电梯运行安全评价方法和运用探究

王楚奇 欧阳一杰

（泸州市市场检验检测中心，四川泸州 646000）

电梯是人们日常出行的重要交通工具，电梯运行故障的出现不仅会影响电梯的使用性能，而且也会影响到人们的生命财产安全。为了能够保障电梯的运行安全，需要相关人员采取积极的措施对电梯进行安全管理，并在电梯运行中引入电梯运行安全评价方法，通过科学的电梯运行安全评价来防范电梯运行过程中可能出现的一系列故障，提高电梯设备的应用水平。

1.电梯运行安全评价方法的分析

电梯运行安全分析方法对比研究可以从性质特点、逻辑思维方式、使用周期等方面进行研究，由此得出以下几个特点：第一，从系统安全角度进行分析考虑，具体包含定量分析和定性分析。定性分析是对生产系统全过程状况进行全面的分析，在具体分析时所使用的方法可以是直观判断，也可以是根据自己过往的经验。定性安全分析被广泛应用到电梯运行生产各个阶段，具体包含电梯的设计阶段、电子的制造、电梯的检验、电梯的试运行管理。定量分析是在定性分析方法基础上，依托大量经验、实验结果来对系统的运行情况进行定量分析，从而有效判定出电梯故障的严重程度。第二，逻辑思维方法分析。逻辑思维方法是一种归纳方法，是根据电梯基本故障类型和失误来推断可能发生的灾害事故。第三，从寿命周期思路分析。电梯运行全寿命周期分析包含初始阶段的设计分析、使用过程分析评价、系统寿命完结阶段的分析[1]。

2.曳引驱动电梯的综合因素分析

2.1 曳引驱动电梯故障影响因素分析

在挖掘电梯运行数据信息发现电梯在早上8点到10点阶段的时候很容易出现故障。按照《电梯曳引机》的规定，机房温度在5℃～40℃。较高的温度会对曳引机的运行产生不利的影响，电梯故障发生概率也会大大加大。

医院、住宅也是电梯故障的高发区域，住宅建筑的使用频率比较高、楼层也比较高，相应的电梯额定运行速度也会提升。与此同时，业主装修房屋期间在搬运砂石、泥土等过程中也会诱发电梯门系统的故障。

2.2 曳引驱动电梯故障率的数据特征分析

曳引驱动电梯的核心是电气控制系统，电气控制系统能否稳定运行深刻影响电梯的使用。电气控制系统包含中心系统控制器、外围关联电路、楼层召唤信号、安全回路等。在电梯出现异常情况的时候，电梯电气系统会停止运行。在这个期间，安全回路断开是一种比较常见的保护措施，安全回路会主导和干扰电梯的开启和运行。在信息网络的发展下，全国范围内的各个地区逐渐打造了电梯安全运行监控中心，电梯安全运行监控中心和电梯应急救援平台密切对接，网络信息中心能够全面的记录和分析电梯运行实际情况[2]。

2.3 某市曳引驱动电梯故障率的统计分析

第一，故障数据提取。文章所研究的公司是一家融合电梯开发、电梯设计、电子制造、电梯销售、电子安装、电子改造、电梯维修等内容的集团。在这些过程中会出现不同级别的故障。故障的发生会造成电梯停梯，在这个期间，如果轿厢中有乘客，电梯在紧急制停的时候会产生冲击力，这些冲击力会损伤个体。除了挤压和坠落的故障之外，冲顶和墩底也比较容易发生，这2个故障出现的原因包含制动器阻滞、无法出发上下强制减速开关。为了能够更好地分析故障，在分析电梯故障的时候引入了帕累托图。在帕累托图的作用下对影响电梯运行安全型的因素开展了多方面的分析，制定出了对应的措施，以最少的代价获得了良好的问题解决效果。受电梯运行频率的影响，可以对不同类型数据借助帕累托图来排序，之后将排序的结果绘制在同一个帕累托图中，在具体实施操作的时候会借助双直角坐标系来分析，绘制出来的两条纵坐标分别代表了频数和频率，累积的频率可以使用分析曲线来进行描述。帕累托图能够对项目质量影响因素的影响深度进行划分。主要因素的累计频率在0%～80%，次要因素的累计频率在80%～90%[3]。

2.4 电梯运行故障名称和出现的原因

第一，电梯运行接触反馈异常故障。在深入分析之后发现，电梯运行接触器反馈异常出现的原因包含抱闸开启的时候运行接触器没有处于吸合的状态，在电梯运行1s以上的时候会丢失接触器的反馈信号，接触器反馈信号处于一种粘结的状态，接触器闭合之后没有出现反馈信号。第二，抱闸接触器的反馈异常。在对这个问题深入分析之后发现引发这个问题的原因是电梯抱闸的输出信号和实际反馈出来的信号不一致。第三，电流控制故障。电流控制故障出现原因体现在启动位置故障、力矩偏差较大引起的故障、速度较大发出报警伴随出现的故障。第四，电梯速度异常。出现电梯速度运行异常的原因包含电梯的实际运行速度超过系统设定最大运行速度的115%左右。第四，加速过电流。出现加速过电流的原因包含编码器的信号不精准、电机在运行时参数出现了偏差、主要回路输出处于接地的状态、电机运行负载较大。

3.电梯运行安全评价方法的应用

3.1 曳引驱动电梯的技术更新

在全面总结过往电梯事故特征的基础上，国家质量监督检验总局、中国特种设备检验协会、各个大牌电梯制造厂在经过多次研究讨论之后对电梯设计和制造技术进行了优化改进。在以往电梯装备的基础上额外增加了以下的装置，具体包含轿厢意外移动保护装置、层门摆锤冲击试验、轿门开门限制装置、层门和轿门的旁路设置、门回路检测功能、制动器故障保护功能、轿厢意外移动保护装置。经过多次制造和检验规范标准的修订以及电梯生产制造技术的发展，电梯的运行风险不断降低[4]。

在对电梯系统运行风险进行综合评估分析的时候需要对电梯故障的影响作用进行全面的分析，在了解故障模式的基础上，按照电梯出现故障的严重程度来开展综合性的风险评估。根据电梯不同分类标准来将电梯的系统运行故障划分为不同的故障模式，具体包含制动失效、电梯门的回路中断、电梯曳引力不足。文章在综合评估电梯系统故障模式的基础上，将电梯故障检测数据为基本依据来对电梯的故障类型进行划分，目的是为后续问题的深入研究奠定基础支持。

文章在综合考虑电梯系统故障模式和故障防范可行意义的基础上，将电梯洗头故障检测数据作为重要参考，对电梯故障的类型予以划分，从而为后续研究提供重要基础支持。

在分析评价电梯系统风险情况的时候需要对故障的影响进行综合分析，在明确故障模式的基础上，根据电梯故障严重程度来开展综合评价。基于电梯系统的结构，可以将电梯系统的运行故障划分为不同模式，具体包含制动失效、门回路中断和曳引力缺乏。各个故障出现的比例分析如图1所示。

图1 电梯运行故障的类型比例分析

3.2 曳引驱动电梯安全评价体系

电梯运行的零部件比较多，容易诱发电梯安全事故的部件主要体现在曳引机、制动器、门系统上，为此，在一级指标下可以将机械系统具体划分为曳引系统、门系统、重量平衡系统、安全保护系统。这些系统可以被设定为二级系统[5]。

通过以上分析，为曳引驱动电梯安全评价体系给出部分等级评价标准，但是在具体实施中由于电梯部件较多、电气控制回路复杂，曳引驱动电梯安全评价指标中无法列举出电梯运行可能遇到的故障。为此，相关人员根据电梯运行实际情况来适当的调整电梯的评价等级。

电梯安全评价是针对电梯各个零部件和各个系统的安全情况来开展定性和定量分析，同时，参考电梯的运行性能来调整电梯运行风险数值。

3.3 曳引驱动电梯模糊综合评价方法

3.3.1 模糊综合评价方法

打造出综合评价矩阵，将所有需要评价的指标因素进行综合衡量，之后通过多层次模糊变化确定一级因素的评价矩阵，打造出模糊评价安全评价模型。第一，打造安全评价指标体系，确定安全评价因素集合。第二，确定等待评价系统的评判集合，电梯运行风险评价等级划分5个等级。第三，确定单因素评价模糊矩阵。对单个因素在评估的时候可以根据等级影响来进行考量。第四，开展模糊综合评价计算，合成综合指标。从指标体系最底层开始，利用模糊算计合成因素权重C，形成评价层级模糊矩阵R，可以被计算到模糊评价指标为B，m表示单个因素的个数，n表示的是单个因素的指标分级数。模糊评价指标=模糊算计合成因素权重×评价层级模糊矩阵。计算得出评价向量的矩阵后，通过多级变换和最大隶属度原则，可得出电梯基于一级指标发生事故的可能性等级[6]。

3.3.2 等级评价向量的确定

在综合以上因素基础上打造出适合的等级评价矩阵，对电梯运行中的各个子系统风险进行研究。期间可以使用的方法包含德尔菲法、模糊统计分析法、指数法。在计算获得底层评价因素和评估隶属函数之后，借助过往的数据信息来对系统的后果影响问题进行分析，经过计算获得不同等级对待评价系统影响程度的相互关系。对不同因素等级对评估对象影响程度实施一致性分析后，所得结果发现各因素等级评估矩阵是一样的。在实施电梯运行安全系统评估的时候，考虑到不同因数应用重要程度的不同意见评估对象属性的不同，在获得最终的参数后还需根据实际情况来调整因素权证。结合电梯事故数据得到电梯安全评价矩阵：

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）。在综合考量评估矩阵的基础上确定等级权重向量。电梯安全评价各因素等级权重向量集如表1所示。通过一级综合评价得出各单因素安全评价向量，可得出以上分析获得的是向量的评价矩阵，可以开展二级和三级模糊评价分析。

表1 电梯安全评价各因素等级权重向量集

3.3.3 故障率系数的确定

结合电梯的动静态指标参数信息以及电梯故障的后果影响因素来打造出指标，具体包含机械系统参数、电气控制系统参数、使用环境参数、运行管理参数等。电梯的安全性能在具体使用中深受外界多个因素的影响，比如电梯的品牌设计水平、电梯的额定载重情况、电梯的运行速度、电梯的静态指标等。一般情况下，电梯的运行速度越快，电影出现高振动的可能就会越大，发生故障的概率也会增多。在电梯使用的时候，乘客的乘坐行为、电梯的日常运行维护等都会影响到电梯的使用寿命。在经过一系列的分析发现，安全回路的自动断开、接触器的反馈异常、抱闸制动力检测异常、编码器的故障异常是威胁电梯稳定运行的重要因素，通过科学的系统检测能够了解电梯的运行情况，确定故障率，为电梯的稳定运行获得正确的参数。

4.结语

在电梯新科技技术和电梯物联网技术的快速发展下，电梯的安全性能和安全监管问题得到了人们普遍关注。完善的网络技术形式和优化的监督管理措施能够对电梯的运行实施全方位的监督控制。为了能够更好地保障电梯系统的稳定运行，需要相关人员根据电梯系统的运行情况来恰当的引入电梯运行安全评价方法，在方法的作用下为电梯稳定运行提供更为精准的数据信息支持。