白海青 曹志峰

（東營市特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 山東東營 257091）

目前，電梯日常主要由維保單位每半月、季度、半年、年度對(duì)電梯進(jìn)行一次維保，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)每年對(duì)電梯進(jìn)行一次年度檢驗(yàn)，在維保、檢驗(yàn)空檔期電梯的運(yùn)行處于什么樣的運(yùn)行狀態(tài)，無法進(jìn)行定量考核［1］。維保電梯數(shù)量多、實(shí)力強(qiáng)的維保公司，為提高日常管理，建立了以本企業(yè)電梯為主的信息化管理系統(tǒng)，多用于維保記錄的管理［2］。地方政府從加強(qiáng)整體監(jiān)管的角度，根據(jù)政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立了不同的應(yīng)用管理系統(tǒng)，主要通過增加攝像頭、人體感應(yīng)傳感器等，用于困人救援，同時(shí)，輔助其他手段，從而提高決策分析和質(zhì)量評(píng)估能力。從全國范圍來看，各系統(tǒng)局限于本地應(yīng)用，建設(shè)水平參差不齊，系統(tǒng)難以統(tǒng)一對(duì)接，同時(shí)手段單一，多處于從事故發(fā)生后進(jìn)行救援出發(fā)，不具有提前預(yù)判的功能。為更好地加強(qiáng)維保監(jiān)管工作，從數(shù)據(jù)采集、風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、故障分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、維保策略、維保項(xiàng)目等方面入手建立了健康監(jiān)控系統(tǒng)，提出了在用電梯健康運(yùn)行監(jiān)管模式［3］。

1 系統(tǒng)搭建

系統(tǒng)融合了傳感器、移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端等技術(shù)于一體，主要包括信號(hào)采集傳輸裝置、后臺(tái)數(shù)據(jù)處理裝置、健康等級(jí)顯示終端3個(gè)部分。

1.1 信號(hào)采集

信號(hào)采集傳輸裝置由振動(dòng)、限位、門鎖、極限等傳感器及信號(hào)傳輸模塊構(gòu)成，振動(dòng)傳感器主要用來監(jiān)測(cè)電梯的振動(dòng)頻率，根據(jù)振動(dòng)頻率判斷電梯可能的故障點(diǎn)及原因；限位、門鎖、極限等傳感器用來記錄電梯的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)判斷電梯是否存在故障及故障的可能原因。

1.2 風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

經(jīng)分析的主要危險(xiǎn)∕危險(xiǎn)狀態(tài)有74 項(xiàng)，主要危險(xiǎn)∕危險(xiǎn)狀態(tài)有平層準(zhǔn)確度∕平層保持精度差、部分封閉的井道圍壁過低、井道和地坑通道門的鎖緊裝置不完善、層門地坎下面的垂直表面不符合要求等。

1.3 故障分析

電梯有眾多機(jī)械電器部件組成，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，往往不是某一部件的單一問題，在不考慮乘客的故意破壞和非正常使用的情況，很多事故的發(fā)生都是維保人員沒有按操作規(guī)程進(jìn)行維保，或維保人員責(zé)任心不強(qiáng)，維保不到位造成的。為了更加簡(jiǎn)單、省時(shí)、易操作地分析事故，采用故障樹分析。故障樹分析方法采用由果到因的分析方式，是對(duì)系統(tǒng)故障形成的原因采取從整體到局部按樹枝狀逐漸細(xì)化分析的過程，其通過對(duì)可能造成系統(tǒng)故障的各因素進(jìn)行分析，從而表明系統(tǒng)故障與原因之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系［4］。

本文以電梯轎廂蹲底故障為例，故障有機(jī)械、電氣、超速保護(hù)裝置失效、人為原因等方面的原因。機(jī)械方面又有曳引機(jī)制動(dòng)器失效、曳引力不足、制動(dòng)器與曳引輪間失去連接等機(jī)械原因。電氣方面有超載保護(hù)短接或稱量裝置損壞、制動(dòng)器控制系統(tǒng)（或接觸器）故障、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障等電氣原因。超速保護(hù)裝置失效有限速器動(dòng)作速度調(diào)整錯(cuò)誤、限速器機(jī)械動(dòng)作如安全鉗故障沒有被提起、限速器電氣動(dòng)作如安全回路未切斷，電梯不能被制停等原因。人為原因有人為短接安全回路、未觀察電梯位置手動(dòng)松閘、點(diǎn)按制動(dòng)接觸器等原因。

1.4 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程詳見圖1。

圖1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估流程圖

（1）風(fēng)險(xiǎn)是嚴(yán)重程度、傷害發(fā)生的概率的函數(shù)，對(duì)嚴(yán)重程度劃分為4級(jí)，即高、中、低、可忽略，詳見表1。

表1 嚴(yán)重程度

（2）對(duì)概率等級(jí)劃分為6 級(jí)，即A、B、C、D、E、F，符號(hào)代表含義見表2。

表2 概率等級(jí)說明表

（3）依據(jù)嚴(yán)重程度和概率等級(jí)，生成風(fēng)險(xiǎn)矩陣，詳見表3。

表3 風(fēng)險(xiǎn)矩陣

1.5 健康模型

在確定風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重程度和概率等級(jí)后，將風(fēng)險(xiǎn)類別進(jìn)行賦值。

（1）將風(fēng)險(xiǎn)類別分別按照I：0、II：2、III：2、IV：3 賦值：第i個(gè)風(fēng)險(xiǎn)類別取值為vi（i=1，…，n），n為所有進(jìn)行評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)個(gè)數(shù)。

（2）按照下列公式計(jì)算健康狀態(tài)等級(jí)得分：

（3）根據(jù)計(jì)算分?jǐn)?shù)，給出健康狀態(tài)等級(jí)：D＞85：A、85≥D＞0：B、0：C。

1.6 維保策略

根據(jù)計(jì)算的健康指數(shù)，將維保級(jí)別分為三級(jí)，對(duì)應(yīng)的維保策略，見表4。

表4 維保策略

1.7 維保項(xiàng)目

根據(jù)維保策略生成新的維保項(xiàng)目。

2 監(jiān)管新模式

隨著國家“自我聲明+信用管理”維保模式和檢驗(yàn)檢測(cè)方式改革試點(diǎn)工作推進(jìn)，電梯維保單位可根據(jù)系統(tǒng)給出的健康狀態(tài)等級(jí)、維保策略，結(jié)合設(shè)備運(yùn)行工況、使用單位需求等因素，以提高電梯安全性、可靠性為目標(biāo)，科學(xué)靈活確定維保項(xiàng)目、內(nèi)容和周期，突破“固定周期、固定項(xiàng)目”的限制［5］。按需維保模式，可以實(shí)現(xiàn)電梯維護(hù)保養(yǎng)與電梯實(shí)際安全狀況的良性互動(dòng)，合理分配維保資源，緩解維保人員緊缺矛盾，提升維保行業(yè)整體水平，增強(qiáng)電梯安全可靠性，提升市民乘梯體驗(yàn)［6］。

監(jiān)管部門可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電梯維保服務(wù)質(zhì)量測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)化、客觀化、自動(dòng)化，并形成量化分?jǐn)?shù)來評(píng)價(jià)維保單位的服務(wù)質(zhì)量，更精準(zhǔn)地對(duì)維保質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)“未病先防”和“既病防變”，掌握電梯的風(fēng)險(xiǎn)狀況和運(yùn)行數(shù)據(jù)［7］。

3 存在的問題及改進(jìn)

振動(dòng)頻率分析易受電梯工作環(huán)境的影響，需要大量數(shù)據(jù)的積累來進(jìn)行濾波，尋找故障特征頻率。傳感器數(shù)量有限，未能全面覆蓋電梯運(yùn)行參數(shù)，電梯運(yùn)行狀態(tài)不斷發(fā)生變化，與實(shí)際結(jié)果可能產(chǎn)生出入。

整體上看，開發(fā)在用電梯健康評(píng)估系統(tǒng)可以在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判的基礎(chǔ)上，提高電梯管理的效率。但由于目前電梯的品牌較多，各個(gè)品牌運(yùn)行的參數(shù)差異較大，加上電梯作為一個(gè)實(shí)時(shí)變化的系統(tǒng)，有很多不確定因素存在，所以系統(tǒng)還需要在使用過程中不斷加以完善。

通過維保策略的實(shí)施，將大數(shù)據(jù)量的電梯維保信息的錄入實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析功能的可靠性，目前的電梯樣本較小，通過大量電梯數(shù)據(jù)的錄入，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析、健康等級(jí)等功能模型的完善化。對(duì)系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，從而達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)分析與現(xiàn)實(shí)結(jié)果的高度重疊。采用物聯(lián)網(wǎng)，將設(shè)備實(shí)時(shí)參數(shù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，使健康等級(jí)評(píng)估及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警更加準(zhǔn)確［8］。

4 結(jié)語

從電梯安全管理技術(shù)研究方面，“互聯(lián)網(wǎng)+”的引進(jìn)使使用單位、維保單位、監(jiān)管部門、檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)共享了電梯維保信息，對(duì)電梯維保及時(shí)、規(guī)范與否進(jìn)行了全方位管理。研究提出的基于大數(shù)據(jù)的故障率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)方案，可以明顯減少事故隱患，能夠在一定程度上提高電梯使用的安全性，降低因維保不到位造成的事故概率和規(guī)模，減少事故的影響范圍，降低事故發(fā)生后造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，從而產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。