電梯故障信息識別與篩選系統*

楊蕾璟 蘇曉峰

河南省特種設備安全檢測研究院 鄭州 450046

0 引言

電梯作為高層建筑重要的垂直運輸交通工具，越來越受到公眾的關注，引發輿論的焦點。截至2020年底，我國電梯擁有量已達到786.55萬臺，電梯占特種設備總量的47.72%[1]，無論是保有量、年產量還是增長量，都達到了世界首位[2]。隨著電梯總量的逐年遞增，老舊電梯的數量也在不斷攀升。隨之而來的是電梯故障的凸顯，雖然有外部環境的影響以及乘客、工作人員疏忽等因素，但公眾輿論壓力還是導向了電梯本身的安全與否。

近年來接連發生的典型事故案例，如廈門某大學，在電梯層門剛剛打開，人還沒有完全邁入轎廂時，電梯突然上行，導致1名男生被卡在轎廂與層門楣之間中無法動彈，半個小時后救援人員趕到現場時，該學生已不幸窒息身亡[3]。發生這些事故令人痛心和惋惜，無不引起人們對電梯安全的關注。

電梯安全維系城市運行，涉及千家萬戶，國家非常重視電梯的安全工作，對電梯的本質安全提出了更加嚴格的要求。2018年2月9日國務院辦公廳出臺了《關于加強電梯質量安全工作的意見》[4]，綜合協調全國各相關部門共同加強對電梯的安全監管，國標委在2020年12月發布GB 7588.1—2020《電梯制造與安裝安全規范第1部分：乘客電梯和載貨電梯》和GB 7588.2—2020《電梯制造與安裝安全規范 第2部分：電梯部件的設計原則、計算和檢驗》[5]，以及目前國家市場監管總局部署在全國范圍內開展的電梯鼓式制動器安全隱患專項排查治理工作[6]等指導意見。通過建立96333電梯應急處置服務平臺，電梯遠程監控以及監控系統平臺[7，8]，提倡電梯加入物聯網管理平臺等手段和舉措，以增強電梯的安全性，提高電梯的管理水平，減低電梯事故發生率。

對電梯事故的預防，特別是從電梯的故障入手來解決目前的瓶頸，是目前生產者、使用管理者以及各級監管部門關注的重點工作。電梯的安全管理利用信息管理平臺、物聯網，以及大數據分析等技術手段和措施，逐漸取代了過去必須到現場才能了解電梯運行狀況的問題，有效地緩解了維保、管理等方面人機矛盾的瓶頸。

根據生產管理學中的著名理論——海恩法則指出：每1起嚴重事故的背后，必然有29次輕微事故和300起未遂先兆以及1 000起事故隱患[9]。故通過對電梯事故發生的規律進行分析，進而對電梯故障相關數據的記錄、收集、整理、分析、挖掘及研判是目前設計者、生產者、第三方機構等專家學者技術人員亟待共同研究的內容。

目前在電梯的現有技術中，采用通過直接采集電梯主板的電梯運行狀態信號，獲取電梯故障信息，然后向維保人員或者管理人員發送故障消息。而電梯主板輸出的故障信息較多，并非全部故障信息均需給予特別的或及時的關注，因此須對故障信息進行合理的分類，以向用戶發送其需要關注或出現較頻繁的信息，從而減少發送大量冗余信息的負擔，免除信息的騷擾，降低后臺發送資源的浪費。

1 電梯故障信息識別與篩選系統的組成

電梯故障信息識別與篩選系統組成包括：監測設備、電梯主板、云服務器以及用戶端等，監測設備包括處理器、存儲器、通信模塊、采集模塊、電源模塊[10]等。如圖1所示。

圖1 電梯故障信息識別與篩選系統

該電梯監測系統中設有相應的監測設備，并與電梯主板連接，用于獲取電梯運行中的故障狀態信息，監測設備與后臺系統進行通訊連接；用于對電梯故障信息的識別、篩選、分析與處理，后臺系統與用戶終端連接；用于傳送需要關注的故障信息。

后臺系統采用云平臺，云平臺與監測設備通過2G/3G/4G/5G/NB-Iot等無線網絡或有線網絡連接通信，用戶終端通過互聯網與云平臺等進行信息交互。

2 電梯故障信息識別與篩選系統

電梯故障信息識別與篩選程序框圖如圖2所示[10]。采集模塊采集電梯運行狀態信號、故障信息、急停信號和鎖梯信號等。當采集到故障信息，且鎖梯信號和急停信號均有效時，即可判斷電梯的故障為停梯故障?？山柚i梯信號和急停信號對電梯故障信息進行分類和甄別，提取出用戶認為需要關注的故障信息。且能直接借助鎖梯信號和急停信號，不需考慮故障信息的內容，使判斷速度快且準確。

圖2 電梯故障信息識別與篩選系統框圖

經過分類、甄別電梯故障信息，通過通信模塊將電梯故障信息傳輸到專用系統平臺或云平臺等后臺系統，后臺系統用于存儲故障信息。經過故障信息的甄別后，就可將用戶關注的故障類型，通過用戶終端向用戶發送電梯故障等類似信息。若為停梯故障，則向用戶終端報警。

當采集到有故障信息，且鎖梯信號無效或急停信號無效時，判斷電梯的故障類別為預警故障。預警故障不是用戶特別關注的故障類型，不發送給用戶，但用戶可通過用戶終端登錄后臺系統或云平臺進行查詢。用戶根據預警故障信息的影響程度，決定選擇性去現場或者不去現場進行檢查維修等。

由監測設備完成故障類型判斷，若判斷確定為停梯故障，通過監測設備將停梯故障報警信息實時上傳到云平臺，并設置停梯故障狀態為未解除。根據監測設備監測到的電梯運行狀態信號中的鎖梯信號，自動識別停梯故障是否已經解除。若鎖梯信號無效，則表示故障停梯已經解除，恢復正常運行，同時將停梯故障記錄的故障狀態置為已解除。

用戶終端通過云平臺接收停梯故障報警信息，例如短信、電話通話、手機APP、微信小程序、web端等。

3 電梯故障信息識別與篩選系統的實現方式[10]

電梯故障信息識別與篩選系統可以采取以下2種方式實現。

1）將程序軟件在監測設備中實現，若由監測設備獨立完成，監測設備實時采集電梯的運行狀態信號中的故障信息、急停信號和鎖梯信號的邏輯組合。由監測設備進行識別、篩選和判斷電梯的故障類別是停梯故障或預警故障，然后監測設備即可直接向用戶終端發送需要關注的停梯故障信息。

2）將程序軟件在云平臺中實現，監測設備僅需采集故障信息，并將故障信息上傳，由云平臺通過網絡通信的方式獲取電梯運行狀態信號中的故障信息。對采集到的故障信息，根據故障類型由云平臺進行識別與篩選和判斷，對于符合條件的電梯故障信息，再確定向用戶終端發送需要關注的電梯故障信息。

4 結語

電梯故障信息識別與篩選系統的設計，解決了目前人機矛盾的問題，節約了人力物力，提高了效率。達到了采取預維護、提前維修等措施，預防了電梯事故的發生，降低了電梯故障的發生率，提高了電梯正常運行的可靠性和安全性。另一方面，也減少了用戶對接收所有信息的負擔，節省了發送、查看等有限的資源，優化了資源配置，獲得了有益的效果。