电梯安全风险分析及智能化安全控制研究黄先杨

电梯安全风险分析及智能化安全控制研究黄先杨

黄先杨

(住友富士电梯有限公司广东佛山528500)

摘要：为了电梯的安全运行，降低人员伤亡情况，结合先进的检测和诊断技术分析电梯运行的风险因素，以做到及时的检测电梯故障，实现电梯的智能化、人性化发展，这对维修人员的故障排除和救援行动有着十分重要的现实意义。

关键词：电梯安全；风险分析；智能化；安全控制；研究

1导言

电梯是一个复杂的机电设备，其生产和维护周期很长。特别是垂直的升降梯，其导向、轿厢等设置都处在一个封闭的环境中，发生问题单靠人工很难做出合理的判断，某一环节出现问题，都可能引发其他设备的事故，有甚者会造成人员伤亡。而我国在2012年、2014年间均发生了严重的电梯事故，如何在保证电梯顺利运行的情况下，提高电梯运行的安全性是当今电梯行业的一大难题。

2风险识别与分析

据统计，各类事故发生的起数占电梯事故总起数的概率分别为：门系统事故占80％左右，限速器-安全钳故障引起的事故占15％左右，其他事故占5％左右。本文主要针对电梯系统中门系统和曳引系统(主要是限速器-安全钳)展开研究。

2.1门系统故障。

门系统事故之所以发生率最高，是由电梯系统的结构特点造成的。因为电梯的每一运行过程都要经过开门动作过程两次，关门动作过程两次，使门锁工作频繁，老化速度快，降低了门锁机械或电气保护装置可靠性。若维修更换不及时，电梯带隐患运行，则很容易发生事故。因此，为减小门系统的事故发生率，应首先降低门系统的各个子系统组成的故障率。门系统主要分为两个独立的串联子系统，分别为层门系统和轿门系统。①层门系统中除了与轿门系统相互连接的部件为并联系统外，其余其他部件都为串联系统，而串联系统中某一单元失效都将引起整个系统的失效，尤其在层门系统中，起到连接固定的层门挂板与门锁这种低可靠度的部件，在有任意故障发生时都可能引起层门系统的瘫痪，从而造成事故的发生。②轿门系统中除了也存在层门系统中关于挂板和门锁失效而导致事故的发生可能性以外，还有另外的串联系统，控制整个轿门系统的电气装置共有两个部分组成，分别是变频器和门电机，对于电气部件的可靠度相对于硬件的可靠度要求高，其中电机更需要经常维护和更换，因此，在这部分串联系统中增加部件可靠度是十分必要的。

2.2限速器-安全钳故障。

限速器与安全钳是曳引系统中是重要的安全控制部件，当电梯轿厢在运行中由于各种原因发生超速，在所有其他安全保护装置不起作用的情况下，限速器和安全钳发生联动动作，防止轿厢直接坠落。此系统的子系统包括限速器和安全钳，这两个子系统是串联的子系统，只有同时正常工作时才能保证系统的正常工作。但由于这两个子系统的功能及所处的位置的特殊性，会有各种原因导致两个子系统不正常工作：弹簧长期伸缩工作导致限速器额定动作速度改变；钢丝绳自身的变化延伸，紧装置触地导致钢丝绳打滑；安全钳钳口内有沙子、灰尘、油泥等异物安全钳楔块夹不住轨导轨，导致轿厢继续向下滑动，造成电梯系统失效。上述是针对系统自身的原因进行的分析，一些人为因素、环境因素也等会导致电梯提前衰老，引发事故。(1)从制造商的角度来说，可能厂商为了节约成本，出厂检测工作不到位造成电梯的零部件钳在未达到使用年限的情况下就损坏了；(2)从管理者的角度来说，可能检测工人没有按相关规定检修电梯或者未及时做出修理导致零件损坏，导致电梯故障；(3)从监管者的角度来说，可能在使用电梯时未遵守《特种设备安全监察条例》中的相关规定进行监察，也会引发事故。(4)从外界条件的角度来说，电梯的工作环境恶劣，可能会受到部件磨损或者生锈未及时维修维护，从而造成失效，引发事故。

3电梯智能化安全控制探讨

发生电梯事故的原因多种多样，而机械、材料和电气等因素紧密相连再加上后期维护的不合理，进而加剧了电梯的风险，并最终导致电梯事故的发生。所以，就要结合电梯事故案例分析其存在的安全风险，将电梯安全事故和当今的新技术、新材料等有效地结合起来，以实现电梯事故的智能化监测和诊断，并提升电梯的安全性能。

3.1结合物联网先进技术，建立远程监测平台

传统的电梯监控系统是人工和有线网络相结合的，存在着数据采集不及时、成本高等问题，很难适应当今电梯智能化的需求。而随着无线网络和GSM的电梯远程监控系统的发展，以其独特的优势，实现了数据的实时传输，维修人员可以及时掌握电梯事故进而更好地处理事故。由于，电梯型号各式各样，安装也不集中，其软硬件接口标准没有达到统一要求，大都是电梯生产厂家来铺设电梯管理网络，进而使得兼容性和通用性很差，不能有效实现对不同型号电梯的监测。物联网技术以电信通讯网和互联网为基础，凭借各种传感技术实现了对海量数据的分析和处理。物联网技术在电梯无线远程监控中的应用，可以感应电梯开关门、运行以及停止信号，哎通过网络通信协议传输到无线网络平台，并最终传送到监控服务器的终端，并对各种数据进行整理和分析，为相关人员提供一定的依据以做故障的分析。

3.2凭借人工智能理论，达到电梯故障的智能化诊断

在传统的电梯故障诊断中，需要全面检测电梯，从速度、温度、电压等多种模拟量信号和电梯开关门信号、平层信号等数字信号，并通过相关人员进行判断和分析，看电梯是否处于一种异常状态，这种方法的局限性很大不能做出科学的判断。人工智能理论的发展，例如专家系统、混沌理论以及人工神经网络粒子群算法等，推动了电梯故障诊断的智能化。以人工神经网络智能化为例，通过电梯上设置的传感器采集相关数据，在通过网络串口将数据传送到监控中心，并最终传输入到数据库，以为维修人员提供有利的支持。此外，Matlab软件编程会访问故障数据库，读取相关数据在通过神经网络将实时数据和标准数据进行分析和整理，进而做出科学的判断，并将诊断结果输入到数据库中，以为下次的分析和判断提供依据。除此以外，除此以外，诊断结果会通过监测平台将数据显示出来，进而方便维护人员的维护。

4结语

当今人们的生产和生活与电梯关系密切，随着城镇人口的不断增长、城市规模的扩大，城市中的楼房像雨后春笋般迅速地增长，各类电梯的数量也越来越多。电梯作为高层建筑的血脉受到越来越多的关注，人们对电梯安全需求的认识不断提高。全世界对电梯新技术的研发和投入日益加大，相关领域的国际贸易日益增加。电梯作为一种特殊的运输工具，越来越多的人对电梯有了强烈的依赖性，随着全寿命周期变化，电梯可能存在各种各样的安全隐患。现今，中国电梯保有量（已超过450万台）、产销量（占全球的2/3）、年增长量均为世界第一。同时，中国电梯高负荷、大运量、长周期使用现象普遍存在。因此，开展电梯的安全的系统化风险分析与控制研究，并做出有效的策略具有重要的现实意义。

参考文献:

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[4]顾诚.电梯安全风险分析及智能化安全控制策略[J].机电信息,2015(36):39-40.