本发明涉及电梯技术，特别属于一种为老旧电梯改造提供支持的电梯改造时刻评估系统及电梯改造时刻评估方法。
背景技术：
随着电梯安装后投入使用年限的增长，因为部件磨损、老化等原因会使得电梯性能出现不同程度地降低。另一方面，随着相关技术的发展和进步，电梯产品的性能逐年提升、功能逐步丰富，人们对于电梯的需求稳步提高。因此，更好地满足乘客对于电梯的需求，对超过一定使用年限的老旧电梯进行改造更新显得尤为必要。
现有公开技术中，中国发明专利cn107555272b提出了一种电梯系统，该系统通过统计处理电梯目的地层登记装置的目的地层数据来计算出构成电梯目的地层登记装置的部件的使用次数，并基于该部件的使用次数和作为该部件的品质得到保证的使用次数的保证值来预测构成目的地层登记装置的部件的更换时期。但是，该系统单纯地依据电梯部件的劣化趋势来预测部件的更换时期，并未考虑部件发生故障的概率及其对电梯的影响、部件劣化对电梯性能的影响以及部件更换成本等因素，因此其预测结果存在一定的片面性。此外，由于该方法从电梯部件的角度出发，因此其仅适用于针对特定电梯部件的场合，无法应对以电梯性能或电梯使用/改造成本为指标的场合。
中国发明专利申请cn110035970a提出了一种电梯更新计划装置，该装置在将电梯的各部件的故障率维持在规定值以下且使改造前后的机会损失(包括耗电量、候梯时间或总移动时间在内)的电梯成本最小化的情况下制定电梯的更新计划及其应用时期。这种方法本质上是“生成将电梯的各部件的故障率维持在规定值以下并且使包括不更新电梯所导致的机会损失在内的电梯的成本为最小的更新计划”，主要适用于评估满足一定标准(如电梯部件故障率、业主机会损失)的维保业务的最低成本，从而为维保业务报价提供依据。但是，由于该装置是从电梯部件故障率的角度出发来制定电梯成本最小的电梯更新计划，因此无法解决在给定电梯改造内容的情况下如何确定实施电梯改造的最佳时刻的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种电梯改造时刻评估方法及电梯改造时刻评估系统，可以解决现有技术在给定电梯改造内容的情况下无法确定实施电梯改造的最佳时刻的问题。
为了解决上述问题，本发明提供的电梯改造时刻评估方法，包括如下步骤：
步骤s1，根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
步骤s2，构建用于描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生的收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
步骤s3，根据所述改造成本、所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定并输出最佳改造时刻，所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造获得益处和/或减少损失而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期。
其中，所述步骤s2的具体步骤如下：
步骤s21，针对所述改造对象电梯的单一性能指标因实施改造而发生的收益和/或损失变化进行建模，输出所述单一性能指标的收益和/或损失变化所对应的收益变化模型，所述收益变化模型为描述所述单一性能指标的收益变化的收益变化函数；
步骤s22，根据针对单一性能指标的收益和/或损失变化的所述收益变化函数建立针对所述改造对象电梯的所有性能指标的收益和/或损失变化的整体收益变化模型。
进一步地，在步骤s21中，当某一性能指标仅存在于所述电梯改造方案实施前或所述电梯改造方案实施后时，利用所述电梯改造方案实施前或所述电梯改造方案实施后的收益数据建立以时间为自变量的函数，并将其作为收益变化模型进行输出；当某一性能指标在所述电梯改造方案实施前后同时存在时，分别利用所述电梯改造方案实施前的收益数据和所述电梯改造方案实施后的收益数据建立以时间为自变量的函数，然后再以两个函数的差作为收益变化模型进行输出，或者利用所述电梯改造方案实施前后的收益数据计算得到损失差，再利用所述损失差建立以时间为自变量的函数，并将其作为收益变化模型进行输出。
优选地，所述收益数据为所述电梯改造方案实施前的电梯相关数据或者所述电梯改造方案实施后理论计算得到的电梯相关数据或者与所述改造对象电梯实施所述电梯改造方案后配置相同的其它电梯的实际运行数据。
进一步地，在步骤s21中，当某一性能指标的收益变化无法直接用金额表示时，首先利用所述性能指标涉及的所述收益变化的表征量进行建模，然后再根据所述表征量与金额之间的关系对模型进行转换得到所述性能指标的收益变化模型。
其中，在步骤s22中，建立以各单一性能指标的收益变化模型为自变量的单调增函数，并将所述单调增函数作为整体收益变化模型进行输出。
进一步地，所述单调增函数是对描述各单一性能指标的收益变化的收益变化函数进行求和得到的。
其中，实施电梯改造的最佳改造时刻t满足的条件为所述整体收益变化模型在时间区间[t，t △t]的积分等于所述改造成本，其中△t为电梯改造成本回收周期。
进一步地，当所述电梯改造方案包含有多项改造项目时，所述电梯改造时刻评估方法还包括：
步骤s4，利用所述最佳改造时刻对所述改造项目的合理性进行评价。
优选地，所述步骤s4的具体步骤如下：
步骤s41，构建对应于所述改造项目的函数模型；
步骤s42，计算对应于所述改造项目的改造成本；
步骤s43，利用所述函数模型计算所述改造项目在所述电梯改造成本回收周期内的收益变化情况；
步骤s44，计算步骤s42得到的所述改造成本和步骤s43得到的所述收益变化情况之间的差值；
步骤s45，根据所述差值对所述改造项目的合理性进行评价。
同时，本发明还提供一种电梯改造时刻评估系统，包括：
改造成本计算单元，其根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
模型构建单元，用于构建描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
改造时刻确定单元，其根据所述改造成本计算单元输出的所述改造成本、所述模型构建单元输出的所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定实施电梯改造的最佳改造时刻并输出，其中所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造而获得益处和/或损失减少而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期。
进一步地，所述模型构建单元进一步包括：
单一性能指标建模模块，其针对所述改造对象电梯因实施改造而单一性能指标发生的收益变化进行建模，输出所述单一性能指标的收益变化所对应的收益变化模型，所述收益变化模型为描述所述单一性能指标的收益变化的收益变化函数；
总模型建模模块，其根据单一性能指标建模模块输出的所述收益变化函数建立针对所有性能指标的收益变化的整体收益变化模型。
优选地，所述性能指标的收益变化情况包括维保费用降低、能耗降低、故障率降低、舒适性提升、乘梯体验提升中的至少一项。
优选地，所述改造时刻确定单元确定的实施电梯改造的最佳改造时刻t满足的条件为所述整体收益变化模型在时间区间[t，t △t]的积分等于所述改造成本计算单元输出的所述改造成本，其中△t为电梯改造成本回收周期。
进一步地，当所述电梯改造方案包含有多项改造项目时，所述电梯改造时刻评估系统还包括：
评价单元，利用所述最佳改造时刻对所述改造项目的合理性进行评价。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
第一，本发明在给定电梯改造内容的情况下，综合考虑电梯实施改造所需要的改造成本、电梯性能指标因实施改造而发生的收益和/或损失变化以及电梯改造成本回收周期这些因素，并据此确定最佳改造时刻，从而能够针对不同的电梯改造方案更加准确地确定最佳改造时刻；
第二，本发明还可以根据确定的最佳改造时刻进一步对改造项目进行评价，从而能够更加明确地评估电梯改造方案的合理性。
附图说明
图1为本发明的电梯改造时刻评估方法的实施例一的流程图；
图2为基于实施例一的电梯改造时刻评估方法的电梯改造时刻评估系统的框图；
图3为本发明的电梯改造时刻评估方法的实施例二的流程图；
图4为图3中步骤s4的具体流程图；
图5为基于实施例二的电梯改造时刻评估方法的电梯改造时刻评估系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，本领域技术人员在不背离本发明的精神下可以进行各种类似推广和替换。
需要说明的是，全文中出现的“和/或”的含义为包括三个并列的技术方案，以“a和/或b”的技术方案为例，包括a方案或b方案或a b方案。
实施例一
本实施例中，电梯改造时刻评估方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤s1，根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
其中，电梯改造方案为局部改造方案或整体改造方案，所述局部改造方案包括更换故障电梯部件或组件、更换失效电梯部件或组件、更换达到使用寿命的电梯部件或组件、更换达到指定劣化程度的电梯部件或组件，所述整体改造方案是将旧电梯整体更换为新电梯；
改造成本包括实施改造所涉及的设计、物料、施工、管理等成本中的一项或多项；
步骤s2，构建用于描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生的收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
其中，性能指标包括维保费用(维保人工及部件更换等)、电梯运行成本(能耗)、可靠性(故障率、平均故障间隔时间mbtf等)、舒适性(震动、噪声、速度平滑性)、乘梯体验中的至少一项；
乘梯体验包括三个方面：a、现有功能的改善，如运送效率、最大运送能力的提升减少拥挤度、缩短等候时间等；b、新功能的增加，如手机呼梯、电梯内空调照明调节、防止小童单独乘梯等；c、电梯智能化，如基于乘梯习惯自学习的出发层等候乘梯和目的楼层自动登记、基于乘梯意愿识别的门控制等智能化带来的乘梯便利性提升；
性能指标的收益包括维保费用降低、能耗降低、故障率降低、舒适性提升、乘梯体验提升中的至少一项；
步骤s3，根据所述改造成本、所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定并输出最佳改造时刻t，所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造获得益处和/或减少损失而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期。
具体地，步骤s2包括如下步骤：
步骤s21，针对所述改造对象电梯的单一性能指标因实施改造而发生的收益和/或损失变化进行建模，输出所述单一性能指标的收益和/或损失变化所对应的收益变化模型，所述收益变化模型为描述所述单一性能指标的收益变化的收益变化函数；多数情况下，该收益变化函数是一个以时间为自变量的函数；
当某一性能指标仅存在于所述电梯改造方案实施前或所述电梯改造方案实施后时，利用所述电梯改造方案实施前或所述电梯改造方案实施后的收益数据建立以时间为自变量的函数，并将其作为收益变化模型进行输出；
当某一性能指标在所述电梯改造方案实施前后同时存在时，分别利用所述电梯改造方案实施前的收益数据和所述电梯改造方案实施后的收益数据建立以时间为自变量的函数，然后再以两个函数的差作为收益变化模型进行输出；或者，利用所述电梯改造方案实施前后的收益数据计算得到损失差，再利用所述损失差建立以时间为自变量的函数，并将其作为收益变化模型进行输出；
其中，收益数据可以为所述电梯改造方案实施前的电梯相关数据，也可以为所述电梯改造方案实施后理论计算得到的电梯相关数据，还可以为与所述改造对象电梯实施所述电梯改造方案后配置相同的其它电梯的实际运行数据；
步骤s22，根据针对单一性能指标的收益和/或损失变化的所述收益变化函数建立针对所述改造对象电梯的所有性能指标的收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
具体地，建立以各单一性能指标的收益变化模型为自变量的单调增函数，并将所述单调增函数作为整体收益变化模型进行输出；
优选地，所述单调增函数是对描述各单一性能指标的收益变化的收益变化函数进行求和得到的。
同时，在步骤s21中，当某一性能指标的收益变化无法直接用金额表示(例如电梯智能化)时，首先利用所述性能指标涉及的所述收益变化的表征量进行建模，然后再根据所述表征量与金额之间的关系对模型进行转换得到所述性能指标的收益变化模型。
在本实施例中，实施电梯改造的最佳改造时刻t满足的条件为所述整体收益变化模型在时间区间[t，t △t]的积分等于所述改造成本，其中△t为电梯改造成本回收周期。
在给定电梯改造内容的情况下，本实施例综合考虑电梯实施改造所需要的改造成本、电梯性能指标因实施改造而发生的收益和/或损失变化以及电梯改造成本回收周期这些因素，并据此确定最佳改造时刻，能够解决现有技术无法应对以电梯性能或电梯使用/改造成本为指标的场合以及在给定电梯改造内容的情况下无法确定实施电梯改造最佳时刻的问题，从而针对不同的电梯改造方案更加准确地确定最佳改造时刻。
基于本实施例的电梯改造时刻评估方法的评估系统，如图2所示，包括：
改造成本计算单元，其根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
模型构建单元，用于构建描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
改造时刻确定单元，其根据所述改造成本计算单元输出的所述改造成本、所述模型构建单元输出的所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定实施电梯改造的最佳改造时刻并输出，其中所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造而获得益处和/或损失减少而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期。
其中，模型构建单元进一步包括：
单一性能指标建模模块，其针对所述改造对象电梯因实施改造而单一性能指标发生的收益变化进行建模，输出所述单一性能指标的收益变化所对应的收益变化模型，所述收益变化模型为描述所述单一性能指标的收益变化的收益变化函数；
总模型建模模块，其根据单一性能指标建模模块输出的所述收益变化函数建立针对所有性能指标的收益变化的整体收益变化模型。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例进一步对改造项目进行评价，具体地，如图3所示，步骤如下：
步骤s1，根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
步骤s2，构建用于描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生的收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
步骤s3，根据所述改造成本、所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定并输出最佳改造时刻，所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造获得益处和/或减少损失而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期；
步骤s4，利用所述最佳改造时刻对所述改造项目的合理性进行评价。
如图4所示，利用最佳改造时刻对改造项目的合理性进行评价的步骤如下：
步骤s41，构建对应于所述改造项目的函数模型；
步骤s42，计算对应于所述改造项目的改造成本；
步骤s43，利用所述函数模型计算所述改造项目在所述电梯改造成本回收周期内的收益变化情况；
步骤s44，计算步骤s42得到的所述改造成本和步骤s43得到的所述收益变化情况之间的差值；
步骤s45，根据所述差值对所述改造项目的合理性进行评价。
基于本实施例的电梯改造时刻评估方法的评估系统，如图5所示，包括：
改造成本计算单元，其根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
模型构建单元，用于构建描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
改造时刻确定单元，其根据所述改造成本计算单元输出的所述改造成本、所述模型构建单元输出的所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定实施电梯改造的最佳改造时刻并输出；
评价单元，利用所述最佳改造时刻对所述改造项目的合理性进行评价。
本实施例根据确定的最佳改造时刻进一步对改造项目进行评价，从而能够更加明确地评估电梯改造方案的合理性，进而根据评价结果可以做相应调整。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。
1.一种电梯改造时刻评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤s1，根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
步骤s2，构建用于描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生的收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
步骤s3，根据所述改造成本、所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定并输出最佳改造时刻，所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造获得益处和/或减少损失而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期。
2.根据权利要求1所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，所述步骤s2的具体步骤如下：
步骤s21，针对所述改造对象电梯的单一性能指标因实施改造而发生的收益和/或损失变化进行建模，输出所述单一性能指标的收益和/或损失变化所对应的收益变化模型，所述收益变化模型为描述所述单一性能指标的收益变化的收益变化函数；
步骤s22，根据针对单一性能指标的收益和/或损失变化的所述收益变化函数建立针对所述改造对象电梯的所有性能指标的收益和/或损失变化的整体收益变化模型。
3.根据权利要求2所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，在步骤s21中，当某一性能指标仅存在于所述电梯改造方案实施前或所述电梯改造方案实施后时，利用所述电梯改造方案实施前或所述电梯改造方案实施后的收益数据建立以时间为自变量的函数，并将其作为收益变化模型进行输出；当某一性能指标在所述电梯改造方案实施前后同时存在时，分别利用所述电梯改造方案实施前的收益数据和所述电梯改造方案实施后的收益数据建立以时间为自变量的函数，然后再以两个函数的差作为收益变化模型进行输出，或者利用所述电梯改造方案实施前后的收益数据计算得到损失差，再利用所述损失差建立以时间为自变量的函数，并将其作为收益变化模型进行输出。
4.根据权利要求3所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，所述收益数据为所述电梯改造方案实施前的电梯相关数据或者所述电梯改造方案实施后理论计算得到的电梯相关数据或者与所述改造对象电梯实施所述电梯改造方案后配置相同的其它电梯的实际运行数据。
5.根据权利要求2所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，在步骤s21中，当某一性能指标的收益变化无法直接用金额表示时，首先利用所述性能指标涉及的所述收益变化的表征量进行建模，然后再根据所述表征量与金额之间的关系对模型进行转换得到所述性能指标的收益变化模型。
6.根据权利要求2所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，在步骤s22中，建立以各单一性能指标的收益变化模型为自变量的单调增函数，并将所述单调增函数作为整体收益变化模型进行输出。
7.根据权利要求6所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，所述单调增函数是对描述各单一性能指标的收益变化的收益变化函数进行求和得到的。
8.根据权利要求2所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，实施电梯改造的最佳改造时刻t满足的条件为所述整体收益变化模型在时间区间[t，t △t]的积分等于所述改造成本，其中△t为电梯改造成本回收周期。
9.根据权利要求1所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，当所述电梯改造方案包含有多项改造项目时，所述电梯改造时刻评估方法还包括：
步骤s4，利用所述最佳改造时刻对所述改造项目的合理性进行评价。
10.根据权利要求9所述的电梯改造时刻评估方法，其特征在于，所述步骤s4的具体步骤如下：
步骤s41，构建对应于所述改造项目的函数模型；
步骤s42，计算对应于所述改造项目的改造成本；
步骤s43，利用所述函数模型计算所述改造项目在所述电梯改造成本回收周期内的收益变化情况；
步骤s44，计算步骤s42得到的所述改造成本和步骤s43得到的所述收益变化情况之间的差值；
步骤s45，根据所述差值对所述改造项目的合理性进行评价。
11.一种电梯改造时刻评估系统，其特征在于，包括：
改造成本计算单元，其根据电梯改造方案计算对改造对象电梯实施改造所需要的改造成本；
模型构建单元，用于构建描述所述改造对象电梯的性能指标因实施所述电梯改造方案而发生收益和/或损失变化的整体收益变化模型；
改造时刻确定单元，其根据所述改造成本计算单元输出的所述改造成本、所述模型构建单元输出的所述整体收益变化模型以及电梯改造成本回收周期确定实施电梯改造的最佳改造时刻并输出，其中所述电梯改造成本回收周期是所述改造对象电梯因实施改造而获得益处和/或损失减少而带来的收益与所述改造成本相抵所需要的时间周期。
12.根据权利要求11所述的电梯改造时刻评估系统，其特征在于，所述模型构建单元进一步包括：
单一性能指标建模模块，其针对所述改造对象电梯因实施改造而单一性能指标发生的收益变化进行建模，输出所述单一性能指标的收益变化所对应的收益变化模型，所述收益变化模型为描述所述单一性能指标的收益变化的收益变化函数；
总模型建模模块，其根据单一性能指标建模模块输出的所述收益变化函数建立针对所有性能指标的收益变化的整体收益变化模型。
13.根据权利要求12所述的电梯改造时刻评估系统，其特征在于，所述改造时刻确定单元确定的实施电梯改造的最佳改造时刻t满足的条件为所述整体收益变化模型在时间区间[t，t △t]的积分等于所述改造成本计算单元输出的所述改造成本，其中△t为电梯改造成本回收周期。
14.根据权利要求11所述的电梯改造时刻评估系统，其特征在于，当所述电梯改造方案包含有多项改造项目时，所述电梯改造时刻评估系统还包括：
评价单元，利用所述最佳改造时刻对所述改造项目的合理性进行评价。
技术总结