東營市公共聚集場所在用電梯健康運行監管創新研究

白海青 曹志峰

（東營市特種設備檢驗研究院 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、年度對電梯進行一次維保，檢驗機構每年對電梯進行一次年度檢驗，在維保、檢驗空檔期電梯的運行處于什么樣的運行狀態，無法進行定量考核［1］。維保電梯數量多、實力強的維保公司，為提高日常管理，建立了以本企業電梯為主的信息化管理系統，多用于維保記錄的管理［2］。地方政府從加強整體監管的角度，根據政策法規、標準規范，建立了不同的應用管理系統，主要通過增加攝像頭、人體感應傳感器等，用于困人救援，同時，輔助其他手段，從而提高決策分析和質量評估能力。從全國范圍來看，各系統局限于本地應用，建設水平參差不齊，系統難以統一對接，同時手段單一，多處于從事故發生后進行救援出發，不具有提前預判的功能。為更好地加強維保監管工作，從數據采集、風險識別、故障分析、風險評估、維保策略、維保項目等方面入手建立了健康監控系統，提出了在用電梯健康運行監管模式［3］。

1 系統搭建

系統融合了傳感器、移動通信、計算機和移動終端等技術于一體，主要包括信號采集傳輸裝置、后臺數據處理裝置、健康等級顯示終端3個部分。

1.1 信號采集

信號采集傳輸裝置由振動、限位、門鎖、極限等傳感器及信號傳輸模塊構成，振動傳感器主要用來監測電梯的振動頻率，根據振動頻率判斷電梯可能的故障點及原因；限位、門鎖、極限等傳感器用來記錄電梯的運行狀態，根據運行狀態判斷電梯是否存在故障及故障的可能原因。

1.2 風險識別

經分析的主要危險∕危險狀態有74 項，主要危險∕危險狀態有平層準確度∕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

電梯有眾多機械電器部件組成，當發生故障時，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，很多事故的發生都是維保人員沒有按操作規程進行維保，或維保人員責任心不強，維保不到位造成的。為了更加簡單、省時、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，是對系統故障形成的原因采取從整體到局部按樹枝狀逐漸細化分析的過程，其通過對可能造成系統故障的各因素進行分析，從而表明系統故障與原因之間的對應關系［4］。

本文以電梯轎廂蹲底故障為例，故障有機械、電氣、超速保護裝置失效、人為原因等方面的原因。機械方面又有曳引機制動器失效、曳引力不足、制動器與曳引輪間失去連接等機械原因。電氣方面有超載保護短接或稱量裝置損壞、制動器控制系統（或接觸器）故障、電力驅動系統故障等電氣原因。超速保護裝置失效有限速器動作速度調整錯誤、限速器機械動作如安全鉗故障沒有被提起、限速器電氣動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松閘、點按制動接觸器等原因。

1.4 風險評估

風險評估流程詳見圖1。

圖1 風險評估流程圖

（1）風險是嚴重程度、傷害發生的概率的函數，對嚴重程度劃分為4級，即高、中、低、可忽略，詳見表1。

表1 嚴重程度

（2）對概率等級劃分為6 級，即A、B、C、D、E、F，符號代表含義見表2。

表2 概率等級說明表

（3）依據嚴重程度和概率等級，生成風險矩陣，詳見表3。

表3 風險矩陣

1.5 健康模型

在確定風險的嚴重程度和概率等級后，將風險類別進行賦值。

（1）將風險類別分別按照I：0、II：2、III：2、IV：3 賦值：第i個風險類別取值為vi（i=1，…，n），n為所有進行評估的風險個數。

（2）按照下列公式計算健康狀態等級得分：

（3）根據計算分數，給出健康狀態等級：D＞85：A、85≥D＞0：B、0：C。

1.6 維保策略

根據計算的健康指數，將維保級別分為三級，對應的維保策略，見表4。

表4 維保策略

1.7 維保項目

根據維保策略生成新的維保項目。

2 監管新模式

隨著國家“自我聲明+信用管理”維保模式和檢驗檢測方式改革試點工作推進，電梯維保單位可根據系統給出的健康狀態等級、維保策略，結合設備運行工況、使用單位需求等因素，以提高電梯安全性、可靠性為目標，科學靈活確定維保項目、內容和周期，突破“固定周期、固定項目”的限制［5］。按需維保模式，可以實現電梯維護保養與電梯實際安全狀況的良性互動，合理分配維保資源，緩解維保人員緊缺矛盾，提升維保行業整體水平，增強電梯安全可靠性，提升市民乘梯體驗［6］。

監管部門可以根據系統實現電梯維保服務質量測評的標準化、客觀化、自動化，并形成量化分數來評價維保單位的服務質量，更精準地對維保質量進行監管，實現“未病先防”和“既病防變”，掌握電梯的風險狀況和運行數據［7］。

3 存在的問題及改進

振動頻率分析易受電梯工作環境的影響，需要大量數據的積累來進行濾波，尋找故障特征頻率。傳感器數量有限，未能全面覆蓋電梯運行參數，電梯運行狀態不斷發生變化，與實際結果可能產生出入。

整體上看，開發在用電梯健康評估系統可以在風險預判的基礎上，提高電梯管理的效率。但由于目前電梯的品牌較多，各個品牌運行的參數差異較大，加上電梯作為一個實時變化的系統，有很多不確定因素存在，所以系統還需要在使用過程中不斷加以完善。

通過維保策略的實施，將大數據量的電梯維保信息的錄入實現系統分析功能的可靠性，目前的電梯樣本較小，通過大量電梯數據的錄入，實現對風險分析、健康等級等功能模型的完善化。對系統中的參數進行實時調整，從而達到風險分析與現實結果的高度重疊。采用物聯網，將設備實時參數傳輸到系統中，使健康等級評估及風險預警更加準確［8］。

4 結語

從電梯安全管理技術研究方面，“互聯網+”的引進使使用單位、維保單位、監管部門、檢驗機構共享了電梯維保信息，對電梯維保及時、規范與否進行了全方位管理。研究提出的基于大數據的故障率風險評估技術方案，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模，減少事故的影響范圍，降低事故發生后造成的人員傷亡和財產損失，從而產生較大的經濟效益和社會效益。