电梯检验中的安全隐患分析及人工智能技术应用探讨
摘要
关键词
绳槽;曳引力;人工智能技术
正文
引言:电梯作为高层建筑中的重要系统组成,对于建筑内部的人员通行及各类材料及设备的运输具有重要意义。电梯检验人员在对电梯进行检验过程中需要严格遵守相应的检验规程与标准,对电梯运行中存在的安全隐患及风险点进行重点关注,并结合运用人工智能技术来全面提升电梯的运行安全。
一、电梯检验中的关键隐患剖析
(一)电梯超载溜车
电梯超载导致的溜车现象是电梯运行中较为常见的一种安全隐患,源于超载情况下曳引力的异常增大。当电梯载荷超过设计极限时,电梯曳引系统将面临过载压力,曳引轮承载突增,易导致电梯安全部件功能失效,从而引起在无动力或失控状态下的溜车等现象。此外,电梯曳引轮绳槽在长期的高负载运行之下容易磨损加剧,导致曳引力下降,也为溜车埋下了隐患。电梯所使用的钢丝绳一旦不符合要求、承受点位出现偏移或受力不均等情况也容易产生溜车现象。
(二)曳引力不足
曳引力不足是当前电梯运行中的一大核心安全隐患,主要可以归纳为以下几个方面:一是随着电梯使用时间的不断增加,钢丝绳槽磨损、绳的直径变小等问题会使钢丝绳与绳槽的切点夹持力逐渐降低,从而导致摩擦力不足;二是钢丝绳在长期使用过程中产生了大量的油污,降低了与曳引轮之间接触面的摩擦系数;三是曳引机漏油问题,也会导致曳引轮被油渍污染,曳引力显著下滑;四是不规范的安装和维护,易引起绳轮匹配失当,影响了曳引力的有效传递。此现象在现代电梯体系中尤为突出,当顶层空载电梯向下运行时,曳引力的欠缺可致钢丝绳相对曳引轮发生滑移,即便安全钳未启动,也存在潜在的安全风险,容易触发轿厢失控滑移等危险情况,对电梯的安全运行造成影响。
(三)制动系统失效
制动系统的可靠性是评价电梯运行安全性与平稳性的关键因素,其任何缺陷都有可能成为危及乘梯人员人身安全的重大隐患。对于制动系统失效这一问题,主要是由于其在机械、电气与材料等方面存在一定的缺陷、故障或问题而引起的。比如制动闸瓦过度磨损将导致与制动轮间的摩擦力大幅下降,从而出现制动系统失效的情况,而电气系统中的制动器控制电路故障、控制回路故障等问题也会对制动器的功能造成一定影响。同时,理想的制动器闸瓦应兼具优异的散热性与耐磨性,但在实际制造生产中,或多或少会出现诸如内部气孔、夹杂物等情况,也会严重削弱材料强度与热稳定性,导致制动过程中闸瓦破损或过快磨损,从而妨碍制动系统正常的减速动作,增加了电梯失控下坠的风险。综上,加强制动系统的维护保养、提升相应材料的生产质量,对于预防此类安全事件至关重要。
二、电梯检验中的智能化安全控制措施
在电梯安全管理进程中,面对多维度安全隐患风险的交织挑战,例如机械因素、材料因素、电气因素、环境因素等,同时安全管理、设备维护保养的不到位也会导致相应的潜在风险。构建一套智能化的安全管理控制体系及系统平台显得尤为重要。通过运用物联网技术、大数据技术、5G技术等现代化技术手段,将设备基础数据、检验检测数据、维保保养数据、电梯故障数据、电梯困人事件数据等数据进行融合挖掘,通过建立一个高效、精准的安全质量指数,能对电梯的潜在隐患进行有效的预测和预警。同时,在出现故障问题时能及时进行准确地诊断分类、高效处理,切实保障电梯运行的安全性与可靠性。
(一)运用物联网技术构建远程监测平台
尽管电梯型号繁多、接口各异,物联网技术通过定制化方案,虽面临兼容性和成本挑战,但仍展现出强大的潜力,尤其是在集成射频识别(RFID)、红外感应等传感技术后,实现了对电梯运行状态的全方位、精细化监控。
传统的电梯安全管理工作,通常是靠人工值守、有线网络监测等方式,这些方式的缺点是需要投入大量的人力、物力,同时工作效率低下,难以适应当前电梯行业高速发展和高质量发展的需求,迫切需要建立一套智能化、高效化的管理模式。随着近年来科技的进步,在物联网技术的融入下,特别是基于GSM和GPRS的无线监控系统,为电梯监控提供了跨越时空障碍的新途径,该技术实现电梯运行数据的实时监测与传输,能在故障出现时即刻通知维护保养人员,借助手持终端或PC终端迅速响应,有效提升故障的处置时效。然而,实际工作中,我们需要注意,电梯型号众多,软硬件接口标准不一,安装位置标准不一,这些因素增加了统一管理的难度。同时由于全国各地都处于电梯物联网的初步探索阶段,电梯物联网的接入要求和标准的理解和标准不一,导致多数情况下电梯制造商需为不同区域设计专门的对接接口,这种做法不仅系统兼容性和通用性差,还大大增加了资金和维护的负担。因此,如何在确保高效管理的同时,克服兼容性难题,降低运维成本,成为推进电梯智能化管理亟待解决的问题。
当前,得益于射频设备、红外感应终端等传感技术的快速发展,物联网技术借助与通讯网络的深度融合,在实现自动识别人体和大数据算力计算等方面取得了较大进展。尤其在电梯的无线远程监测领域,物联网技术的嵌入开创了全新的管理与维护保养模式,其运作机制概述如下:一是传感器采集电梯运行状态数据和位置数据,如电梯的运行速度、开关门状态、轿厢位置及轿厢内环境等,随后这些数据根据预设的网络通讯协议,被发送至无线网络平台,然后由云服务器对这些数据进行详细的分析与处理,如发现异常数据,系统即刻触发预警机制,将故障信息发送给对应的工作人员,由工作人员对安全隐患事件进行确认与解决。这一整套流程构建了一个从数据采集到风险干预的闭环体系,极大增强了电梯监控的实时性和有效性
(二)运用人工智能增加故障诊断能力
通常传统的电梯故障诊断需要先对电梯进行全面的监测,如监测设备的速度、温度、电压、电流、噪声及运行状态等信号,之后依赖人工分析来识别异常,这种方法不仅操作繁琐、效率低下,而且诊断精度受限。
随着科技高速发展,一系列先进技术如AI技术、人工神经网络、大数据技术算法等的发展,为电梯故障诊断开启了智能化的新篇章。以图1展示的人工神经网络为基础的电梯智能诊断模型为例,这一创新路径显著提升了诊断的自动化水平。通过在电梯上部署高灵敏度传感终端,以实现对电梯运行状态的实时监测与全量数据的采集。这些数据经由网络接口即时传输至中央监控系统,系统负责存储这些数据至故障数据库中。接下来,借助MATLAB等专业软件进行数据分析,运用神经网络算法将实时采集的数据用预设的计算模型进行智能计算,快速且精准地辨识出故障类别,并将诊断结果记录下来。这一数据库不仅服务于当前故障处理,也为未来同类问题提供了快速检索与诊断依据。最后,诊断结论实时反馈至监控界面,帮助维修人员能够根据故障分类立即采取相应措施,进行精准实现维修,极大地提升了故障识别的准确率与响应效率,标志着电梯故障维修进入了智能化、高效化的新时代。
![]() |
图1 基于人工神经网络的电梯故障智能诊断流程图
三、人工智能技术在电梯检验中的实施策略
目前,我国电梯检验工作遵循的是《电梯监督检验和定期检验规则》(TSG T7001-2023),在实际检验工作中,对产品设计部分进行准确判断往往是一项难度较大且复杂的工作,这需要检验人员对于设计规范与安装规范都要做到了然于心,也使得电梯的检验工作面临着巨大的技术挑战与困难。如果在实际检验工作中能够有效地应用人工智能技术,将能够极大程度地化解一系列矛盾问题,具体为以下两个方面:
(一)建立基础数据管理模块
根据特种设备目录的分类等,电梯种类可以具体分为:曳引与强制驱动电梯、液体驱动电梯、自动扶梯与自动人行道、其他类型电梯。现选取曳引驱动乘客电梯作为示例,对电梯智能检测技术展开分析。
通过在机房及电梯井道中部署集成化的信号采集设备,实现对电梯运行参数的实时监测。监测数据包括电梯的运行速度、开关门状态、轿厢位置等,同时还有电梯内部环境的视频图像记录。数据一旦被采集,便即时传输至云端服务器,云服务器根据收集到的电梯数据进行比对、处理和分析,从基础数据、检验检测数据、维保保养数据、电梯故障数据至电梯困人事件数据的每一环节。该系统还具备自我更新能力,能更据最新的模型要求结合问题发生比例情况,为数据模块持续注入新鲜血液,确保监测运用的时效性与准确性。
(二)建立数据分析模块
遥感技术与机器视觉技术都是利用高敏感传感器与高清摄像装置从而替代人工检测方式来实现对设备故障的有效识别、跟踪与检验,传感器将所采集到的电信号传输至系统中,摄像装置将所采集的图形信号在同一时间内传输到系统中,通过人工智能技术中深度学习功能对电梯运行情况进行模拟的三维构建。在未来的电梯检验领域中,检验人员可以借助遥感测绘技术和AI深度学习功能对电梯系统中所收集到的视频信号和电信号进行分析与处理,最终实现对设备的安全装置的有效识别和分析。在这一过程中,系统还能对电梯潜在安全隐患问题进行识别,在数据库中自动下载相关内容并进行深度学习,进而分析出预防、解决该种隐患问题的具体方法。
四、人工智能技术在电梯检验中的发展趋势
随着人工智能技术的不断演进与跨界融合,电梯检验工作正逐步迈向一个以智能技术为核心、高度集成的全新发展阶段。未来电梯检验工作将深度融合大数据、云计算乃至即将到来的6G通信技术,构建起一个更智能、更高效、更系统的检验生态系统。在此背景下,未来的电梯检验工作也将更加依赖于智能化电梯智能系统,对于传感器和摄像头等设备的要求和应用也将越来越广泛。通过对电梯运行数据的实时采集与传输,利用先进的人工智能算法,能精准识别潜在故障苗头,将预防性推向新的高度,从根本上提升检验的精确度与前瞻性。同时,人工智能技术也能使电梯检验中的远程监测与诊断成为可能,检验人员通过远程连接电梯的智能化系统可以对电梯实时的运行状态进行查看,并通过远程控制等方式对其中存在的问题进行诊断、处理与修复,这种技术的应用不仅能极大地提升电梯检验与维修的效率,还能尽可能降低电梯突发故障对轿厢内被困人员及电梯其他使用者所造成的影响。
物联网、大数据等技术的快速发展,已经改变了人们的生活方式,为人们的生活带去更多的便利,对于电梯检验工作领域而言,这些技术的融入,能通过搭载各种传感器与监控设备对电梯进行全方位的监测与巡视,使得检验人员的工作量与安全风险得到大幅下降。同时,人工智能算法模型能够通过对设备基础数据、检验检测数据、维保保养数据、电梯故障数据、电梯困人事件数据的分析,识别出电梯运行过程中的异常情况和趋势,帮助检验人员提前发现电梯中的潜在的故障隐患并提出预防性的措施,确保电梯长期安全运行并显著降低故障率。
结束语
总结而言,电梯作为现代城市生活中不可或缺的一部分,其安全性是社会关注的焦点。面对传统检验手段的局限性,人工智能技术的融入为电梯安全检验开启了新篇章。本文深入分析了人工智能在电梯检验中的应用实践,从数据采集与管理、智能诊断到远程监控,展示了其在提升检验精确性、效率及预防维护方面的巨大潜力。展望未来,随着技术的不断成熟与创新,人工智能技术将在电梯安全领域扮演越来越关键的角色,为电梯运行的安全性和可靠性提供强有力的技术支撑,同时也为电梯行业的可持续发展指明方向。通过本文的探讨,希望能为电梯检验的技术革新提供有价值的参考与启示。
参考文献:
[1]安俊.浅谈人工智能技术在未来电梯检测领域的应用[J].工程技术与发展,2019(5):36.
[2]李子鹏.电梯检验中的安全隐患分析及人工智能技术应用探讨[J].河南科技,2023,42(16):35-36.
[3]谢一麟.人工智能背景下电梯监控系统改进研究[J].智能城市,2023,9(1):23-25.
[4]张逍云,陈豪.电梯安全风险分析及智能化安全控制研究[J].山东工业技术,2019(8):19.
[5]顾诚.电梯安全风险分析及智能化安全控制策略[J].机电信息,2015(36):39-40.
作者简介:1. 方琦,1984-03,男,汉,浙江金华,本科,工程师,金华市特种设备检验检测院,研究方向:电梯检验
2. 王婷,1976-8,女,汉,江西乐平,本科,助理工程师,金华市特种设备检验检测院,研究方向:机械设计制造及其自动化
...