[0001] 本发明属于游乐园设备安全监控技术领域，涉及到一种游乐园安全管理信息系统。

[0002] 游乐园是一种综合性的娱乐场所，集合了多种游乐设施、景观、餐饮、购物以及表演等项目，旨在为游客提供多样化的娱乐体验，游乐设施承担的游乐活动是游乐园运行的主体活动。游乐设备安全运行是游乐园游乐活动顺利进行的重要前提，同时也是游乐人员生命安全的重要保障。因此，基于游乐安全管理的研究具有重要意义。

[0003] 现有技术中，也有设备运行安全监控的相关方案，例如，公开号为CN116911689A的一种超期服役过山车安全状态确定方法、系统及电子设备的中国发明专利申请，其包括：根据待评价超期服役过山车的实际情况，从超期服役过山车评价体系中选择评价指标和对应的指标权重，将选择的评价指标作为实际评价指标；对各实际评价指标对应的指标权重进行归一化得到实际指标权重；采集各实际评价指标对应的实际数值，从而确定评价分值；利用线性加权求和方法，根据各实际评价指标对应的实际指标权重和评价分值，计算待评价超期服役过山车的实际安全分数；根据实际安全分数和目标安全分数，对待评价超期服役过山车进行设备维护。该发明实现了对于超期服役大型过山车安全状态的量化。

[0004] 另外公开号为CN115204678B的一种基于景区旅游平台的旅游评价分析系统的中国发明专利申请，其包括：该发明通过获取目标景区在各游玩项目中各游客对应的游戏行为安全指数、各游玩项目的维修保养评估系数和使用年限评估系数，综合分析得到目标景区内各游玩项目对应的设备安全指数，通过多个维度对目标景区各游玩项目的设备安全进行分析，提高了对于设备安全检测结果的代表性和参考性，避免了景区的事故发生，进而为后续目标景区各游玩项目的维修保养提供了数据支撑

[0005] 上述两种方案虽然提出了对于设备运行安全监控的一些解决方案，但是仍然存在一定局限性：一方面，现有的技术方案在进行安全分析时通常只针对现有的监测指标进行分析，忽略了各相关设备的运维情况数据，这种分析方式难以考量设备潜在风险易遗漏隐患和误判部件状态，降低了安全隐患识别准确性和有效性，无法合理安排维护计划，可能造成成本增加或故障风险上升，整体不利于设备长期安全稳定运行与高效运维管理。另一方面，现有的技术方案在进行设备运行安全分析时缺乏对于相关环境因素的监测与分析，这种分析方式忽视了环境与设备的相互作用，降低了安全评估的精准性，无法根据环境特点来制定有针对性的维护计划。

[0021] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 请参阅图1所示，本发明提供了一种游乐园安全管理信息系统，包括设备硬件数据采集模块、设备硬件数据分析模块、设备运行数据采集模块、设备运行数据分析模块、设备维护数据分析模块、监测环境因素分析模块和设备维护需求识别模块，其中设备硬件数据采集模块与设备硬件数据分析模块连接，设备运行数据采集模块与设备运行数据分析模块连接，设备硬件数据分析模块、设备运行数据分析模块、设备维护数据分析模块和监测环境因素分析模块均与设备维护需求识别模块连接。

[0023] 所述设备硬件数据采集模块用于采集目标游乐园各项目对应各驱动设备的硬件数据，具体包括温度和振动频率。

[0024] 需要说明的是，选择温度和振动频率作为目标游乐园各项目对应各驱动设备的硬件数据进行监控的原因：1、温度是设备运行健康状况的重要指标。对于游乐园的驱动设备，如过山车的电机、旋转木马的动力装置等，正常运行时都有一个合理的温度范围。设备在工作过程中，电流通过绕组、机械部件之间的摩擦等都会产生热量。以电机为例，当电机负载过高或者出现故障（如绕组短路）时，电流增大，铜损增加，电机温度会显著升高。通过监控温度，可以及时发现设备是否处于过载、异常摩擦或其他故障状态。2、振动频率是反映设备机械状态的敏感参数。游乐设备的驱动部件在正常运行时会有一定的振动频率，这个频率与设备的转速、机械结构的特性等因素有关。当设备出现机械故障，如旋转部件不平衡、轴承损坏、齿轮磨损等，振动频率会发生改变。例如，旋转木马的旋转轴如果出现不平衡，会产生与正常旋转频率不同的振动频率分量。通过监测振动频率，可以及时发现这些潜在的机械故障，为设备的维护提供依据。

[0025] 需要说明的是，对目标游乐园各项目对应各驱动设备的硬件数据进行监控的原因：游乐园的游乐设施运行速度快、运动方式复杂，驱动设备一旦出现故障，可能导致严重的安全事故。例如过山车的驱动电机故障，可能使车辆在轨道上失去动力或者速度失控；旋转设施的驱动设备问题可能会导致设备突然停止或剧烈摇晃，使游客摔倒受伤。通过监控硬件数据，可以提前发现驱动设备的异常，及时采取措施避免事故发生。

[0026] 所述设备硬件数据分析模块用于基于目标游乐园各项目对应各驱动设备的硬件数据分析目标游乐园各项目的设备硬件安全情况。

[0027] 于本发明一优选实施例，所述分析目标游乐园各项目的设备硬件安全情况需要构建目标游乐园各项目的设备硬件安全指数，其具体方式如下：提取目标游乐园各项目对应各驱动设备的温度和振动频率，进而分析目标游乐园各项目对应各驱动设备的设备温度异常指数和设备振动频率异常指数，分别记为 、 ，其中 表示项目的编号， ，表示项目的数量，表示驱动设备的编号， ，表示驱动设备的数量。

[0028] 利用公式 分析得到目标游乐园各项目的设备硬件安全指数 ，其中 分别表示预先设置的设备温度异常指数和设备振动频率异常指数对应的权重因子。

[0029] 示例性的， 。

[0030] 需要进行说明的是，在分析目标游乐园各项目的设备硬件安全指数时，所述设备温度异常指数和设备振动频率异常指数对应的权重因子的设置依据：从故障角度，温度或振动频率异常引发故障概率高且后果严重的设备，相应指数权重更高；从设备特性考量，关键设备及维修成本高的设备，其温度或振动频率异常指数权重也会因对运营影响大而被着重设置，以此综合评估设备硬件安全状况，保障游乐园项目安全稳定运行。

[0031] 于本发明一优选实施例，所述分析目标游乐园各项目对应各驱动设备的设备温度异常指数和设备振动频率异常指数的方式如下：提取目标游乐园各项目对应各驱动设备的温度，进而以时间为横坐标以温度为纵坐标绘制目标游乐园各项目对应各驱动设备的温度变化曲线，对该曲线进行均匀布点得到若干温度监测点，将各温度监测点对应的纵坐标记为各温度监测点对应监测温度。

[0032] 将各温度监测点对应监测温度分别与预先设置的参考温度进行差值计算后取绝对值得到各温度监测点的温度偏差量，进而分别与参考温度进行比值计算得到各温度监测点的温度偏差度，进而进行均值计算得到目标游乐园各项目对应各驱动设备的设备温度异常指数。

[0033] 提取目标游乐园各项目对应各驱动设备的振动频率，进而以时间为横坐标以振动频率为纵坐标绘制目标游乐园各项目对应各驱动设备的振动频率变化曲线，对该曲线进行均匀布点得到若干振动频率监测点，将各振动频率监测点对应的纵坐标记为各振动频率监测点对应监测振动频率。

[0034] 将各振动频率监测点对应监测振动频率分别与预先设置的参考振动频率进行差值计算后取绝对值得到各振动频率监测点的振动频率偏差量，进而分别与参考振动频率进行比值计算得到各振动频率监测点的振动频率偏差度，进而进行均值计算得到目标游乐园各项目对应各驱动设备的设备振动频率异常指数。

[0035] 所述设备运行数据采集模块用于采集目标游乐园各项目对应的设备运行数据，具体包括监测速度和监测加速度。

[0036] 需要说明的是，选择监测速度和监测加速度作为目标游乐园各项目对应的设备运行数据的原因：1、游乐园的许多游乐设施速度都有设计限制，如过山车的最高时速是基于安全设计的。如果速度超过这个限制，车辆在轨道上所受的离心力、冲击力等会超出安全范围，可能导致车辆脱轨或者乘客受伤。通过监测速度，能够及时发现并控制这种危险情况，保障游客的生命安全。2、加速度的变化与设备的机械部件状态密切相关。例如，当游乐设备的车轮、轴承或者传动齿轮出现磨损、松动等问题时，设备在运行过程中可能会产生异常的加速度。通过监测加速度，可以间接了解这些机械部件的健康状况，提前发现潜在的设备故障。

[0037] 需要进行说明的是，对目标游乐园各项目对应的设备运行数据进行监控的原因：保障游客安全上，设备速度、加速度异常易引发事故。于设备维护，运行数据变化能反映动力、机械部件问题，早发现早维修，依数据趋势规划维护策略可延长寿命。运营效率方面，分析数据能合理安排游客排队与乘坐批次，依此调整参数可提效，且能预警故障减少停机。

[0038] 需要进行说明的是，本发明中所述的监测速度和监测加速度指的是设备运行过程中的最大速度和最大加速度。

[0039] 所述设备运行数据分析模块用于基于目标游乐园各项目对应的设备运行数据分析目标游乐园各项目的设备运行安全情况。

[0040] 于本发明一优选实施例，所述分析目标游乐园各项目的设备运行安全情况需要构建目标游乐园各项目的设备运行安全指数，其具体方式如下：提取目标游乐园各项目对应的监测速度和监测加速度，进而分析目标游乐园各项目对应的速度异常指数和加速度异常指数，分别记为 、 。

[0041] 利用公式 分析得到目标游乐园各项目的设备运行安全指数 ，其中 分别表示预先设置的速度异常指数和加速度异常指数对应的权重因子。

[0042] 示例性的， 。

[0043] 需要进行说明的是，在分析目标游乐园各项目的设备运行安全指数时，所述速度异常指数和加速度异常指数对应的权重因子的设置依据：基于安全风险程度，速度异常引发脱轨、碰撞或致人体承受极限突破，加速度异常带来惯性伤害与威胁设备结构，这些高风险情形决定其相应权重；考虑故障关联程度，速度异常与动力系统故障紧密相连，加速度异常反映机械部件问题，关联越强权重越受重视；结合游客体验影响，速度异常影响游玩舒适性，加速度异常打破刺激与舒适平衡，均在权重设置中有所体现，以此综合判定设备运行安全状况。

[0044] 于本发明一优选实施例，所述分析目标游乐园各项目对应的速度异常指数和加速度异常指数的具体方式如下：提取目标游乐园各项目对应的监测速度，进而分别与各项目对应的额定速度进行差值计算后取绝对值得到各项目对应的监测速度偏差量，进而分别与对应的各项目的额定速度进行比值计算得到各项目对应的速度异常指数。

[0045] 提取目标游乐园各项目对应的监测加速度，进而分别与各项目对应的额定加速度进行差值计算后取绝对值得到各项目对应的监测加速度偏差量，进而分别与对应的各项目的额定加速度进行比值计算得到各项目对应的加速度异常指数。

[0046] 需要进行说明的是，所述额定速度和额定加速度可以通过各项目的设计方案或计划书中获取，不同项目的额定速度和额定加速度不一致。

[0047] 所述设备维护数据分析模块用于获取目标游乐园各项目的维护数据，具体包括监测使用时长和监测异常频率，分析目标游乐园各项目的设备维护评价情况。

[0048] 需要进行说明的是，选择监测使用时长和监测异常频率作为目标游乐园各项目的维护数据的原因：1、本发明所述监测使用时长指的是上次维护时刻到当前时刻的时长，游乐设备经过维护后，在一段时间内其运行稳定性和安全性相对较高。然而，随着使用时间的增加，设备各部件会逐渐出现新的磨损、疲劳等情况。通过监测从上次维护到当前的时长，能够精准地了解设备处于维护周期的哪个阶段。2、异常频率是设备运行稳定性的直接体现。游乐设备在正常运行过程中应该保持相对稳定的状态，如果频繁出现异常，如游乐设施的传感器误报、电机突然停止等情况，这表明设备的运行状态不佳。通过监测异常频率，能够实时了解设备是否处于稳定运行状态。

[0049] 于本发明一优选实施例，所述分析目标游乐园各项目的设备维护评价情况需要构建目标游乐园各项目的设备维护评价指数，其具体方式如下：提取目标游乐园各项目的监测使用时长和监测异常频率，分别记为 、 。

[0050] 利用公式 分析得到目标游乐园各项目的设备维护评价指数 ，其中 表示各项目的投入使用时长， 表示预先设置的参考异常频率。

[0051] 所述监测环境因素分析模块用于获取目标游乐园的监测环境数据，具体包括风速、温度和湿度，分析目标游乐园的监测环境异常情况。

[0052] 需要说明的是，选择风速、温度和湿度作为目标游乐园的监测环境数据的原因：1、许多游乐园的游乐设施是露天设置的，像摩天轮、过山车等，其运行会受到风速的显著影响。当风速过大时，可能会使游乐设施的结构承受过大的侧向力或冲击力，例如摩天轮的轿厢可能会因强风出现晃动加剧的情况，过山车高速行驶时也可能因大风干扰而影响行驶稳定性，甚至存在脱轨风险。2、温度对游乐设备的机械和电气部件性能有着重要影响。高温环境下，电机等电气设备容易出现过热，导致绝缘性能下降、元件老化加速，增加故障风险；机械部件的润滑油也可能因高温失效，加剧磨损。监测温度可及时采取降温措施，保证设备正常工作。3、游乐设备多由金属等材料制成，湿度较大的环境容易引发金属部件生锈、腐蚀，特别是对于一些长期处于户外、防护措施有限的游乐设施来说，湿度的影响更为明显。像过山车的轨道、旋转木马的金属支架等，一旦发生腐蚀，会降低部件的强度和使用寿命，埋下安全隐患。监测湿度便于及时采取除湿防锈等措施，延长设备的使用年限。

[0053] 于本发明一优选实施例，所述分析目标游乐园的监测环境异常情况需要构建目标游乐园的监测环境异常指数，其具体方式如下：提取目标游乐园的风速、温度和湿度，进而分别与预先设置的参考风速、参考温度和参考湿度进行比值计算得到目标游乐园的风速异常度、温度异常度和湿度异常度，分别记为 、 、 。

[0054] 利用公式 分析得到目标游乐园的监测环境异常指数 ，其中 表示自然常数。

[0055] 所述设备维护需求识别模块用于基于目标游乐园各项目的设备硬件安全情况和设备运行安全情况分析目标游乐园各项目的设备安全情况，基于目标游乐园的监测环境异常情况对设备安全情况和设备维护评价情况进行修正，进而判断目标游乐园各项目是否需要进行设备维护。

[0056] 于本发明一优选实施例，请参阅图3所示，所述分析目标游乐园各项目的设备安全情况需要构建目标游乐园各项目的设备安全指数，其具体方式如下：提取目标游乐园各项目的设备硬件安全指数和设备运行安全指数，进而按权重进行求和计算得到目标游乐园各项目的设备安全指数。

[0057] 示例性的，设备硬件安全指数和设备运行安全指数对应的权重为 。

[0058] 需要说明的是，在分析目标游乐园各项目的设备安全指数时，所述目标游乐园各项目的设备硬件安全指数和设备运行安全指数对应的权重的设置依据：从故障后果严重性看，硬件故障致灾难性后果或对设备整体影响大时，其指数权重高，运行故障引发安全风险或破坏游客体验时，对应指数权重受重视；考虑故障发生概率，硬件部件易损、有故障历史数据，或运行受环境、复杂程度影响致故障概率高时，相应指数权重会调整；结合设备重要性与成本，关键设备硬件安全重要、维修更换成本高，或运行影响设备寿命价值、故障维修成本时间长时，对应指数权重也会依此合理设定，以此综合评定设备安全状况。

[0059] 于本发明一优选实施例，所述对设备安全情况和设备维护评价情况进行修正的具体方式如下：提取目标游乐园各项目的设备安全指数和设备维护评价指数，进而分别与目标游乐园的监测环境异常指数进行乘积计算得到目标游乐园各项目的设备安全指数修正量和设备维护评价指数修正量。

[0060] 将目标游乐园各项目的设备安全指数修正量和设备维护评价指数修正量分别与对应的设备安全指数和设备维护评价指数进行求和计算得到目标游乐园各项目的修正设备安全指数和修正设备维护评价指数。

[0061] 于本发明一优选实施例，请参阅图2所示，所述判断目标游乐园各项目是否需要进行设备维护的具体方式如下：提取目标游乐园各项目的修正设备安全指数和修正设备维护评价指数，进而分别与预先设置的设备安全指数阈值和设备维护评价指数阈值进行对比，若某项目的修正设备安全指数小于设备安全指数阈值或修正设备维护评价指数小于设备维护评价指数阈值，判断该项目需要进行设备维护，反之，判断该项目不需要进行设备维护。

[0062] 以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。