魏化中,陶芳澤，丁克勤，2

1.武漢工程大學機電工程學院，湖北 武漢 430205；2.中國特種設(shè)備檢測研究院，北京 100013

0 引 言

電梯歷經(jīng)160多年的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚慕煌üぞ咧?全國在用電梯總數(shù)在2012年底已達到245.33萬臺，并以每年20%左右的速度急劇增長.隨著電梯數(shù)量的激增、設(shè)備的逐漸老化，在給人們生活帶來方便的同時也帶來了安全問題，各種電梯困人、傷人事故頻發(fā).2012年，全國發(fā)生電梯事故42起；2013年截止5月底，全國共發(fā)生電梯事故17起，死亡12人，受傷4人(其中，僅5月14-16日，在宜昌、西安、深圳、玉溪等地就發(fā)生了4起電梯致死事件).從技術(shù)層面來看，電梯事故發(fā)生的主要原因是管理不善、維保不力和安全附件或保護裝置失效[1-2].為加強電梯安全監(jiān)管，降低電梯事故率，維護人民的生命財產(chǎn)安全，開展在用電梯風險評價以實現(xiàn)動態(tài)分級監(jiān)管顯得非常迫切.

1 標準解讀及研究現(xiàn)狀

電梯風險評價起始于歐盟，目前包括歐盟、美國在內(nèi)的發(fā)達國家和地區(qū)已將電梯風險評價貫徹到電梯標準的制定和修訂過程中，如歐洲標準化委員會(CEN)頒布的EN 115-1-2008、美國機械工程師協(xié)會(ASME)和加拿大標準協(xié)會(CSA)頒布的 ASME A17.7-2007 CSA B44.7-07等.但是，國際標準中尚未形成統(tǒng)一的風險評價方法.針對電梯安全問題的日益凸顯，我國也相繼推出了多部標準規(guī)范[3-5].GB 7588-2003《電梯制造與安全規(guī)范》是我國現(xiàn)行的電梯法定檢驗的最高依據(jù).GB/T 20900-2007/ISO /TS 14798:2006《電梯、自動扶梯和自動人行道——風險評價和降低的方法》為電梯的風險評價方法制定統(tǒng)一和系統(tǒng)的原則和程序，以識別各種危險、危險狀態(tài)可能引起的傷害后果，來評價設(shè)計、制造、安裝、維護、使用、維修至報廢等全生命周期各階段的電梯風險[6].但是，由于主觀判斷的不確定性，導致風險評價的隨意度較高，同臺設(shè)備不同評價組的評價結(jié)果很難做到統(tǒng)一[7].GB 24804-2009《提高在用電梯安全性的規(guī)范》將各種危險和危險狀態(tài)歸類，采用風險評價方法已對每種危險進行了分析；給出了逐步提高在用電梯安全性的正確方法，使其達到現(xiàn)今的安全水平；按照每種風險出現(xiàn)的頻次和危害的嚴重程度，識別在用電梯安全狀況并確定應采取的安全措施；列出了各種高、中、低風險，提出了可分部采用的降低風險的正確方法[8].

國外對電梯系統(tǒng)風險的分析和評價主要集中在風險檢查技術(shù)(這在GB 24804-2009中亦有體現(xiàn))、故障失效分析及可靠性性能研究等方面.國內(nèi)的研究工作起步較晚，研究內(nèi)容集中在電梯故障檢測和故障風險分析、電梯風險影響因素及原因分析等，多采用數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫及專家經(jīng)驗判斷等方法計算[7].針對傳統(tǒng)電梯安全評價方法的弊端，上海交通大學提出以多因素風險評價的綜合方法和系統(tǒng)安全評判為準則，采用安全檢查表和數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方法對電梯進行風險評價[8].南京工業(yè)大學建議將模糊層次分析法(F-AHP)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)技術(shù)相結(jié)合，在不降低ANN評估準確性的前提下提高電梯風險評估的速度[9].廣州市特種設(shè)備機電檢測研究院基于風險評估的基本理論和流程，考慮電梯規(guī)格、制造、安裝、維保、使用、檢驗、使用環(huán)境等全方面危險因素，搭建了在用電梯的風險評價專家系統(tǒng)權(quán)重模型，模糊定量地給出了評價整個電梯安全隱患嚴重程度的風險計算方法[7].上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院從實際檢驗案例出發(fā)，認為風險評價能給予法定檢驗有力的補充，查漏補缺，找出一些在法定檢驗無法涉及的安全隱患[10].

通過對在用電梯設(shè)備、相關(guān)人員、運行管理以及使用環(huán)境(即通常所說的人、機、環(huán)、管“4M”要素)進行風險分析和風險評定，確定評價單元，找出危險狀態(tài)，預測給使用人員(包括維修人員)所帶來的危險/危害程度，并提出合理可行的降低和消除風險的對策措施，試建立電梯系統(tǒng)整體風險評價方案.

2 電梯系統(tǒng)風險評價基本程序

總的流程包括四個方面：準備工作、風險評價、降低風險、生成文件，如圖1所示[4].

1)準備工作：確定進行風險評價的目的，成立風險評價組，收集相關(guān)資料.

2)風險評價：包括風險分析和風險評定.前者為后者提供所需信息，允許依次對電梯、電梯部件和任何相關(guān)過程的狀態(tài)作出定性或定量的判斷.風險評價依賴于經(jīng)過判斷后而做出的決定.

3)降低風險：判定風險等級，確定是否需要采取風險降低措施并給出指導意見及動作建議(列出主要危險和有害因素，指出應重點防范的重大危險因素，明確應采取的安全措施和風險應對方法).

4)生成文件：根據(jù)風險評價結(jié)果，編制相應的報告.

圖1 總體流程圖Fig.1 Overview flow chart

3 電梯系統(tǒng)風險評價方案確定

3.1 電梯系統(tǒng)風險評價方法

從宏觀考慮，可以粗略地將電梯系統(tǒng)分為兩個部分：主觀部分和客觀部分.主觀部分包含了電梯的設(shè)計、制造、安裝、使用、管理、維保、檢驗等方面；客觀部分所考慮的是電梯硬件本身，根據(jù)對GB 24804-2009的解讀，將其劃分為10個部分(井道、機房/滑輪間、層門/轎門、轎廂/對重、懸掛/補償和超速保護、導軌/緩沖器和極限開關(guān)、驅(qū)動主機、電氣安裝與電氣設(shè)備、電氣故障的防護/控制裝置和優(yōu)先順序、注意/標記/操作說明及其他)，共找出82個危險狀態(tài).通過綜合考慮各方面因素，提出兩種方案.

方案一(風險干涉評價方法)：將主觀、客觀兩部分分離.對主觀部分進行單元劃分，賦予權(quán)重，逐項打分，最后根據(jù)打分情況進行等級劃分；而客觀部分則是根據(jù)82個危險狀態(tài)制定安全檢查表，再依據(jù)檢查結(jié)果對其進行獨立的風險評價.最后，利用客觀部分的風險評價結(jié)果對主觀部分的等級判定結(jié)果進行干涉(降級處理或是直接判為III級).

方案二(綜合風險評價方法)：將主觀、客觀兩部分綜合.綜合后進行單元劃分，賦予權(quán)重，逐項打分，最后根據(jù)打分情況進行等級劃分.其中，客觀部分的打分則是由其獨立的風險評價值確定，如圖2所示.

圖2 電梯系統(tǒng)風險評價模型Fig.2 Model of risk assessment on elevator system

以上兩種方案的本質(zhì)是一樣的，只是對結(jié)果的處理方式不一樣.方案一的優(yōu)點在于突出了對客觀部分進行風險評價的作用，利用其結(jié)果直接對主觀部分的評價結(jié)果進行干涉.缺點就是對電梯系統(tǒng)的風險等級判定的程序比較繁瑣，軟件實現(xiàn)較為困難；方案二的優(yōu)點在于綜合考慮各方面因素，使得整體的判定程序簡單明了，且能得到單一的風險評價值，有利于等級劃分的具體操作.

經(jīng)過比較，考慮選擇方案二對電梯系統(tǒng)進行綜合風險評價.具體的工作流程：

(1)確定評價單元.

(2)確定失效可能性得分P.

(3)確定失效后果得分C.

(4)按下式計算電梯系統(tǒng)風險評價值Rs：

Rs=lgP·lgC

(5)按照表1中的規(guī)定確定風險等級及采取對應措施.

表1 電梯風險等級劃分Table 1 Hierarchy of the elevator’s risk

3.2 電梯部件風險評價方法

在進行電梯系統(tǒng)綜合風險評價過程中，其中一個較為關(guān)鍵的步驟是對客觀部分所進行的風險評價.在前文已經(jīng)提到，是依據(jù)GB24804-2009將電梯系統(tǒng)分成10個部分：井道、機房/滑輪間、層門/轎門、轎廂/對重、懸掛/補償和超速保護、導軌/緩沖器和極限開關(guān)、驅(qū)動主機、電氣安裝與電氣設(shè)備、電氣故障的防護/控制裝置和優(yōu)先順序、注意/標記/操作說明及其他.如圖3所示.進一步細化，找出各部分總共82個危險/危險狀態(tài)(篇幅有限，不展開說明).

圖3 電梯部件風險評價流程圖Fig.3 The flow chart of risk assessment on the elevator’s part

3.2.1 單因素風險評價 依次對82個危險及危險狀態(tài)進行單因素風險評價，得到每一個風險因素的風險等級，如表2所示.

通過對單因素風險的概率等級和嚴重程度進行量化處理，即可計算出單因素的風險值，如表3所示.

3.2.2 多因素綜合風險評價 根據(jù)單因素風險評價的結(jié)果，判斷是否存在I類風險(即不可接受的風險)：若存在，則給出提示：暫停運行，立即采取風險降低措施或降低風險，再重新進行風險評價，直到認為風險為可接受的；若不存在，則累加所有單因素的風險值,計算得到多因素綜合風險評價值，即

式中，Rz為電梯總體的風險數(shù)值；n為因素數(shù)量；Ri為單因素風險值.

根據(jù)多因素綜合風險評價值，對電梯部件進行綜合風險等級劃分，見表4.此外，通過多因素綜合風險評價值，可以對某區(qū)域內(nèi)多臺電梯進行風險分級排序，以指導檢驗工作科學安排、提高效率.

表2 電梯部件單因素風險等級分布Table 2 Single factor risk grade distribution of the elevator’s part

注：根據(jù)實際應用，將概率等級D分為C-D、D、D-E3個子等級.

表3 風險等級量化表Table 3 Quantification of risk grade

表4 電梯部件綜合風險等級劃分及對應分值Table 4 Hierarchy of elevator parts’ comprehensive risk and the corresponding score

4 結(jié) 語

a.綜合運用多種方法，建立了在用電梯系統(tǒng)風險評價模型.對電梯部件進行單因素風險評價時，應用了模糊評價方法，得到了各個單因素危險狀態(tài)的風險等級；再應用層次分析法對電梯部件進行多因素綜合風險評價.對電梯系統(tǒng)進行整體風險評價時，采用了基于專家系統(tǒng)打分的方法，最終得到了電梯系統(tǒng)風險評價值.

b.依據(jù)電梯系統(tǒng)風險評價值，進一步可以實現(xiàn)對一定區(qū)域內(nèi)的在用電梯進行動態(tài)分級監(jiān)管，為監(jiān)督檢驗工作提供參考，優(yōu)化資源，合理安排，提高效率.但是，風險評價并不是一門精確的科學，在評價過程中多少存在不同程度的客觀性，其結(jié)果只對在用電梯的監(jiān)督檢驗、設(shè)計制造、安裝維護等提供參考，而非決策性的指導.

致 謝

感謝中國特種設(shè)備檢測研究院對本研究工作的大力支持.

[1] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.關(guān)于2012年全國特種設(shè)備安全狀況的情況通報[EB/OL].http://www.aqsiq.gov.cn/xxgk_13386/tjxx/tjfx/201306/t20130609_361071.htm.[2013-06-09].

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