我國電梯技術及發展趨勢分析

王心君 廖源 李晨艷 劉治成 許衛星

摘 要：我國電梯發展雖起步較晚，但發展迅猛。在當前的電梯發展過程中，仍存在信息化程度不高、管理較為落后等一系列問題。這些問題嚴重制約著電梯行業的發展。基于此，本文對我國電梯技術發展特點進行分析，并對日后電梯的發展趨勢做出展望，以期為電梯行業或特種設備相關人員提供參考。

關鍵詞：電梯；電梯技術；發展趨勢

中圖分類號：TU857 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）14-00137-03

Analysis on the Technology and Development Trend of Elevator in China

WANG Xinjun1 LIAO Yuan1 LI Chenyan1 LIU Zhicheng2 XU Weixing3

（1. Special Equipment Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Henan Zhengzhou 450000；2. Zhengzhou Aviation Port Area Voyage Limited Company，Henan Zhengzhou 450000；3. Zhengzhou Ruifu purify Limited by Share Ltd， Henan Zhengzhou 450000）

Abstract： Although elevator development in China started late， it developed rapidly. In the current elevator development process， there are still a series of problems， such as low level of informatization and backward management. These problems seriously restrict the development of elevator industry. Based on this， this paper analyzed the development characteristics of elevator technology in China， and looked forward to the trend of the development of the elevator in the future， in order to provide reference for the elevator industry or special equipment related personnel.

Keywords： elevator；elevator technology；trend of development

近10年來，隨著中國國民經濟的高速增長及城鎮化過程的加快推動，我國電梯產業迅猛發展[1]。從2003年的36.17萬臺猛增至2014年的359.85萬臺，年增速約20%[2]。截至2015年，我國電梯制造量為76萬臺，電梯保有量為426萬臺，均居世界第一。但是，隨著電梯產業的迅猛發展，電梯相關事故也成為全民關注的熱點。電梯安全是國家公共安全的重要組成部分[3]。為了減少電梯安全事故的發生，就要加強電梯技術的應用。本文就我國電梯技術的特點及電梯發展趨勢進行詳細分析。

1 我國電梯技術的特點

1.1 電梯設計制造環節技術的特點

目前，我國電梯的生產能力、產品質量和制造成本有很強的國際競爭力，但大部分企業的質量意識仍有待提高。這具體體現在設計方面。在國外，企業普遍采用仿真技術對電梯進行設計開發，我國雖然也有部分企業采用仿真技術，但仿真設計技術仍有待提高。仿真技術為電梯的質量、穩定性和可靠性提供了強有力的技術保障，同時也是開展高速、超高速電梯核心技術的關鍵所在。新技術的基礎研究投入和部件產品的可靠性研究也是電梯技術發展的關鍵所在。在電梯定制化設計和智能制造領域，研究快速高效的電梯定制化設計方法及設計平臺，關鍵部件的制造裝配工藝，符合定制化特性的柔性自動化生產線、先進制造方法及理論在電梯生產中的應用等。

1.2 電梯檢驗環節技術特點

我國電梯安全檢驗方法和檢驗裝備與我國快速發展的電梯產量嚴重不匹配。例如，對一些現場試驗需要滿載的安全部件進行檢驗時，還需要進一步研究試驗方法。因此，我國急需開展現場快速檢驗檢測的新方法以及針對電梯上應用新技術的檢驗方法的研究工作。其中，電梯關鍵部件的檢驗檢測方法、電梯曳引系統在線檢測方法等都是電梯檢驗技術發展的新方向。此外，隨著大數據技術的發展[4]，電梯大數據的采集挖掘技術研究和應用也應當引起重視，可為今后的電梯檢驗檢測開創新的模式，構建電梯智能化檢驗檢測技術體系。

1.3 電梯的安全評價

隨著電梯使用年限增加，電梯的電氣部件、機械部件會不斷磨損、老化，甚至失效，而這必然會導致電梯故障率增加、可靠性下降[5]。為解決此類問題，開展電梯的安全評價至關重要。安全評估工作可以使政府部門實時掌控電梯的安全風險狀況，保證電梯使用單位順利實施電梯更新、改造工作。在電梯安全評價技術方面，應加強對電梯安裝危險源的辨識，尤其要對電梯主要部件的失效原因進行分析，并對失效的風險概率和后果、評價尺度進行進一步研究。另外，為電梯上每種零部件的性能退化情況建立曲線數據庫，而這對完善電梯部件報廢技術條件，實現電梯產品安全狀況和剩余壽命的準確描述和預測有重要意義。

1.4 電梯的智能化

目前，對電梯智能維護方面的研究已經成為電梯領域研究的熱點。針對某一臺電梯建立一套系統的信息收集系統，對電梯設備的基本信息實行實時監控，實時掌握電梯的運行狀況，實現電梯設備身份信息登記、更新，做到一梯一檔，讓每一臺電梯設備都有自己的“身份證”。另外，還要開展電梯的物聯網試點。目前，電梯物聯網的標準化應用已成為大趨勢。電梯物聯網的應用更側重于提高遠程監測信息的穩定性、可靠性，以及遠程監控技術的安全性及準確率。在電梯智能安全領域，研究電梯安全評價方法及理論、關鍵零部件的失效機理、遠程監控及故障預警技術、電梯的應急救援技術、高效智能的維護技術及大數據應用技術將成為電梯智能技術的發展方向。

2 我國電梯的發展趨勢

2.1 高速電梯仍是電梯未來發展的主要方向

隨著永磁同步無齒輪電機在電梯上的應用日漸成熟，低能耗、低噪聲、響應快、驅動力矩大、重量輕的新型電梯將會越來越廣泛地被應用于復合型和超高層建筑中。這種普通電梯無法適用的場合使得市場對超高速、大容量的電梯需求急劇增長。目前，市場上有很多高速和超高速電梯，最高速度達到20.5m/s。超高速電梯將繼續成為一個重要的技術研究和發展方向，其主要核心技術在于永磁同步電動機、高性能微處理器、主動減震和降噪技術、新式滾輪導靴和安全鉗材料等適用于超高速電梯的安全部件、電梯轎廂調壓控制等方面，以滿足對高速電梯運行速度、安全可靠、平穩舒適、高效節能的要求。

2.2 新材料在懸掛曳引媒介的應用將成為新趨勢

一臺體積龐大的電梯除了占用較大電梯工作間外，其零部件的安裝與更換也絕非常事，這就需要開發新型設計材料來保證空間和更換部件的效率。目前，電梯最常用的新材料外復合鋼帶和裹塑鋼絲繩能減小曳引輪和導向輪的直徑，從而減小曳引機的體積，使電梯整體布置更加緊湊，節省空間。此外，非金屬懸掛繩（帶）和非金屬曳引輪由于提高了繩和輪之間的摩擦系數，因此，使曳引輪的直徑和曳引機的體積減小，降低了曳引機制造材料的消耗。此外，非金屬材料能有效降低曳引機運行時轎廂的振動和曳引繩與曳引輪運行時的噪聲。新材料的應用在初期都伴隨著高成本，如何在保證安全的前提下，保證懸掛曳引機新材料的研發和應用，進一步提高曳引輪使用壽命，并從整體上降低系統成本，是新材料在電梯應用中的當務之急。

2.3 電梯控制系統將更趨于智能化

國家建筑智能化的發展，需要電梯的智能控制系統與智能大樓所有的自動化服務設備結合形成體智能系統[6]。電梯的高智能控制技術的核心系統，如可變速電梯、雙轎廂電梯、電子終端層連續強制減速裝等創新產品不斷出現，不僅有效提升了電梯運行效率，降低了用電量，實現了節能，還降低了系統在建筑物中的空間占用率。電梯智能控制技術在現代電梯群控系統中的應用也是一個重要發展方向。電梯智能群控系統不僅基于強大的計算機硬件資源，更是融合了專家系統、模糊邏輯、計算機圖像監控、基于神經網絡和遺傳基因法則等一系列技術性較強的軟件處理系統，以適應多臺電梯使用時交通的不確定性、多樣化和非線性動態的特點，使電梯在運行過程中忙而不亂，緊張有序，分配合理、效率最大化。

2.4 電梯的物聯網基數將得到更廣泛的應用

物聯網技術是指通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統和激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一種網絡技術[7，8]。電梯物聯網是物聯網技術在電梯行業的應用，集成了電梯控制技術、信息化感知技術、網絡通信技術和計算機應用技術等一系列先進技術。利用物聯網技術將電梯監察、維保管理、使用管理、安全預警、應急處置、人性化服務和檢驗模式進行有機整合，實現電梯與用戶、物業管理單位、維保單位、制造廠家、檢驗機構和監管部門的信息與數據相互間的存儲和交換。通過電梯物聯網技術，建立電梯動態監測、應急處置、風險預警、統計分析、公共服務和質量評價的綜合管理系統，創立電梯科學監管長效機制都將成為可能。物聯網技術與電梯傳統產業的全面融合，將影響電梯行業的需求與發展。

2.5 電梯的安全性將不斷提高

電梯作為人們日常出行、經常乘坐的運輸工具，已經成為人們生活中必不可少的工具，甚至某些旅游景區都安裝了電梯。在電梯不斷普及的今天，其安全性也越來越受到重視。為了有效防止和減少電梯事故的發生，減少電梯事故在城市公民中的惡劣影響，大多數發達國家都制定了法規和標準，對電梯的安全性提出了嚴格要求，并從技術和管理角度給出了提高安全性的措施和指標。我國也不例外。近年來，國際或是國內新頒布的電梯規范和標準的主要內容有提高層門強度，增加轎廂內開門限制裝置，增加對短接門鎖回路行為的監測功能，增加防止轎廂意外移動的保護裝置，增加自動扶梯主驅動鏈保護功能等，以保證電梯在運行過程中的安全性。此外，電梯的控制程序在安全性方面起著至關重要的作用。為保證電梯的安全，可編程電子安全相關系統技術的全面發展將有可能逐步替代傳統的安全保護裝置，改變電氣安全保護的理念，進一步提高電梯安全性。

3 結語

通過對電梯技術進行分析，總結電梯發展的趨勢，從技術層面對電梯日后的發展進行展望。這不僅為電梯行業的生產或者維保人員提供參考依據，也為特種設備相關人員提供技術參考。

參考文獻：

[1]潘偉杰.我國電梯行業的現狀及發展趨勢分析[J].工程技術研究，2016（4）：93-94.

[2]陳小強.K電梯企業發展戰略研究[D].成都：西南交通大學，2014.

[3]高珊.中山市特種機電設備安全管理研究[D].廣州：華南理工大學，2007.

[3]徐斌，李琳，鐘珞.面向大數據的智慧電梯分析預警平臺[J].武漢理工大學學報（交通科學與工程版），2017（2）：359-362.

[4]趙宵雯.電梯安全風險評價研究[D].濟南：山東大學，2013.

[5]潘洋，張振江.電梯智能化設計研究分析[J].科技資訊，2014（14）：37.

[6]伏喜斌.物聯網技術在電梯安全管理中的應用[J].機電工程技術，2017（12）：21-23.

[7]張晨光.電梯物聯網的研究[D].天津：天津工業大學，2013.

[8]國際標準化組織.自動扶梯與移動步道的安全要求.第1部分：全球范圍內達成一致的基本安全要求（GESR）：ISO/TS 25740-1-2011[S].2011.