電梯運行安全評價方法和運用探究

王楚奇 歐陽一杰

（瀘州市市場檢驗檢測中心，四川瀘州 646000）

電梯是人們日常出行的重要交通工具，電梯運行故障的出現不僅會影響電梯的使用性能，而且也會影響到人們的生命財產安全。為了能夠保障電梯的運行安全，需要相關人員采取積極的措施對電梯進行安全管理，并在電梯運行中引入電梯運行安全評價方法，通過科學的電梯運行安全評價來防范電梯運行過程中可能出現的一系列故障，提高電梯設備的應用水平。

1.電梯運行安全評價方法的分析

電梯運行安全分析方法對比研究可以從性質特點、邏輯思維方式、使用周期等方面進行研究，由此得出以下幾個特點：第一，從系統安全角度進行分析考慮，具體包含定量分析和定性分析。定性分析是對生產系統全過程狀況進行全面的分析，在具體分析時所使用的方法可以是直觀判斷，也可以是根據自己過往的經驗。定性安全分析被廣泛應用到電梯運行生產各個階段，具體包含電梯的設計階段、電子的制造、電梯的檢驗、電梯的試運行管理。定量分析是在定性分析方法基礎上，依托大量經驗、實驗結果來對系統的運行情況進行定量分析，從而有效判定出電梯故障的嚴重程度。第二，邏輯思維方法分析。邏輯思維方法是一種歸納方法，是根據電梯基本故障類型和失誤來推斷可能發生的災害事故。第三，從壽命周期思路分析。電梯運行全壽命周期分析包含初始階段的設計分析、使用過程分析評價、系統壽命完結階段的分析[1]。

2.曳引驅動電梯的綜合因素分析

2.1 曳引驅動電梯故障影響因素分析

在挖掘電梯運行數據信息發現電梯在早上8點到10點階段的時候很容易出現故障。按照《電梯曳引機》的規定，機房溫度在5℃～40℃。較高的溫度會對曳引機的運行產生不利的影響，電梯故障發生概率也會大大加大。

醫院、住宅也是電梯故障的高發區域，住宅建筑的使用頻率比較高、樓層也比較高，相應的電梯額定運行速度也會提升。與此同時，業主裝修房屋期間在搬運砂石、泥土等過程中也會誘發電梯門系統的故障。

2.2 曳引驅動電梯故障率的數據特征分析

曳引驅動電梯的核心是電氣控制系統，電氣控制系統能否穩定運行深刻影響電梯的使用。電氣控制系統包含中心系統控制器、外圍關聯電路、樓層召喚信號、安全回路等。在電梯出現異常情況的時候，電梯電氣系統會停止運行。在這個期間，安全回路斷開是一種比較常見的保護措施，安全回路會主導和干擾電梯的開啟和運行。在信息網絡的發展下，全國范圍內的各個地區逐漸打造了電梯安全運行監控中心，電梯安全運行監控中心和電梯應急救援平臺密切對接，網絡信息中心能夠全面的記錄和分析電梯運行實際情況[2]。

2.3 某市曳引驅動電梯故障率的統計分析

第一，故障數據提取。文章所研究的公司是一家融合電梯開發、電梯設計、電子制造、電梯銷售、電子安裝、電子改造、電梯維修等內容的集團。在這些過程中會出現不同級別的故障。故障的發生會造成電梯停梯，在這個期間，如果轎廂中有乘客，電梯在緊急制停的時候會產生沖擊力，這些沖擊力會損傷個體。除了擠壓和墜落的故障之外，沖頂和墩底也比較容易發生，這2個故障出現的原因包含制動器阻滯、無法出發上下強制減速開關。為了能夠更好地分析故障，在分析電梯故障的時候引入了帕累托圖。在帕累托圖的作用下對影響電梯運行安全型的因素開展了多方面的分析，制定出了對應的措施，以最少的代價獲得了良好的問題解決效果。受電梯運行頻率的影響，可以對不同類型數據借助帕累托圖來排序，之后將排序的結果繪制在同一個帕累托圖中，在具體實施操作的時候會借助雙直角坐標系來分析，繪制出來的兩條縱坐標分別代表了頻數和頻率，累積的頻率可以使用分析曲線來進行描述。帕累托圖能夠對項目質量影響因素的影響深度進行劃分。主要因素的累計頻率在0%～80%，次要因素的累計頻率在80%～90%[3]。

2.4 電梯運行故障名稱和出現的原因

第一，電梯運行接觸反饋異常故障。在深入分析之后發現，電梯運行接觸器反饋異常出現的原因包含抱閘開啟的時候運行接觸器沒有處于吸合的狀態，在電梯運行1s以上的時候會丟失接觸器的反饋信號，接觸器反饋信號處于一種粘結的狀態，接觸器閉合之后沒有出現反饋信號。第二，抱閘接觸器的反饋異常。在對這個問題深入分析之后發現引發這個問題的原因是電梯抱閘的輸出信號和實際反饋出來的信號不一致。第三，電流控制故障。電流控制故障出現原因體現在啟動位置故障、力矩偏差較大引起的故障、速度較大發出報警伴隨出現的故障。第四，電梯速度異常。出現電梯速度運行異常的原因包含電梯的實際運行速度超過系統設定最大運行速度的115%左右。第四，加速過電流。出現加速過電流的原因包含編碼器的信號不精準、電機在運行時參數出現了偏差、主要回路輸出處于接地的狀態、電機運行負載較大。

3.電梯運行安全評價方法的應用

3.1 曳引驅動電梯的技術更新

在全面總結過往電梯事故特征的基礎上，國家質量監督檢驗總局、中國特種設備檢驗協會、各個大牌電梯制造廠在經過多次研究討論之后對電梯設計和制造技術進行了優化改進。在以往電梯裝備的基礎上額外增加了以下的裝置，具體包含轎廂意外移動保護裝置、層門擺錘沖擊試驗、轎門開門限制裝置、層門和轎門的旁路設置、門回路檢測功能、制動器故障保護功能、轎廂意外移動保護裝置。經過多次制造和檢驗規范標準的修訂以及電梯生產制造技術的發展，電梯的運行風險不斷降低[4]。

在對電梯系統運行風險進行綜合評估分析的時候需要對電梯故障的影響作用進行全面的分析，在了解故障模式的基礎上，按照電梯出現故障的嚴重程度來開展綜合性的風險評估。根據電梯不同分類標準來將電梯的系統運行故障劃分為不同的故障模式，具體包含制動失效、電梯門的回路中斷、電梯曳引力不足。文章在綜合評估電梯系統故障模式的基礎上，將電梯故障檢測數據為基本依據來對電梯的故障類型進行劃分，目的是為后續問題的深入研究奠定基礎支持。

文章在綜合考慮電梯系統故障模式和故障防范可行意義的基礎上，將電梯洗頭故障檢測數據作為重要參考，對電梯故障的類型予以劃分，從而為后續研究提供重要基礎支持。

在分析評價電梯系統風險情況的時候需要對故障的影響進行綜合分析，在明確故障模式的基礎上，根據電梯故障嚴重程度來開展綜合評價。基于電梯系統的結構，可以將電梯系統的運行故障劃分為不同模式，具體包含制動失效、門回路中斷和曳引力缺乏。各個故障出現的比例分析如圖1所示。

圖1 電梯運行故障的類型比例分析

3.2 曳引驅動電梯安全評價體系

電梯運行的零部件比較多，容易誘發電梯安全事故的部件主要體現在曳引機、制動器、門系統上，為此，在一級指標下可以將機械系統具體劃分為曳引系統、門系統、重量平衡系統、安全保護系統。這些系統可以被設定為二級系統[5]。

通過以上分析，為曳引驅動電梯安全評價體系給出部分等級評價標準，但是在具體實施中由于電梯部件較多、電氣控制回路復雜，曳引驅動電梯安全評價指標中無法列舉出電梯運行可能遇到的故障。為此，相關人員根據電梯運行實際情況來適當的調整電梯的評價等級。

電梯安全評價是針對電梯各個零部件和各個系統的安全情況來開展定性和定量分析，同時，參考電梯的運行性能來調整電梯運行風險數值。

3.3 曳引驅動電梯模糊綜合評價方法

3.3.1 模糊綜合評價方法

打造出綜合評價矩陣，將所有需要評價的指標因素進行綜合衡量，之后通過多層次模糊變化確定一級因素的評價矩陣，打造出模糊評價安全評價模型。第一，打造安全評價指標體系，確定安全評價因素集合。第二，確定等待評價系統的評判集合，電梯運行風險評價等級劃分5個等級。第三，確定單因素評價模糊矩陣。對單個因素在評估的時候可以根據等級影響來進行考量。第四，開展模糊綜合評價計算，合成綜合指標。從指標體系最底層開始，利用模糊算計合成因素權重C，形成評價層級模糊矩陣R，可以被計算到模糊評價指標為B，m表示單個因素的個數，n表示的是單個因素的指標分級數。模糊評價指標=模糊算計合成因素權重×評價層級模糊矩陣。計算得出評價向量的矩陣后，通過多級變換和最大隸屬度原則，可得出電梯基于一級指標發生事故的可能性等級[6]。

3.3.2 等級評價向量的確定

在綜合以上因素基礎上打造出適合的等級評價矩陣，對電梯運行中的各個子系統風險進行研究。期間可以使用的方法包含德爾菲法、模糊統計分析法、指數法。在計算獲得底層評價因素和評估隸屬函數之后，借助過往的數據信息來對系統的后果影響問題進行分析，經過計算獲得不同等級對待評價系統影響程度的相互關系。對不同因素等級對評估對象影響程度實施一致性分析后，所得結果發現各因素等級評估矩陣是一樣的。在實施電梯運行安全系統評估的時候，考慮到不同因數應用重要程度的不同意見評估對象屬性的不同，在獲得最終的參數后還需根據實際情況來調整因素權證。結合電梯事故數據得到電梯安全評價矩陣：

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）。在綜合考量評估矩陣的基礎上確定等級權重向量。電梯安全評價各因素等級權重向量集如表1所示。通過一級綜合評價得出各單因素安全評價向量，可得出以上分析獲得的是向量的評價矩陣，可以開展二級和三級模糊評價分析。

表1 電梯安全評價各因素等級權重向量集

3.3.3 故障率系數的確定

結合電梯的動靜態指標參數信息以及電梯故障的后果影響因素來打造出指標，具體包含機械系統參數、電氣控制系統參數、使用環境參數、運行管理參數等。電梯的安全性能在具體使用中深受外界多個因素的影響，比如電梯的品牌設計水平、電梯的額定載重情況、電梯的運行速度、電梯的靜態指標等。一般情況下，電梯的運行速度越快，電影出現高振動的可能就會越大，發生故障的概率也會增多。在電梯使用的時候，乘客的乘坐行為、電梯的日常運行維護等都會影響到電梯的使用壽命。在經過一系列的分析發現，安全回路的自動斷開、接觸器的反饋異常、抱閘制動力檢測異常、編碼器的故障異常是威脅電梯穩定運行的重要因素，通過科學的系統檢測能夠了解電梯的運行情況，確定故障率，為電梯的穩定運行獲得正確的參數。

4.結語

在電梯新科技技術和電梯物聯網技術的快速發展下，電梯的安全性能和安全監管問題得到了人們普遍關注。完善的網絡技術形式和優化的監督管理措施能夠對電梯的運行實施全方位的監督控制。為了能夠更好地保障電梯系統的穩定運行，需要相關人員根據電梯系統的運行情況來恰當的引入電梯運行安全評價方法，在方法的作用下為電梯穩定運行提供更為精準的數據信息支持。