nesil bir ürüne yönelik ilk girişimini gerçekleştirdi. 2015'te tanıtılan küresel uyumlu çözümü "MAX" olarak pazarlanıyor. 

Bu birinci nesil sistemler asansör sektörüne yenilik getirdi ve onu uzaktan izleme teknolojisinin erken benimseyenlerinden biri yaptı. Ancak teknolojideki sınırlamalar aynı zamanda bu orijinal sistemlerin çok az iş akışı entegrasyonuyla gelmesi ve bu nedenle faydaların en iyi ihtimalle tutarsız bir şekilde gerçekleşmesi anlamına geliyordu. 1990'larda internetin hızla yükselişi ve yaygın bir şekilde benimsenmesi, IoT'ye dayalı yeni nesil uzaktan izleme teknolojisinin ortaya çıkmasına neden oldu.

"Nesnelerin İnterneti" terimi ilk kez 1999 yılında İngiliz teknoloji öncüsü Kevin Ashton tarafından ortaya atıldı.^[9] Temelde IoT, sensörler, yazılımlar ve diğer teknolojilerle donatılmış fiziksel öğeler veya "şeylerden" oluşan bir ağı ifade eder; bu makalenin bağlamında "şeyler" asansörlerdir ve internet üzerinden diğer cihazlar ve sistemlerle bağlantı kurma ve veri paylaşma amacı taşırlar. 

Yukarıda belirtilen önde gelen asansör şirketleri bir kez daha erken benimseyenler oldu; IoT, önceki teknoloji kısıtlamalarının çoğunu çözen bir altyapı omurgası sağladı. Örneğin, Bulut teknolojisi herhangi bir cihazla her yerden erişilebilirlik, merkezi veri güvenliği, daha yüksek performans ve kullanılabilirlik, hızlı uygulama geliştirme ve sınırsız depolama kapasitesi sağladı. Bulut içinde, ML teknolojileri büyük miktarda veriyi işlemeyi ve bunlara uyum sağlamayı mümkün kıldı; istatistiksel algoritmalar kullanarak, ML verilerden öğrenebilir, görülmeyen verileri genelleştirebilir ve bunu yaparken insanlardan açık talimatlar almadan görevleri gerçekleştirebilir. 

Ancak, hangi tür girdi verilerinin kullanılacağına ilişkin yaklaşım yeniden değerlendirilmedi. Asansörün meşhur "beyni ve merkezi sinir sistemi" olan asansör kontrolörü, asansör bakımını bir sonraki seviyeye taşımak için gereken tüm ilgili verileri sağlayabilecek kapasitede kabul edildi. Genel temel varsayım, asansör teknisyenlerinin asansör kontrolörünün teşhis yeteneklerini zaten birincil gerçek kaynağı olarak kapsamlı bir şekilde kullandıklarıydı. O zamanki vurgu, iş akışlarını uyumlu hale getirmek ve teşhis araç setlerini merkezileştirmekti. Bu, asansör kontrol sistemlerinden önceden işlenmiş verilerin yaygın olmaya devam ettiği anlamına geliyordu. 

Asansör kontrolörü merkezli IoT çözümlerinin, asansör ekipmanlarının farklı markaları, modelleri ve nesilleri arasında uyumluluk açısından kendi kısıtlamalarını ve ayrıca veri kalitesi ve kullanılabilirlik açısından sınırlamaları getirdiği kısa sürede kanıtlandı. Uyumluluk sınırlamaları, asansör kontrolörüyle arayüz oluşturmak için kullanılan çok çeşitli farklı donanım konektörlerinin ve sırasıyla IoT uç cihazının yazılımının asansör kontrolörüyle nasıl etkileşime girdiğinin sonucuydu. Birçok eski nesil asansör kontrolörü de arayüz oluşturma yeteneği sağlamıyordu ve öncelikle bir modernizasyon gerektiriyordu. Veri perspektifinden, arıza tespitini modellemek için, ML'nin bir asansörün normal çalışma parametreleri içinde nasıl çalıştığını, bunların bir arızaya doğru giden süreçte nasıl değiştiğini ve son olarak arızanın gerçekte nasıl göründüğünü belirleyebilmesi gerekir. Asansör kontrolörü yalnızca hata kodları ve durum modu değişiklikleri sağlar; bu da ML'nin tahmin yeteneklerini önemli ölçüde sınırlar. 

On yılın başında, sensör kenarından doğrudan veri kullanan ilk IoT çözümleri sektörde ortaya çıkmaya başladı. Bu, Sensör Füzyonu kavramının devreye girdiği zamandır, çünkü birden fazla sensörden gelen duyusal girdilerin aynı anda işlenmesi ve bütünsel olarak yorumlanması gerekiyordu. Doğru şekilde sentezlendiğinde, Sensör Füzyonu, her bir sensörün kendine özgü avantajları ve dezavantajları olduğu için makine algısındaki belirsizliği azaltmaya yardımcı olur. Çevreleyen ortamı tanımlamak için yalnızca bir sensör kullanmak yeterince güvenilir değildir ve bu da üretilen sonuçta hatalara dönüşür. Tersine, Sensör Füzyonu algoritmaları tüm girdileri işler ve daha sonra daha yüksek doğruluk ve güvenilirlikte sonuçlar üretir - bireysel ölçümler her zaman yeterince güvenilir olmasa bile.

Sensör Füzyonu kavramı, asansör kontrol cihazının teşhis verilerini kullanmanın doğasında bulunan sınırlamaları, yani hata kodlarını ve durum modu değişikliklerini çözer. Sensörler, marka, model veya ekipman yaşı ne olursa olsun evrensel olarak uygulanabilir. Sensör kenarından doğrudan alınan veriler kullanılarak, veri kalitesi ve kullanılabilirlik sınırlamaları, evrensel fizik yasalarını kullanma yeteneğiyle ortadan kaldırılır. Sensör Füzyonu kavramını somutlaştırmak için, asansör kapılarının arıza tespiti ile ilgili pratik uygulamasının somut bir örneği sağlanacaktır.

Sürgülü kapılarda en sık karşılaşılan sorunlardan bazıları şunlardır: 

• Kapı eşiğinde biriken döküntüler nedeniyle kapı panellerinin çıkıntılarının tıkanması
• Kilitleme sisteminin elektrik kontaklarının hizasız olması nedeniyle emniyet devresinin kapatılamaması
• Kilitleme sisteminin elektrik kontaklarının yapışması (yani "ark" olarak bilinen küçük kıvılcımlar) kontak metalini aşındırarak hatalı devrelere yol açabilir. 
• Kapı makaraları aşınmış ve bu nedenle artık kapıyı düzgün bir şekilde açıp kapatamıyor

Yukarıdaki dört neden arasındaki ortak payda, genellikle, kabin hareket etmeden önce asansör kapılarının tamamen kapanması için birden fazla denemeye ihtiyaç duymasıdır. Bu olguya genellikle kapı çevrimi denir.

Işık perdesi gibi optik sensörler kullanılarak, iki ayrı ışık perdesi arasında iletilen ve alınan ışınların ışık yoğunluğundan açılma ve kapanma süresi türetilebilir. Işık perdeleri ayrıca, doğrulanamadığında ortalamanın üzerinde bir kapı döngüsü olarak sayılabilecek kasıtlı kapı ters çevirmelerini, kasıtsız kapı ters çevirmelerine kıyasla filtreleme yeteneğine sahiptir. 

Her bir ışık perdesine bir ivmeölçer eklendiğinde, kapı panellerinin titreşimleri gözlemlenebilmektedir; ışık perdeleri kabin kapılarına monte edilmiş olsa bile, kabin kapısı ile hol kapısını birbirine bağlayan mekanik kavrama mekanizması sayesinde hol kapılarının titreşimleri kabin kapılarına da iletilmekte ve bu şekilde gözlemlenebilmektedir. 

Barometrik basınç sensörü eklenerek kabinin binanın katlarına göre konumu belirlenebilir. Bağımsız bir sensör olarak, yanlışlık riski artar; bu nedenle, son bilinen konumundan kat edilen mesafeyi türetmek için ivme ve hızı ölçmek üzere kabine ek bir ivmeölçer yerleştirilmelidir.  

Yukarıda belirtilen tüm duyusal girdiler birleştirildiğinde, kapı performansı kat bazında gözlemlenebilir. Kabin konumlandırmasının doğruluğu, kapı titreşim imzasının her kat için benzersiz bir "parmak izi" olmasıyla daha da iyileştirilir. Benzer şekilde, kat başına farklılaştırma, bireysel asansörün ideal kapı performans parametrelerini belirlemek için en iyi karşılaştırılabilir referansları sağlar. Zaman içindeki geçmiş veriler, kapı performans değerlendirmesinin sağlamlığına daha da katkıda bulunur.

Son olarak, veri bilimi ve alan uzmanlığı ayrı ayrı Sensör Füzyonu kavramından yararlanamaz. Veri bilimcileri veri modellemesini anlar ve algoritmalar üretebilirler, ancak genellikle kaldırma alanını anlamazlar. Tersine, alan uzmanları kaldırmaları atasözündeki açık bir kitap gibi okuyabilirler; ancak genellikle verileri modellemek ve algoritmalar üretmek için gereken bilgi ve becerilerden yoksundurlar. Veri bilimcileri ve alan uzmanlarının Sensör Füzyonu ile başarıya ulaşmak için birlikte çalışmaları gerekir. 

5. Sonuç

Kapılar, amaçlarının doğası gereği asansörün en yoğun parçaları arasındadır. Her inişte kapılar bulunduğundan, genel asansör bakım çabası açısından çarpan etkisi yaratırlar. Bu ayrıca, daha önceki çalışmaların gösterdiği gibi, kapıyla ilgili arızaların genellikle genel asansör duruş süresinin en yaygın nedenleri arasında olmasına neden olur.^[1]

Asansör kapılarının bakımını daha da iyileştirmek için, asansör teknisyenlerinin her bir asansörün benzersiz değişkenlerini ve her kattaki kapıları hesaba katarak daha iyi bilgilendirilmiş kararlar alabilmeleri sağlanmalıdır. Bu, Sensör Füzyonu kavramından yararlanırken IoT ve ML gibi teknolojilerin yardımı olmadan başarılamaz. 

Sensör Füzyonu kavramı, birden fazla sensör tarafından paralel olarak üretilen duyusal girdilerin eş zamanlı işlenmesini ve bütünsel yorumlanmasını kapsar. Bu nedenle Sensör Füzyonu, asansör kontrol cihazının hata kodları ve durum modu değişiklikleriyle sınırlı olan tanılama verilerinin kullanımına özgü önceki teknoloji sınırlamalarını çözer. Sensörler, bireysel asansörlerin marka, model veya yaşından bağımsız olarak evrensel olarak uygulanabilir. Sensör kenarından doğrudan alınan veriler kullanılarak, evrensel fizik yasalarını kullanma yeteneği sayesinde veri kalitesi ve kullanılabilirlik sınırlamaları ortadan kaldırılır.

Veri bilimini alan uzmanlığıyla birleştirdiğinizde, verilerden eyleme dönüştürülebilir içgörüler elde edilebilir. Bu eyleme dönüştürülebilir içgörüler, asansör teknisyeninin kat bazında asansör kapılarının gerçek bakım ihtiyaçları hakkında daha iyi bilgilendirilmiş kararlar almasına yardımcı olur. Yukarıda belirtilen çarpan etkisi göz önüne alındığında, sağlanan hizmet kalitesinden ödün vermeden sahada harcanan zaman açısından önemli bir optimizasyon gerçekleştirilebilir.

---

Referanslar

[1] A. Torres Perez, S. Kaczmarczyk ve R. Smith, “Titreşim Sinyali Özelliklerini Kullanarak Asansör Kapı Sistemlerinde Otomatik Arıza Tespiti ve Sınıflandırması”, 10. Avrupa Yapısal Sağlık İzleme Çalıştayı, EWSHM 2020 – İnşaat Mühendisliği Ders Notları, Cilt 128, Springer, s.765-775 (2021).

[2] S. Freeman, “Asansörü Kim İcat Etti”, How Stuff Works, son güncelleme 12 Mart 2024, science.howstuffworks.com/innovation/inventions/who-invented-the-elevator.htm adresinden erişilebilir, son erişim 18 Temmuz 2024. 

[3] L. Gray, “Asansör Kapılarının Tarihi”, ELEVATOR WORLD, 1 Aralık 2016'da yayınlandı, şu adresten erişilebilir: elevatorworld.com/article/a-history-of-elevator-doors/, son erişim 18 Temmuz 2024.

[4] B. Gustin, “Mekanik asansör kapı kısıtlayıcıları: itfaiyecilerin bilmesi gerekenler”, Yangın Mühendisliği, 1 Ağustos 2003'te yayımlandı, fireengineering.com/leadership/mechanical-elevator-door-restrictors-what-firefighters-need-to-know/ adresinden erişilebilir, son erişim 19 Temmuz 2024.

[5] K. Worden, JM Dulieu-Barton, Sistemlerde ve Yapılarda Akıllı Hata Tespitine Genel Bakış. SHM, 2004, Cilt 3(1), s.85–98.

[6] Asansör, Yemek Asansörü ve Yürüyen Merdivenlerin Yapımı, İşletilmesi ve Bakımı İçin Güvenlik Standartları Kodu – 1921. Bu Güvenlik Standartları Kodu, aşağıdaki paragrafta belirtilenler dışında asansör, yemek asansörü, yürüyen merdiven ve bunların asansör kuyularının yapımı, bakımı ve işletilmesi için bir kılavuz olarak tasarlanmıştır. Kural 702 Bakım. ASME, 1921.

[7] ST Park, BS Yang, “Asansör bakımı için risk tabanlı denetimin uygulanması”, Mekanik Bilim ve Teknoloji Dergisi, Cilt 24, No. 12, s.2367-2376 (2010).

[8] JX Yang ve diğerleri, “Gerçek Zamanlı Akıllı Asansör İzleme ve Tanılama: Yapay Zeka Kullanan Uygulamalarla Vaka Çalışmaları ve Çözümler.” Bilgisayarlar ve Elektrik Mühendisliği, Cilt 100, makale 107965 (2022)

[9] A. Bassi ve diğerleri, “Konuşmayı Etkinleştirmek”, Springer, DOI 10.1007/978-3-642-40403-0, s.1 (2013)