電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)*

楊蕾璟 蘇曉峰

河南省特種設(shè)備安全檢測研究院 鄭州 450046

0 引言

電梯作為高層建筑重要的垂直運輸交通工具，越來越受到公眾的關(guān)注，引發(fā)輿論的焦點。截至2020年底，我國電梯擁有量已達(dá)到786.55萬臺，電梯占特種設(shè)備總量的47.72%[1]，無論是保有量、年產(chǎn)量還是增長量，都達(dá)到了世界首位[2]。隨著電梯總量的逐年遞增，老舊電梯的數(shù)量也在不斷攀升。隨之而來的是電梯故障的凸顯，雖然有外部環(huán)境的影響以及乘客、工作人員疏忽等因素，但公眾輿論壓力還是導(dǎo)向了電梯本身的安全與否。

近年來接連發(fā)生的典型事故案例，如廈門某大學(xué)，在電梯層門剛剛打開，人還沒有完全邁入轎廂時，電梯突然上行，導(dǎo)致1名男生被卡在轎廂與層門楣之間中無法動彈，半個小時后救援人員趕到現(xiàn)場時，該學(xué)生已不幸窒息身亡[3]。發(fā)生這些事故令人痛心和惋惜，無不引起人們對電梯安全的關(guān)注。

電梯安全維系城市運行，涉及千家萬戶，國家非常重視電梯的安全工作，對電梯的本質(zhì)安全提出了更加嚴(yán)格的要求。2018年2月9日國務(wù)院辦公廳出臺了《關(guān)于加強電梯質(zhì)量安全工作的意見》[4]，綜合協(xié)調(diào)全國各相關(guān)部門共同加強對電梯的安全監(jiān)管，國標(biāo)委在2020年12月發(fā)布GB 7588.1—2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范第1部分：乘客電梯和載貨電梯》和GB 7588.2—2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范 第2部分：電梯部件的設(shè)計原則、計算和檢驗》[5]，以及目前國家市場監(jiān)管總局部署在全國范圍內(nèi)開展的電梯鼓式制動器安全隱患專項排查治理工作[6]等指導(dǎo)意見。通過建立96333電梯應(yīng)急處置服務(wù)平臺，電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控以及監(jiān)控系統(tǒng)平臺[7，8]，提倡電梯加入物聯(lián)網(wǎng)管理平臺等手段和舉措，以增強電梯的安全性，提高電梯的管理水平，減低電梯事故發(fā)生率。

對電梯事故的預(yù)防，特別是從電梯的故障入手來解決目前的瓶頸，是目前生產(chǎn)者、使用管理者以及各級監(jiān)管部門關(guān)注的重點工作。電梯的安全管理利用信息管理平臺、物聯(lián)網(wǎng)，以及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段和措施，逐漸取代了過去必須到現(xiàn)場才能了解電梯運行狀況的問題，有效地緩解了維保、管理等方面人機矛盾的瓶頸。

根據(jù)生產(chǎn)管理學(xué)中的著名理論——海恩法則指出：每1起嚴(yán)重事故的背后，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及1 000起事故隱患[9]。故通過對電梯事故發(fā)生的規(guī)律進(jìn)行分析，進(jìn)而對電梯故障相關(guān)數(shù)據(jù)的記錄、收集、整理、分析、挖掘及研判是目前設(shè)計者、生產(chǎn)者、第三方機構(gòu)等專家學(xué)者技術(shù)人員亟待共同研究的內(nèi)容。

目前在電梯的現(xiàn)有技術(shù)中，采用通過直接采集電梯主板的電梯運行狀態(tài)信號，獲取電梯故障信息，然后向維保人員或者管理人員發(fā)送故障消息。而電梯主板輸出的故障信息較多，并非全部故障信息均需給予特別的或及時的關(guān)注，因此須對故障信息進(jìn)行合理的分類，以向用戶發(fā)送其需要關(guān)注或出現(xiàn)較頻繁的信息，從而減少發(fā)送大量冗余信息的負(fù)擔(dān)，免除信息的騷擾，降低后臺發(fā)送資源的浪費。

1 電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)的組成

電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)組成包括：監(jiān)測設(shè)備、電梯主板、云服務(wù)器以及用戶端等，監(jiān)測設(shè)備包括處理器、存儲器、通信模塊、采集模塊、電源模塊[10]等。如圖1所示。

圖1 電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)

該電梯監(jiān)測系統(tǒng)中設(shè)有相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備，并與電梯主板連接，用于獲取電梯運行中的故障狀態(tài)信息，監(jiān)測設(shè)備與后臺系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接；用于對電梯故障信息的識別、篩選、分析與處理，后臺系統(tǒng)與用戶終端連接；用于傳送需要關(guān)注的故障信息。

后臺系統(tǒng)采用云平臺，云平臺與監(jiān)測設(shè)備通過2G/3G/4G/5G/NB-Iot等無線網(wǎng)絡(luò)或有線網(wǎng)絡(luò)連接通信，用戶終端通過互聯(lián)網(wǎng)與云平臺等進(jìn)行信息交互。

2 電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)

電梯故障信息識別與篩選程序框圖如圖2所示[10]。采集模塊采集電梯運行狀態(tài)信號、故障信息、急停信號和鎖梯信號等。當(dāng)采集到故障信息，且鎖梯信號和急停信號均有效時，即可判斷電梯的故障為停梯故障?？山柚i梯信號和急停信號對電梯故障信息進(jìn)行分類和甄別，提取出用戶認(rèn)為需要關(guān)注的故障信息。且能直接借助鎖梯信號和急停信號，不需考慮故障信息的內(nèi)容，使判斷速度快且準(zhǔn)確。

圖2 電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)框圖

經(jīng)過分類、甄別電梯故障信息，通過通信模塊將電梯故障信息傳輸?shù)綄Ｓ孟到y(tǒng)平臺或云平臺等后臺系統(tǒng)，后臺系統(tǒng)用于存儲故障信息。經(jīng)過故障信息的甄別后，就可將用戶關(guān)注的故障類型，通過用戶終端向用戶發(fā)送電梯故障等類似信息。若為停梯故障，則向用戶終端報警。

當(dāng)采集到有故障信息，且鎖梯信號無效或急停信號無效時，判斷電梯的故障類別為預(yù)警故障。預(yù)警故障不是用戶特別關(guān)注的故障類型，不發(fā)送給用戶，但用戶可通過用戶終端登錄后臺系統(tǒng)或云平臺進(jìn)行查詢。用戶根據(jù)預(yù)警故障信息的影響程度，決定選擇性去現(xiàn)場或者不去現(xiàn)場進(jìn)行檢查維修等。

由監(jiān)測設(shè)備完成故障類型判斷，若判斷確定為停梯故障，通過監(jiān)測設(shè)備將停梯故障報警信息實時上傳到云平臺，并設(shè)置停梯故障狀態(tài)為未解除。根據(jù)監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測到的電梯運行狀態(tài)信號中的鎖梯信號，自動識別停梯故障是否已經(jīng)解除。若鎖梯信號無效，則表示故障停梯已經(jīng)解除，恢復(fù)正常運行，同時將停梯故障記錄的故障狀態(tài)置為已解除。

用戶終端通過云平臺接收停梯故障報警信息，例如短信、電話通話、手機APP、微信小程序、web端等。

3 電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)的實現(xiàn)方式[10]

電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)可以采取以下2種方式實現(xiàn)。

1）將程序軟件在監(jiān)測設(shè)備中實現(xiàn)，若由監(jiān)測設(shè)備獨立完成，監(jiān)測設(shè)備實時采集電梯的運行狀態(tài)信號中的故障信息、急停信號和鎖梯信號的邏輯組合。由監(jiān)測設(shè)備進(jìn)行識別、篩選和判斷電梯的故障類別是停梯故障或預(yù)警故障，然后監(jiān)測設(shè)備即可直接向用戶終端發(fā)送需要關(guān)注的停梯故障信息。

2）將程序軟件在云平臺中實現(xiàn)，監(jiān)測設(shè)備僅需采集故障信息，并將故障信息上傳，由云平臺通過網(wǎng)絡(luò)通信的方式獲取電梯運行狀態(tài)信號中的故障信息。對采集到的故障信息，根據(jù)故障類型由云平臺進(jìn)行識別與篩選和判斷，對于符合條件的電梯故障信息，再確定向用戶終端發(fā)送需要關(guān)注的電梯故障信息。

4 結(jié)語

電梯故障信息識別與篩選系統(tǒng)的設(shè)計，解決了目前人機矛盾的問題，節(jié)約了人力物力，提高了效率。達(dá)到了采取預(yù)維護(hù)、提前維修等措施，預(yù)防了電梯事故的發(fā)生，降低了電梯故障的發(fā)生率，提高了電梯正常運行的可靠性和安全性。另一方面，也減少了用戶對接收所有信息的負(fù)擔(dān)，節(jié)省了發(fā)送、查看等有限的資源，優(yōu)化了資源配置，獲得了有益的效果。