人工智能技術在電梯安全領域的應用

李濤

（西山煤電（集團）有限責任公司 山西省太原市 030053）

在電梯中融入人工智能技術，可以實現對電梯運行的動態監控和管理，及時的發現電梯運行存在的問題和缺陷，切實保障電梯運行的安全性，其對于電梯事業的發展和進步有著較為積極的促進作用，那么在電梯運行過程中，究竟應當如何靈活的應用人工智能技術呢？下面，將對該問題進行闡述。

1 人工智能技術及電梯概述

1.1 人工智能技術

所謂的人工智能是以計算機技術為依托而不斷延伸發展誕生的一項技術，該技術集合了多個國家以及地區的思想，其具有綜合性強，應用范圍廣的特點。結合當前人工智能科學技術發展的實際情況來看，可以將其分為三個部分，第一部分是人工智能萌芽時期，該時期人工智能技術還未能轉化成為現實，其只是一種構思和想法，缺乏技術實力支撐完成相關的科學技術研究。之所以如此，是因為在當時計算機剛剛興起，尚未全方位的普及，而且在當時主要的生產力是勞動力，因此導致超時代的思想結構只能被束之高閣。第二部分則是互聯網逐漸普及的時期計算機方面的科學技術開始逐漸在多個行業中發展應用，其實用性以及應用性相較于之前來說取得了巨大的突破。在計算機、互聯網技術蓬勃發展的過程中，人工智能技也有所發展，人工智能技術初步發展時，并沒有特別明顯的應用場景，研究速度與進展并不是很快，由于缺乏目標性，因此導致人工智能技術未能廣泛的發展應用。而且在當時的科技水平還不是很高，技術應用受到的限制比較多。第三部分則是互聯網技術全方位普及，并應用到各個領域的階段，在此背景之下，人工智能技術得以飛速發展，其在多個行業中均取得了耀眼的成績，其電梯領域也開始廣泛的應用人工智能技術。如圖1為人工智能在電梯中應用的概念圖。

1.2 電梯概述

電梯是一個特殊的垂直載體，其由復雜的安全電路與機械零件組成，是一個分散的綜合產品，其很難進行直觀的理解。當前市面上的電梯主要是由8個主要系統組成，也就是牽引系統、引導系統、門系統、轎廂、重量平衡系統、電動助阻力系統、電氣控制系統以及安全保護系統。這些系統根據用途、結構要求等分別安裝在機房以及井道之中，在日常電梯使用期間出現任何突發性問題都可以通過防護措施進行阻止，進而對電梯安全事故進行預防。而隨著科技的不斷發展和進步，高層建筑數量增多，應用于電梯行業的新技術也在不斷增多，電梯的功能、作用逐漸豐富，但是與此同時，由于人們使用電梯的頻次增加，因此電梯安全問題就顯得極為重要了，如果對于電梯安全管理不當，那么將會引發嚴重安全事故，其對于社會的和諧穩定發展將會產生極為不利的影響。

2 電梯常見安全隱患問題

2.1 電梯事故分析

圖1：人工智能在電梯中應用的概念圖

圖2：電梯檢修模塊圖

結合電梯門結構特點，電梯門系統安全故障問題主要包含有剪切、碰撞以及墜井等幾種類型。在電梯的實際應用中，如果電梯的應急按鈕、門鎖電路等發生故障或者是問題，就可能會導致剪切或者是碰撞等事故發生。電梯之所以墜落井道主要是因為層門損壞，或者是電梯在使用過程中強制性關門、電梯安全裝置突然失去效用所引發的。

2.2 井道中事故分析

當前隨著我國建筑樓層數不斷增加，電梯已經成為了建筑中不可或缺的重要元素之一，電梯給人們的出行帶來了諸多便利，但是樓層的增加對于電梯的性能也提出了更高的要求與標準，其電梯井壁的高度不斷提升，而這種提升就可能會增加電梯井道事故的發生率。電梯井道中的事故問題主要有三種，即沖頂、蹲底以及溜梯。在電梯平層停梯的過程中，如果電梯制動器沒有及時的制動，就可能會就導致上述三種事故發生。在電梯運行過程中，制動器是極為重要的，其對于電梯的安全高效運行有著極為重要的影響，可以有效的保證電梯的安全性以及乘客乘坐電梯的舒適性。但是如果制動器沒有在需要發揮效用的時候啟動，那么一切都將會淪為空談。導致制動器無法發揮效用的因素多種多樣，其中有一個極為重要的原因就是機械故障，機械故障會導致制動器出現機械性磨損或者是逐漸銹，最終影響制動器作用效果的發揮。在電梯運行過程中，電氣事故發生的主要原因則是因為位于電梯中的兩個獨立電氣裝置中的接觸器主觸點沒有及時的發揮效用，但是此時電梯依然處于運行狀態，因此導致相關事故發生。

2.3 制動系統失效

制動系統是保證電梯安全運行，停止的重要組件，導致其發生故障的原因多種多樣，比如說電氣故障、機械故障以及材料缺陷等等，故障發生之后也會對電梯的安全穩定運行產生極為不利的影響。如在電梯運行期間制動器抱閘回路觸點因為維修不當，出現接觸不良的情況，這樣可能會導致電梯無法安全打開的情況發生，最終導致電梯的制動失去效用。此外，電梯的結構十分復雜，其涉及有大量的電路系統，電梯的運行環境也并不是十分的理想，許多電梯長期性處于一種溫熱、潮濕的環境之中，在這種環境下，電氣器件的損壞將會進一步加快，因此火災等事故的發生率將會大幅度增加，電梯的安全穩定運行難以得到有效的保障。

3 人工智能在電梯行業實施策略

3.1 技術實施簡析

人工智能應用模塊設備控制系統主要是由三個主要模塊所組成的，即視覺獲取、人工智能分析和處理、通信。視覺獲取模塊的主要作用就是對電梯運行期間其內外部場景、乘客狀態等畫面信息進行收集，并將所收集到的視距信息輸出到分析和處理模塊之中，為后期的分析做準備。分析和處理模塊則首先需要執行初始狀態的初始設置，對大量標準模板進行及機械學習，并在此基礎之上構建用于對安全方面問題進行判斷的基本模板，在實際應用過程中，分析處理模板主要用于確定乘客的移動趨勢以及異常狀態，然后快速的形成指令，借助通信模塊將相關指令傳輸到設備控制系統之中，對系統進行有效的控制。在電梯的硬件設備中，人工智能芯片被用作單獨的控制盒，軟件則通常會被固化到人工智能的芯片之上。軟件和硬件的組合對于相關設備的安裝以及調試等有著較好的幫助，其可以使得相關工作更加高效順暢的執行。分析處理模塊，一般都是開放式的，隨著技術的不斷發展和進步，其已經初步形成了基本控制框架與通用模板，在具體的應用過程中，企業可以結合自身對電梯的安全需求選擇合適的模板。通信模板對于人工智能技術的應用至關重要，其主要是負責人工智能設備模塊和應用設備控制系統的信號傳輸，同時其還可以接收調試設備的信號輸入，進而對模型進行有效的改進與補充。上文中所提到的三個模塊都可以集成到人工智能攝像機之中，或者可以單獨設置視覺采集模塊，并且可以集成和安裝分析處理與通信模塊。針對電梯運行過程中所需要的業務模式不同，可以重點突出不同的模塊，進而使得人工智能技術能夠更好的應用，發揮設備的作用與價值。

3.2 加強改造監督

當前，電梯在建筑領域的重要性日益凸顯，不論是封閉的轎廂式電梯還是開放的步梯，其在民用建筑以及商業建筑中都有著極為廣泛的應用。為了更好的滿足用戶的出行需求，減少電梯意外事故的發生率，針對電梯建設我國相關部門一直都高度重視，并且采取了多項措施對諸多老式電梯進行整改和維修，而且還設立了專業化的監督管理部門，這樣在改造環節出現任何問題，都可以采取有效的措施進行監督管理，及時的對工作中存在的缺陷和不足予以優化調整，這樣可以更好的保證改造質量。但是，對于相關部門來說，除了要做好以上工作之外，還需要認識到人工智能技術作為一項新興的技術，其應用于電梯改造工作之中，還可能會引發諸多新的問題，為了更好的解決這一類問題，保證電梯高效穩定的運行，還需要進一步對相關領域的工作進行約束和管理，如可以構建人工智能技術應用規章制度，明確電梯改造的不同節點，應當如何應用人工智能技術，以保證各個部門彼此之間能夠有效的協調配合，這樣針對改造環節的種種問題也能更好的進行優化處理。

3.3 商務實施步驟分析

商務實施步驟是以合作研發應用為中心切入的，為了更好的發揮人工智能技術在電梯安全領域中應用的作用與價值，在應用人工智能技術時，可以先與業內具有一定知名度與影響力的企業展開合作，通過合作深入分析人工智能技術可以在電梯的哪些領域進行應用，分析應用的重難點，應當如何對人工智能技術進行整改，才能更好的保證電梯運行的安全性。在與業內電梯企業的合作取得了一定成績之后，就可以嘗試與軌道交通運營企業展開合作，建立試點之所以如此是因為軌道交通企業的人流量大，如果不在技術應用比較成熟的基礎之上開展試點，就貿然應用相關技術，如果技術應用存在缺陷和漏洞，必然會引發比較嚴重的安全事故，這對于社會的和諧穩定發展將會產生極為不利的影響。在具體的應用過程中，可以對人工智能技術應用存在的缺陷和不足予以有效優化，在技術成熟之后，不斷的拓展技術應用范圍，促使人工智能技術在電梯行業逐漸標準化。

3.4 定期檢查做好維護工作

人工智能技術應用于電梯安全領域，并不意味著電梯的運行是萬無一失的，因為在電梯具體運行過程中將會受到多種因素的影響和干擾，還有諸多突發性事故。因此為了更好的保證電梯運行的安全性，發揮人工智能技術的優勢作用，就必須要定期對電梯進行檢查，做好各項基礎維護工作。電梯運行過程中，可以結合電梯的工作強度，制定檢修計劃，明確檢修的周期。在檢修過程中，還需要明確那些屬于重點檢修環節，應當加強檢修。比如說，在檢修時，發現連接電梯關鍵部位的螺母有松動的跡象，就必須要第一時間采取措施解決問題，否則的話，后期電梯的運行將會受到影響和干擾。再比如說，在分析電梯安全性與可靠性時，可以嘗試應用人工智能技術進行模擬分析，這樣可以有效的降低檢驗的危險性，同時還可以提高檢驗的速率。電梯開關檢查至關重要，如果該環節的檢查工作實施不到位，那么其他一切檢查都是徒勞的，因為該環節如果存在問題，那么電梯在運行期間很容易出現人員被困的問題，所以需要加強檢查。如圖2為電梯檢修模塊圖。

3.5 大數據安全

大數據具有體量比較大、種類多、產生速度快等多種特點，但與此同時，大數據在存儲、傳輸以及處理等環節往往也有著多種缺陷和不足，為了更好的解決相關問題，保證大數據技術可以在電梯安全領域高效應用，還需要想辦法采取措施保證大數據安全。比如說，可以加大對研發數據管理系統、數據融合技術的研發力度，對大數據進行系統、針對性的管理以規避安全問題，保證人工智能技術應用過程中，各項數據可以高效快捷的傳輸。

總之，人工智能技術經過多年的發展，其在各個行業中的應用日益成熟，在電梯行業中也取得了一些應用成果，其可以有效的保障電梯運行的安全性，減少各類突發性事故的發生率，其對于電梯事業的發展和進步有著極為重要的推進作用。未來隨著科技的不斷發展和進步，人工智能技術在電梯安全中應用的深度與寬度必將會不斷的延伸，為了更好的發揮人工智能技術在電梯安全領域中的作用與價值，就必須要加強對相關技術的研發，不斷的融合新技術。