工业互联网创新应用与实践（项目驱动） 课件 第六篇 项目迎战-工业听诊应用与电梯设备诊断

工业互联网创新应用与实践（项目驱动）第六篇

项目迎战-工业听诊应用与电梯设备诊断目录content任务一

智能电梯场景音频系统搭建012一、搭建音频监测环境二、音频信号采集与可视化任务二

电机运行状态监测与诊断深化一、音频信号特征提取技术应用二、异常噪声模式识别与故障预警02第六篇

项目迎战-工业听诊应用与电梯设备诊断第六篇

项目迎战-工业听诊应用与电梯设备诊断智能电梯声音检测技术两大核心价值：设备维护：实时捕捉电机、导轨等部件声纹，识别齿轮磨损、轴承缺油等隐患，实现预测性维护，替代传统被动检修，降低停机风险、节约维护成本。安全保障：捕捉轿厢呼救声、井道异常声响，及时触发应急响应，缩短险情处置时间，保障乘客人身安全与设备稳定运行。凭借智能化听觉感知，全方位提升电梯运行可靠性与安全性。任务一

智能电梯场景音频系统搭建/01任务一

智能电梯场景音频系统搭建任务一

智能电梯场景音频系统搭建一、搭建音频监测环境

（一）工业听诊激活工业听诊设备需完成激活操作。激活方式与HEOP摄像机基本相同，支持浏览器激活与SADP软件激活两种途径，可满足不同场景下初始化需求。1.通过浏览器激活默认IP为192.168.1.64，在浏览器地址栏输入IP访问。管理员账号admin设置登录密码，按提示完成安全问题配置，进入设备预览界面，单击Channel1按钮，右侧区域实时显示声音波形图。若提示AccessError:404--NotFound，可尝试更换为Chrome浏览器重新访问。任务一

智能电梯场景音频系统搭建（二）工业听诊配置设备激活成功后即可访问，根据实际需求个性化配置。1.访问工业听诊在浏览器输入192.168.1.64，可访问设备。默认展示预览界面，页面底部设有录像功能按钮。单击听诊器对应通道，可实时预览声音波形。若无法显示波形图像，单击“插件下载”，完成插件安装。重启浏览器，再次输入设备IP访问即可。2.通过SADP软件激活管理员账号admin设置登录密码并完成安全问题添加，可完成设备激活。任务一

智能电梯场景音频系统搭建2.配置工业听诊单击界面“配置”进入配置页，选择“系统—用户管理”，添加其他用户账号，实现多用户权限分级管理。因设备与HEOP摄像机默认IP均为192.168.1.64，同时使用会出现IP冲突。需选择“网络—基本配置”，将工业听诊IP修改为其他未占用地址，例如192.168.1.65。3.工业音频诊断选择“应用仓库—工业音频诊断—工业听诊”，可跳转至工业听诊模型配置界面。任务一

智能电梯场景音频系统搭建以绑定通道2为例：将对应模型至通道2区域，弹出绑定确认提示，单击“确定”完成操作。系统提示需要进行90s正样本注册，单击“确定”立即开始。进度条显示100%后，弹窗提醒“当前样本中存在未建模样本，是否一键建模？”，单击“确定”完成正样本建模。以上操作完成后，若通道2状态显示“正常”，则绑定成功，工业听诊将自动监测该通道音频数据。（1）模型库与通道引擎绑定设备激活后，模型库与通道引擎默认未绑定，算法仓无法处理各通道音频数据。任务一

智能电梯场景音频系统搭建（2）故障音频

模型库与通道绑定后，可启动音频分析功能。当匹配阈值低于预设值时，立即触发报警。可通过“故障音频”，按通道或时间检索报警记录，查询结果将显示故障类型、匹配度、发生时间等信息。（3）存储管理设备内置存储卡，首次使用或存储已满时，按界面提示格式化存储卡。完成格式化后，故障音频方可存入内置存储卡。设备支持外接TF卡，安装后故障音频将优先存储于TF卡中。注意：内置存储及TF卡仅支持存储故障音频文件，实时录音文件无法保存。任务一

智能电梯场景音频系统搭建（4）高级参数检出特征阈值：

•功能定位：控制音频是否进入检测流程的核心阈值。•运行逻辑：低于阈值（默认20）：判定为正常，流程终止；高于阈值：进入后续匹配故障模型。•调节策略：调小阈值：报警和故障音频触发概率增加；调大阈值：更多环境声被过滤，报警难度提升。

音频能量门限：

•功能定位：过滤低能量环境背景声，仅检测有效音频。•运行逻辑：音频能量>阈值，为有效信号，进入检测；音频能量≤阈值，为环境噪声，不检测。•调节策略：调小阈值：低能量音频被纳入检测，报警概率增加；调大阈值：仅高能量音频触发检测。音频分类阈值：•功能定位：控制检出音频与故障库模型的匹配类型判定。•运行逻辑：匹配度>阈值，为已知故障类型；匹配度≤阈值，为未知故障。•调节策略：调大阈值：标准放宽，检出量增加；调小阈值：标准严格，检出量减少。任务一

智能电梯场景音频系统搭建（5）样本导入若故障音频存在误报情况，可导入样本数据辅助算法优化判断逻辑：正常样本：导入设备正常运行音频，算法将基于样本特征二次分析实时音频，精准过滤相似信号，降低误报率。异常样本：导入轴承磨损、齿轮异响等特定异常音频，可细化故障报警分类，提升诊断准确性。每个通道最多支持导入32条样本数据。样本添加完成后，系统将自动触发建模。若建模状态显示“未建模”，需手动单击“批量建模”完成操作。任务一

智能电梯场景音频系统搭建二、音频信号采集与可视化设备完成参数配置及模型绑定并确认配置成功，可与HEOP摄像机在同一网络环境中同时运行。（一）手动采集数据浏览器输入IP地址192.168.1.65并访问设备。选择“配置—本地”，将“音频文件保存路径”和“下载保存路径”修改至指定位置（如，桌面新建的Project文件夹）。单击“录制”按钮，即可开始采集音频数据。任务一

智能电梯场景音频系统搭建（二）RTSP采集数据设备支持RTSP协议接入，进入“配置—网络—端口”界面，RTSP端口默认设置为554。海康威视工业听诊RTSP地址格式及参数说明：任务一

智能电梯场景音频系统搭建1.RTSP地址示例海康威视工业听诊的RTSP音频流地址示例：rtsp://admin:***@192.168.1.64:554/ISAPI/streaming/audio/1音频信号需借助FFmpeg进行数据采集。支持主流音视频格式与编解码器，可实现录制、转换、编解码、流传输等功能。官方网站提供预编译安装包。将压缩包解压至指定路径后，将其中的bin文件夹路径添加到系统的Path环境变量中。完成环境变量配置后，在终端直接调用相关命令。任务一

智能电梯场景音频系统搭建2.参数说明在终端中执行以下命令可采集音频数据。任务一

智能电梯场景音频系统搭建（三）音频信号可视化编写一个Python程序，通过第三方库sounddevice和Librosa实现音频信号可视化。1.sounddevicesounddevice基于PortAudio的Python音频处理库，通过API实现跨平台音频I/O。是Python与硬件音频设备的交互桥梁，适用于实时音频处理、语音识别、音频分析等场景。核心功能：音频播放：播放NumPy数组格式音频，支持自定义采样率、通道数等；音频录制：采集音频并实时转为NumPy数组；设备管理：查询/选择音频输入输出设备；实时处理：回调模式实现低延迟音频流处理；阻塞/非阻塞模式：可同步或异步执行音频操作。2.LibrosaLibrosa是专为音频信号处理与音乐信息检索的Python库，提供音频分析、特征提取、音高检测、节拍跟踪等工具，广泛应用于音乐分析、语音识别、音频机器学习等领域。核心功能：音频特征提取：提取MFCC、频谱特征、色度特征等多维音频特征；音频可视化：绘制波形图、频谱图、色度图等，呈现音频时域/频域特性；音频分析：支持节奏检测、音高估计、音频聚类等；音频处理：提供降噪、变速、音高变换等功能。任务一

智能电梯场景音频系统搭建5.可视化波形可直观呈现音频信号在时域的振幅变化特性，常用于分析音频的节奏、强度及异常波动等特征。3.安装sounddevice和Librosasounddevice和Librosa需手动安装的第三方库，部署代码如下：4.录制、播放和保存

任务二

电机运行状态监测与诊断深化/02任务二

电机运行状态监测与诊断深化任务二

电机运行状态监测与诊断深化一、音频信号特征提取技术应用Librosa是音频信号处理与音乐信息检索领域的核心Python库，支持MFCC、频谱等音频特征提取及数据可视化，可直观呈现信号特性，广泛应用于音乐信息检索、语音识别、音频生成等场景。（一）Mel频谱特征Mel频谱特征是基于人类听觉感知特性设计的音频频域表示方法，通过非线性频率刻度，模拟人耳对不同频率声音的敏感度差异。任务二

电机运行状态监测与诊断深化（二）MFCC特征MFCC是语音和音频处理核心特征，基于人耳听觉特性提取音频特征，广泛用于语音识别、音乐分类、环境声分析等场景。MFCC特征的设计基于两大关键方法：梅尔刻度（Melscale）：基于人类听觉特性的频率转换方法。人耳对低频声音的频率分辨力显著高于高频。倒谱分析（cepstrumanalysis）：能将语音信号分解为声源（声带振动）和声道（口腔、鼻腔共振）两部分，MFCC主要提取反映语音“音色”的声道特征，为相关音频处理任务提供关键声学参数。任务二

电机运行状态监测与诊断深化（三）节拍特征节拍特征是描述音乐时间结构的核心指标，用于捕捉音乐中稳定的周期性脉冲（节拍）及其属性，是音乐节奏的“骨架”，是分析节奏模式、划分乐句结构等的关键依据，广泛应用于音乐信息检索与节奏分析领域。核心概念：

节拍（Beat）：音乐中均匀的时间单位，是“打拍子”的基本单元，构成节奏基础脉冲。速度（Tempo）：衡量节拍快慢的指标，单位为BPM，影响节奏感知。节拍层级（metricalhierarchy）：节拍的结构化分层，以小节为基本重复单位，通过强拍确立重音，形成强弱交替的韵律框架任务二

电机运行状态监测与诊断深化二、异常噪声模式识别与故障预警海康威视AI开放平台可训练专有模型，解决工业听诊内置模型漏报、误报问题。通过平台完成模型选择、数据选择、智能标注、模型训练等操作，可生成实际需求模型。单击“立即创建”，在打开界面填写模型名称，确认无误后单击“确定”，即可完成模型创建。（一）选择模型打开海康威视一站式训练平台，按路径操作：依次单击“模型服务→通用算法训练→音频类→音频分类模型”；选择“工业听诊识别”进入模型训练界面。任务二

电机运行状态监测与诊断深化（二）准备数据工业听诊聚焦特定电机运行状态监测，因不同电机震动特性有差异，需采集目标电机专属运行数据，保障监测精准性。2.录制音频录制样本需遵循平台训练要求：数据上传规范：支持批量上传；单次上传数量≤5000个，正常音频≥1000条；至少一个正常标签对应音频数≥50条。音频技术参数：WAV（线性PCM）格式；16kHz或192kHz采样率；16bit采样精度；10~60s时长；单声道（Mono）。命名规则：1~100个字符；禁用特殊符号：$、%、&。建议使用以下命令采集音频数据：

1.启动电机使用“第四篇

项目备战--PLC控制与电梯运行”中的程序，启动电机至转动状态。任务二

电机运行状态监测与诊断深化3.导入数据将准备好的数据导入平台时，导入时按需创建标签。标签化管理可区分不同场景音频样本，为模型训练提供结构化数据支撑。为便于录制，编写脚本执行相关命令：电机分别在10Hz、20Hz、25Hz、50Hz运行时，各录制300~400个音频样本，录制时按频率修改文件名前缀：10Hz运行时，文件命名为10*.wav。20Hz运行时，文件命名为20*.wav。25Hz运行时，文件命名为25*.wav。50Hz运行时，文件命名为50*.wav。任务二

电机运行状态监测与诊断深化（三）模型训练数据达标后即可发起训练，首先访问工业听诊模块的“应用仓库—工业听诊”，查看设备的芯片型号，确保模型与硬件适配。确认并选择与设备匹配的芯片型号，在数据列表勾选本次训练所