電梯的故障監測技術及應用

楊　陶（重慶市特種設備監測研究院，重慶市涪陵區408000）

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電梯的故障監測技術及應用

楊陶（重慶市特種設備監測研究院，重慶市涪陵區408000）

近年來，隨著城市化進程的不斷加快，高層建筑數量不斷增多，電梯的應用也越來越廣泛，但在其運行過程中，一旦出現故障，必將威脅到乘梯人員的生命財產安全。此情況下，本文首先論述了電梯故障監測技術及其具體應用，其次電梯故障監測技術發展趨勢進行了一定的探討，以期為電梯的安全運行提供有效的保障。

電梯故障；故障監測；技術應用

1　引言

近年來，隨著科技的快速發展，電梯在人們日常生活中的重要作用越來越突出，電力安全問題成為人們關注的首要問題。隨著電梯應用的日益廣泛，為了有效提升電梯運行安全，必須強化其運行故障監測，并且還要對電梯運行狀態與故障進行實時監控，一旦發現故障，及時采取措施解決，避免事故的發生。通過電梯故障監測技術的應用，可遠程實時監控電梯運行狀態與其故障狀態，并且還可降低服務成本，節省大量的人力。

2　電梯的故障監測技術及具體應用分析

2.1小波分析與電梯急停故障診斷

2.1.1小波分析

相比于Fourier變換法，小波變換法是時間（空間）頻率的局部化分析，其可通過伸縮平移運算對信號（函數）逐步進行多尺度細化，從而實現細分高頻處時間、低頻處頻率的目的，可自動適應時頻信號分析的要求，可聚焦到信號的任意細節，妥善解決了Fourier變換的困難問題。

2.1.2小波分析法的優點

相比于時域分析與頻譜分析等分析法，小波分析法主要具備以下優勢：①小波分析法能夠滿足高通、低通與阻濾波等方面需求，并且還可將各種波細化分解至不同的層次與頻域中，同時還可對一些小波系數進行有效的控制，從而實現排除干擾的目的。②通過小波分析法的應用，可有效監測信號中出現的一些不正常點，并且還具備準確監測其具體的位置與實際大小，依據綜合反映突變位置屬性的能力，從而為機械故障監測的順利進行提供有效的保障。③通過應用小波分析法，還可在分析各種小波函數特征的基礎上，選取最為有效的小波函數進行邊緣或尖峰監測作業。

2.1.3小波分析法在電梯急停故障診斷中的應用

Fourier分析法僅能夠獲得窗口區間的有關信息，所以僅適用于平穩信號的監測作業。小波分析法不會受到Fourier分析法等因素的約束，其能夠有效監測非平穩信號，尤其是能夠對瞬間變化信號獨特的優勢進行監測，電梯故障所產生的信號屬于非平穩信號的一種類型，所以小波分析法能夠在電梯故障監測中獲得較為廣泛的應用。

通常情況下，當電梯遇到急停故障時，往往會發生劇烈的震動，并且停止運行，此時，通過小波分析法，能夠對此類信號進行合理的分解，從而獲得不同子空間信號分布情況，之后根據此進行有效的處理。對于小波分析與數據融合相結合的故障診斷數據融合，主要是指將不同性質的傳感器在不同層次上獲得的同一種事物的信息，或是同一個傳感器在不同時間獲得了同一種事物的信息綜合成一個信息表征形式的處理過程。

2.2多傳感器信息融合與電梯急停故障診斷

2.2.1多傳感器信息融合

數據融合、特征融合與決策融合是構成多傳感器信息融合的三個層面，工作原理為：①通過數據融合分析、處理原始數據。②通過特征融合提取原始信息特征。③通過決策融合對數據進行智能化處理，并找出最終的決策。由此可知，通過多傳感器信息融合方法的應用，能夠對信息進行多層次的、多方位的分析與監測，從而明確檢查結果的準確性。

2.2.2多傳感器信息融合技術優點

①多傳感器信息融合技術具有較大的覆蓋時間范圍與系統空間。②在電梯故障診斷過程中，通過多傳感器信息融合技術，可對其進行智能化分析，從而獲得滿足故障情況的診斷方式。③通過多傳感器信息融合技術，可提高故障診斷結果的精確性與有效性。

2.2.3多傳感器信息融合方法在電梯急停故障診斷中的應用

由于電梯電氣系統結構較復雜，導致其故障存在多樣性、不確定性與故障間聯系復雜性特征，此時如果采用物理與數學模型，通常無法準確的描述故障所在的位置與發生原因。但通過多傳感器數據融合技術，能夠提升監測系統精確度，并且還能夠進行準確的、快速的診斷。通過對由多傳感器提供的信息進行綜合利用，可為復雜系統故障診斷中的不確定性問題的妥善解決提供有效的處理措施。

在電梯運行故障監測過程中，對于多傳感器信息融合技術的應用，主要是在充分利用由多傳感器采集的電壓、電流等參數的基礎上，對電梯系統進行多方位動態監測，可有效融合多傳感器輸出的不同信息，并且還可綜合判斷各種參量信息，從而全面提升電梯故障系統監測水平。

2.3神經網絡與電梯急停故障診斷

2.3.1神經網絡

神經網絡方法具備有效處理普通數據、思考、學習與記憶的功能，如同人類的大腦。此外，神經網絡方法尤其適用于非線性問題的分析與解決，目前在醫學、金融等行業中獲得了廣泛的應用。

2.3.2神經網絡技術的優點

神經網絡技術作業原理為通過其較強的容錯性、自學習性、自組織性、并行處理等功能，對非線性問題進行妥善處理。對于其在電梯故障監測作業中應用優勢，主要體現在以下方面：①能夠統一歸納信息，并且還可構建明確的、健全電梯系統運行情況數據庫。②具有較強的自適應性、自組織性與容錯性，可實時跟蹤環境變化，并且還可獲得有關數據信息。③具備智能處理機制，可對電梯故障數據進行更高效的分析，大大縮短了故障分析時間，提升問題處理效率。

2.3.3神經網絡技術在電梯急停故障診斷中的應用

通過有效組合信號，并采用各種子神經網絡，能夠從不同的測量對故障進行診斷，如果診斷結果不明確，還能夠通過全局決策融合，從而大幅提升了故障確診率。

通過上述操作，能夠獲得基于系統信息融合的神經網絡診斷模型，該模型主要由信息分配、局部診斷與決策融合診斷三部分構成。其中，信息分配網絡能夠像各個診斷網絡中分配信號或是信號的特征；局部模糊神經網絡可分別診斷電梯驅動系統與曳引機故障；決策融合診斷主要是采用D-S證據理論對局部診斷網絡的診斷結果進行決策融合。

3　電梯故障監測技術發展趨勢

近年來，隨著城市化進程的不斷加快，人們生活水平與質量逐漸提高，對電梯服務的要求也越來越高，再加上電梯突發事故的逐漸頻繁，未來電梯將向更加人性化與科學化的趨勢發展，主要體現在以下方面：

（1）新技術、新方法的研究與應用。在現代化社會中，Wifi技術以數據傳輸快、覆蓋面積廣等優勢獲得了較為廣泛的應用與良好的發展，在未來的電梯系統中，網絡傳輸此部分也可以通過Wifi技術來收集數據，從而大大加快無線感應器傳輸速度。3G、4G網絡通信速度較快，覆蓋面積也較為廣泛，并且不需要進行許多線路的鋪設作業，可作為電梯運行監測系統中的通訊網絡使用，以實現大幅降低線路搭建成本。

（2）故障預警研究。當前所使用的電梯運行故障監測系統僅可診斷、處理已經發生的故障，無法從本質上確保乘坐人員的安全，基于此，未來的電梯監測技術在故障診斷方面還需要對電梯日常運行進行更加準確的、細致的監測，查出電梯各處微小變化，并在此基礎上準確的評估電梯的安全狀況，有效規避故障的發生。

（3）智能化、一體化研究。電梯監測系統如果要與智能化系統連接，就必須維持與消防系統、安保系統、建筑管理系統等系統但是通訊，以形成一個整體，對電梯進行全方位的監測、保養、維修與管理。

4　結語

總而言之，電梯故障監測主要是對電梯運行狀態與故障等進行實時的、有效的監控，可及時通知電梯維護人員電梯故障實況，縮短電梯故障的排除周期，確保乘坐人員生命安全。同時，通過電梯故障監測項目的實施，還可為電梯生產廠家提供有效的數據，為之后的改進提供便利。此外，其還能夠為政府部門提供真實的電梯故障數據，從而為政府監督、管理電梯提供有效的依據。

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2016-3-8

TU857

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2095-2066（2016）10-0242-02