電梯運(yùn)行安全評(píng)價(jià)方法和運(yùn)用探究

王楚奇 歐陽一杰

（瀘州市市場檢驗(yàn)檢測中心，四川瀘州 646000）

電梯是人們?nèi)粘３鲂械闹匾煌üぞ?，電梯運(yùn)行故障的出現(xiàn)不僅會(huì)影響電梯的使用性能，而且也會(huì)影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。為了能夠保障電梯的運(yùn)行安全，需要相關(guān)人員采取積極的措施對(duì)電梯進(jìn)行安全管理，并在電梯運(yùn)行中引入電梯運(yùn)行安全評(píng)價(jià)方法，通過科學(xué)的電梯運(yùn)行安全評(píng)價(jià)來防范電梯運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的一系列故障，提高電梯設(shè)備的應(yīng)用水平。

1.電梯運(yùn)行安全評(píng)價(jià)方法的分析

電梯運(yùn)行安全分析方法對(duì)比研究可以從性質(zhì)特點(diǎn)、邏輯思維方式、使用周期等方面進(jìn)行研究，由此得出以下幾個(gè)特點(diǎn)：第一，從系統(tǒng)安全角度進(jìn)行分析考慮，具體包含定量分析和定性分析。定性分析是對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)全過程狀況進(jìn)行全面的分析，在具體分析時(shí)所使用的方法可以是直觀判斷，也可以是根據(jù)自己過往的經(jīng)驗(yàn)。定性安全分析被廣泛應(yīng)用到電梯運(yùn)行生產(chǎn)各個(gè)階段，具體包含電梯的設(shè)計(jì)階段、電子的制造、電梯的檢驗(yàn)、電梯的試運(yùn)行管理。定量分析是在定性分析方法基礎(chǔ)上，依托大量經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果來對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行定量分析，從而有效判定出電梯故障的嚴(yán)重程度。第二，邏輯思維方法分析。邏輯思維方法是一種歸納方法，是根據(jù)電梯基本故障類型和失誤來推斷可能發(fā)生的災(zāi)害事故。第三，從壽命周期思路分析。電梯運(yùn)行全壽命周期分析包含初始階段的設(shè)計(jì)分析、使用過程分析評(píng)價(jià)、系統(tǒng)壽命完結(jié)階段的分析[1]。

2.曳引驅(qū)動(dòng)電梯的綜合因素分析

2.1 曳引驅(qū)動(dòng)電梯故障影響因素分析

在挖掘電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)信息發(fā)現(xiàn)電梯在早上8點(diǎn)到10點(diǎn)階段的時(shí)候很容易出現(xiàn)故障。按照《電梯曳引機(jī)》的規(guī)定，機(jī)房溫度在5℃～40℃。較高的溫度會(huì)對(duì)曳引機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生不利的影響，電梯故障發(fā)生概率也會(huì)大大加大。

醫(yī)院、住宅也是電梯故障的高發(fā)區(qū)域，住宅建筑的使用頻率比較高、樓層也比較高，相應(yīng)的電梯額定運(yùn)行速度也會(huì)提升。與此同時(shí)，業(yè)主裝修房屋期間在搬運(yùn)砂石、泥土等過程中也會(huì)誘發(fā)電梯門系統(tǒng)的故障。

2.2 曳引驅(qū)動(dòng)電梯故障率的數(shù)據(jù)特征分析

曳引驅(qū)動(dòng)電梯的核心是電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行深刻影響電梯的使用。電氣控制系統(tǒng)包含中心系統(tǒng)控制器、外圍關(guān)聯(lián)電路、樓層召喚信號(hào)、安全回路等。在電梯出現(xiàn)異常情況的時(shí)候，電梯電氣系統(tǒng)會(huì)停止運(yùn)行。在這個(gè)期間，安全回路斷開是一種比較常見的保護(hù)措施，安全回路會(huì)主導(dǎo)和干擾電梯的開啟和運(yùn)行。在信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展下，全國范圍內(nèi)的各個(gè)地區(qū)逐漸打造了電梯安全運(yùn)行監(jiān)控中心，電梯安全運(yùn)行監(jiān)控中心和電梯應(yīng)急救援平臺(tái)密切對(duì)接，網(wǎng)絡(luò)信息中心能夠全面的記錄和分析電梯運(yùn)行實(shí)際情況[2]。

2.3 某市曳引驅(qū)動(dòng)電梯故障率的統(tǒng)計(jì)分析

第一，故障數(shù)據(jù)提取。文章所研究的公司是一家融合電梯開發(fā)、電梯設(shè)計(jì)、電子制造、電梯銷售、電子安裝、電子改造、電梯維修等內(nèi)容的集團(tuán)。在這些過程中會(huì)出現(xiàn)不同級(jí)別的故障。故障的發(fā)生會(huì)造成電梯停梯，在這個(gè)期間，如果轎廂中有乘客，電梯在緊急制停的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生沖擊力，這些沖擊力會(huì)損傷個(gè)體。除了擠壓和墜落的故障之外，沖頂和墩底也比較容易發(fā)生，這2個(gè)故障出現(xiàn)的原因包含制動(dòng)器阻滯、無法出發(fā)上下強(qiáng)制減速開關(guān)。為了能夠更好地分析故障，在分析電梯故障的時(shí)候引入了帕累托圖。在帕累托圖的作用下對(duì)影響電梯運(yùn)行安全型的因素開展了多方面的分析，制定出了對(duì)應(yīng)的措施，以最少的代價(jià)獲得了良好的問題解決效果。受電梯運(yùn)行頻率的影響，可以對(duì)不同類型數(shù)據(jù)借助帕累托圖來排序，之后將排序的結(jié)果繪制在同一個(gè)帕累托圖中，在具體實(shí)施操作的時(shí)候會(huì)借助雙直角坐標(biāo)系來分析，繪制出來的兩條縱坐標(biāo)分別代表了頻數(shù)和頻率，累積的頻率可以使用分析曲線來進(jìn)行描述。帕累托圖能夠?qū)?xiàng)目質(zhì)量影響因素的影響深度進(jìn)行劃分。主要因素的累計(jì)頻率在0%～80%，次要因素的累計(jì)頻率在80%～90%[3]。

2.4 電梯運(yùn)行故障名稱和出現(xiàn)的原因

第一，電梯運(yùn)行接觸反饋異常故障。在深入分析之后發(fā)現(xiàn)，電梯運(yùn)行接觸器反饋異常出現(xiàn)的原因包含抱閘開啟的時(shí)候運(yùn)行接觸器沒有處于吸合的狀態(tài)，在電梯運(yùn)行1s以上的時(shí)候會(huì)丟失接觸器的反饋信號(hào)，接觸器反饋信號(hào)處于一種粘結(jié)的狀態(tài)，接觸器閉合之后沒有出現(xiàn)反饋信號(hào)。第二，抱閘接觸器的反饋異常。在對(duì)這個(gè)問題深入分析之后發(fā)現(xiàn)引發(fā)這個(gè)問題的原因是電梯抱閘的輸出信號(hào)和實(shí)際反饋出來的信號(hào)不一致。第三，電流控制故障。電流控制故障出現(xiàn)原因體現(xiàn)在啟動(dòng)位置故障、力矩偏差較大引起的故障、速度較大發(fā)出報(bào)警伴隨出現(xiàn)的故障。第四，電梯速度異常。出現(xiàn)電梯速度運(yùn)行異常的原因包含電梯的實(shí)際運(yùn)行速度超過系統(tǒng)設(shè)定最大運(yùn)行速度的115%左右。第四，加速過電流。出現(xiàn)加速過電流的原因包含編碼器的信號(hào)不精準(zhǔn)、電機(jī)在運(yùn)行時(shí)參數(shù)出現(xiàn)了偏差、主要回路輸出處于接地的狀態(tài)、電機(jī)運(yùn)行負(fù)載較大。

3.電梯運(yùn)行安全評(píng)價(jià)方法的應(yīng)用

3.1 曳引驅(qū)動(dòng)電梯的技術(shù)更新

在全面總結(jié)過往電梯事故特征的基礎(chǔ)上，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局、中國特種設(shè)備檢驗(yàn)協(xié)會(huì)、各個(gè)大牌電梯制造廠在經(jīng)過多次研究討論之后對(duì)電梯設(shè)計(jì)和制造技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。在以往電梯裝備的基礎(chǔ)上額外增加了以下的裝置，具體包含轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置、層門擺錘沖擊試驗(yàn)、轎門開門限制裝置、層門和轎門的旁路設(shè)置、門回路檢測功能、制動(dòng)器故障保護(hù)功能、轎廂意外移動(dòng)保護(hù)裝置。經(jīng)過多次制造和檢驗(yàn)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的修訂以及電梯生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展，電梯的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)不斷降低[4]。

在對(duì)電梯系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估分析的時(shí)候需要對(duì)電梯故障的影響作用進(jìn)行全面的分析，在了解故障模式的基礎(chǔ)上，按照電梯出現(xiàn)故障的嚴(yán)重程度來開展綜合性的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。根據(jù)電梯不同分類標(biāo)準(zhǔn)來將電梯的系統(tǒng)運(yùn)行故障劃分為不同的故障模式，具體包含制動(dòng)失效、電梯門的回路中斷、電梯曳引力不足。文章在綜合評(píng)估電梯系統(tǒng)故障模式的基礎(chǔ)上，將電梯故障檢測數(shù)據(jù)為基本依據(jù)來對(duì)電梯的故障類型進(jìn)行劃分，目的是為后續(xù)問題的深入研究奠定基礎(chǔ)支持。

文章在綜合考慮電梯系統(tǒng)故障模式和故障防范可行意義的基礎(chǔ)上，將電梯洗頭故障檢測數(shù)據(jù)作為重要參考，對(duì)電梯故障的類型予以劃分，從而為后續(xù)研究提供重要基礎(chǔ)支持。

在分析評(píng)價(jià)電梯系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)情況的時(shí)候需要對(duì)故障的影響進(jìn)行綜合分析，在明確故障模式的基礎(chǔ)上，根據(jù)電梯故障嚴(yán)重程度來開展綜合評(píng)價(jià)?；陔娞菹到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以將電梯系統(tǒng)的運(yùn)行故障劃分為不同模式，具體包含制動(dòng)失效、門回路中斷和曳引力缺乏。各個(gè)故障出現(xiàn)的比例分析如圖1所示。

圖1 電梯運(yùn)行故障的類型比例分析

3.2 曳引驅(qū)動(dòng)電梯安全評(píng)價(jià)體系

電梯運(yùn)行的零部件比較多，容易誘發(fā)電梯安全事故的部件主要體現(xiàn)在曳引機(jī)、制動(dòng)器、門系統(tǒng)上，為此，在一級(jí)指標(biāo)下可以將機(jī)械系統(tǒng)具體劃分為曳引系統(tǒng)、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以被設(shè)定為二級(jí)系統(tǒng)[5]。

通過以上分析，為曳引驅(qū)動(dòng)電梯安全評(píng)價(jià)體系給出部分等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，但是在具體實(shí)施中由于電梯部件較多、電氣控制回路復(fù)雜，曳引驅(qū)動(dòng)電梯安全評(píng)價(jià)指標(biāo)中無法列舉出電梯運(yùn)行可能遇到的故障。為此，相關(guān)人員根據(jù)電梯運(yùn)行實(shí)際情況來適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電梯的評(píng)價(jià)等級(jí)。

電梯安全評(píng)價(jià)是針對(duì)電梯各個(gè)零部件和各個(gè)系統(tǒng)的安全情況來開展定性和定量分析，同時(shí)，參考電梯的運(yùn)行性能來調(diào)整電梯運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)數(shù)值。

3.3 曳引驅(qū)動(dòng)電梯模糊綜合評(píng)價(jià)方法

3.3.1 模糊綜合評(píng)價(jià)方法

打造出綜合評(píng)價(jià)矩陣，將所有需要評(píng)價(jià)的指標(biāo)因素進(jìn)行綜合衡量，之后通過多層次模糊變化確定一級(jí)因素的評(píng)價(jià)矩陣，打造出模糊評(píng)價(jià)安全評(píng)價(jià)模型。第一，打造安全評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定安全評(píng)價(jià)因素集合。第二，確定等待評(píng)價(jià)系統(tǒng)的評(píng)判集合，電梯運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等級(jí)劃分5個(gè)等級(jí)。第三，確定單因素評(píng)價(jià)模糊矩陣。對(duì)單個(gè)因素在評(píng)估的時(shí)候可以根據(jù)等級(jí)影響來進(jìn)行考量。第四，開展模糊綜合評(píng)價(jià)計(jì)算，合成綜合指標(biāo)。從指標(biāo)體系最底層開始，利用模糊算計(jì)合成因素權(quán)重C，形成評(píng)價(jià)層級(jí)模糊矩陣R，可以被計(jì)算到模糊評(píng)價(jià)指標(biāo)為B，m表示單個(gè)因素的個(gè)數(shù)，n表示的是單個(gè)因素的指標(biāo)分級(jí)數(shù)。模糊評(píng)價(jià)指標(biāo)=模糊算計(jì)合成因素權(quán)重×評(píng)價(jià)層級(jí)模糊矩陣。計(jì)算得出評(píng)價(jià)向量的矩陣后，通過多級(jí)變換和最大隸屬度原則，可得出電梯基于一級(jí)指標(biāo)發(fā)生事故的可能性等級(jí)[6]。

3.3.2 等級(jí)評(píng)價(jià)向量的確定

在綜合以上因素基礎(chǔ)上打造出適合的等級(jí)評(píng)價(jià)矩陣，對(duì)電梯運(yùn)行中的各個(gè)子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究。期間可以使用的方法包含德爾菲法、模糊統(tǒng)計(jì)分析法、指數(shù)法。在計(jì)算獲得底層評(píng)價(jià)因素和評(píng)估隸屬函數(shù)之后，借助過往的數(shù)據(jù)信息來對(duì)系統(tǒng)的后果影響問題進(jìn)行分析，經(jīng)過計(jì)算獲得不同等級(jí)對(duì)待評(píng)價(jià)系統(tǒng)影響程度的相互關(guān)系。對(duì)不同因素等級(jí)對(duì)評(píng)估對(duì)象影響程度實(shí)施一致性分析后，所得結(jié)果發(fā)現(xiàn)各因素等級(jí)評(píng)估矩陣是一樣的。在實(shí)施電梯運(yùn)行安全系統(tǒng)評(píng)估的時(shí)候，考慮到不同因數(shù)應(yīng)用重要程度的不同意見評(píng)估對(duì)象屬性的不同，在獲得最終的參數(shù)后還需根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)整因素權(quán)證。結(jié)合電梯事故數(shù)據(jù)得到電梯安全評(píng)價(jià)矩陣：

R=（1.0、0.75、0.5、0、0；0.75、1.0、0.65、0.25、0；0.5、0.65、1.0、0.65、0.5；0、0.25、0.65、1.0、0.75 ；0、0、0.5、0.75、1.0）。在綜合考量評(píng)估矩陣的基礎(chǔ)上確定等級(jí)權(quán)重向量。電梯安全評(píng)價(jià)各因素等級(jí)權(quán)重向量集如表1所示。通過一級(jí)綜合評(píng)價(jià)得出各單因素安全評(píng)價(jià)向量，可得出以上分析獲得的是向量的評(píng)價(jià)矩陣，可以開展二級(jí)和三級(jí)模糊評(píng)價(jià)分析。

表1 電梯安全評(píng)價(jià)各因素等級(jí)權(quán)重向量集

3.3.3 故障率系數(shù)的確定

結(jié)合電梯的動(dòng)靜態(tài)指標(biāo)參數(shù)信息以及電梯故障的后果影響因素來打造出指標(biāo)，具體包含機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)、電氣控制系統(tǒng)參數(shù)、使用環(huán)境參數(shù)、運(yùn)行管理參數(shù)等。電梯的安全性能在具體使用中深受外界多個(gè)因素的影響，比如電梯的品牌設(shè)計(jì)水平、電梯的額定載重情況、電梯的運(yùn)行速度、電梯的靜態(tài)指標(biāo)等。一般情況下，電梯的運(yùn)行速度越快，電影出現(xiàn)高振動(dòng)的可能就會(huì)越大，發(fā)生故障的概率也會(huì)增多。在電梯使用的時(shí)候，乘客的乘坐行為、電梯的日常運(yùn)行維護(hù)等都會(huì)影響到電梯的使用壽命。在經(jīng)過一系列的分析發(fā)現(xiàn)，安全回路的自動(dòng)斷開、接觸器的反饋異常、抱閘制動(dòng)力檢測異常、編碼器的故障異常是威脅電梯穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，通過科學(xué)的系統(tǒng)檢測能夠了解電梯的運(yùn)行情況，確定故障率，為電梯的穩(wěn)定運(yùn)行獲得正確的參數(shù)。

4.結(jié)語

在電梯新科技技術(shù)和電梯物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展下，電梯的安全性能和安全監(jiān)管問題得到了人們普遍關(guān)注。完善的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形式和優(yōu)化的監(jiān)督管理措施能夠?qū)﹄娞莸倪\(yùn)行實(shí)施全方位的監(jiān)督控制。為了能夠更好地保障電梯系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需要相關(guān)人員根據(jù)電梯系統(tǒng)的運(yùn)行情況來恰當(dāng)?shù)囊腚娞葸\(yùn)行安全評(píng)價(jià)方法，在方法的作用下為電梯穩(wěn)定運(yùn)行提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息支持。