一、問題的提出

　　據國家市場監(jiān)管總局關于2023年全國特種設備安全狀況通告中報道：電梯1062.98萬臺，電梯設備事故發(fā)生14起，占比19.72%；其死亡人數為13人，占比18.84%。其事故發(fā)生的主要特征為墜落、碰撞、擠壓、受困等。并提及特種設備事故數量最高的主要原因發(fā)生在三季度，人員安全意識懈怠，在線監(jiān)測、隱患排查、安全管理等多方面存在漏洞、盲區(qū)，造成發(fā)生事故的風險增大，事故相對多發(fā)。

　　根據結案材料分析，事故原因主要分二類:一是因使用、管理不當發(fā)生事故，約占84.44%。違章作業(yè)仍是造成事故的主要原因，具體表現為作業(yè)人員違章操作、操作不當甚至無證作業(yè)、維護缺失，管理不善等。二是因設備缺陷、維護保養(yǎng)不到位造成的安全部件失效及保護裝置失靈的事故約占15.56%。

　　無論從網上看到，還是從特種設備領域對電梯安全事故報告中窺見，至少每月能知曉一次有關電梯在公共場所發(fā)生的安全事故或事件。特別是近期發(fā)生的云南和上海電梯傷亡事故的報道，對其人身事故發(fā)生時的狀況感到不寒而栗。因此，對于電梯工程技術人員來說，有責任與義務分析與解決當前存在的諸多電梯技術安全問題，下面就上述相關報告及事故案例，特對其進行針對性的剖析。

　　1．電梯相關技術要求與標準是等效采用歐洲標準，因我國國民乘梯習慣及體質差異等存在，有時會引起乘客使用呈現偶發(fā)性安全事故的發(fā)生。

　　2． 由于電梯有井道、轎廂體防護及開關門等安全屏障，則乘客乘坐電梯進出入轎廂時，認為安全可不受約束。一旦大樓電梯管理員疏于管理時，易誘發(fā)相關電梯故障或事故。

　　3． 轎廂困人是電梯安全事故發(fā)生的重要特征之一，也是在電梯管理成本上占主要位置，使電梯管理者深感頭疼，成為電梯行業(yè)的一大“痛點”。

　　4．層門是電梯的一道防止乘客等人員墜落井道重要的安全措施，而自動門鎖的好壞是其安全的核心部件。并且確保電梯在運行中對其實施動態(tài)監(jiān)控，這是一個世界性難點。

　　5．上述提及因設備缺陷、維護保養(yǎng)不到位造成的安全部件失效及保護裝置失靈的事故約占15.56%?？梢姡瑧槍@些安全部件失效及失靈等問題，須進一步完善或補充解決，使其處于動態(tài)感知監(jiān)管下。

　　6. 此次云南彌勒“10.18”傷亡事故的技術核心問題：應在于如何防止或預見曳引鋼絲繩的滑動與松弛！應運用傳感器和5G等信息高速傳輸的特點，對鋼絲繩處于松弛或打滑狀態(tài)進行數字化與智能化管控。

　　7. 群梯控制關鍵是滿足乘客生理、心理上承受力與舒適感，有效的解決高層建筑物內電梯運營,尋求最優(yōu)的控制方案,調度多部（十臺以上）電梯群落，以提高其運行效率、服務質量及降低能耗,將成為電梯智能化重大課題。

　　8. 從上可知，事故原因要點在于維護缺失，管理不善。即存在維修人員責任心缺失和對其管理沒有到位，使其電梯使用狀態(tài)及隱性故障處于“無知”窘境，應從電梯系統(tǒng)技術方向，采取主動式故障自我診斷、及時現場化解或處置。

　　由上所述，我們針對電梯現場運行諸多狀況及設備存在的欠缺等問題，應運用當前物聯(lián)網技術、人工智能技術及5G通訊等實用性成熟技術，著力解決上述多項技術問題與現實中的應用“痛點”及難點。除了結合我國國情，在技術及檢測標準方面逐步完善與修訂外，我們務必采取如下辦法或措施來處理及進一步完善所述問題，確保老百姓乘梯時的安危。

　　二、方案的抉擇

　　我司自從2015年以來展開對電梯的研發(fā)工作，一開始從電梯物聯(lián)網遠程監(jiān)控的試制工作及相關產品開發(fā)入手，后感覺不對頭，已走入死胡同。經過分析與討論，轉入對現有電梯產品設計完善及產品智能化的研究工作。并且，明確其相關目標及理念。

　　1. 對現有產品進行全面而系統(tǒng)性創(chuàng)新，追求具有自主的知識產權，對電梯的核心技術實施“換道超車”的整體戰(zhàn)略。

　　2. 對電梯技術高起點的研究與探討，應站在“巨人”的肩膀上分析與處理問題。即挖掘歐美前沿電梯技術的優(yōu)勢，以及當前技術的不足展開創(chuàng)新。

　　3. 電梯的研發(fā)不是以技術為導向，而是以安全問題為導向。旨在解決我們電梯行業(yè)中及老百姓關注的“痛點”或難點。

　　4. 只有掌握其核心技術，才能掌控其市場。只有這樣，電梯的生產企業(yè)、工程技術人員及一線工人，才能獲得高技術附加值及令人羨慕的經濟效果。

　　5. 若想解決目前電梯存在的一系列安全問題及不足，則須利用當今日新月異而成熟的新興技術。如電梯物聯(lián)網、5G通信及華為的鴻蒙操作系統(tǒng)（如芯片）等等。

　　6.充分利用人工智能技術，使電梯制造、安裝維保和使用單位將電梯運行時相關數據鏈接進入物聯(lián)網交互運行及生態(tài)監(jiān)控管理平臺，縮短高負荷、大運量、長周期使用電梯保養(yǎng)工作，有效落實“按時維保”向“按需或在線維保”的轉變。

　　三、方案的設計  

　　1. 結構與原理

　　產品智能化問題的解決，以電梯網聯(lián)數字控制技術為主線，其系統(tǒng)技術將配套衍生一系列電梯新品種、新部件及新技術。既有整機，又有配件。其性能不但具有人性智慧的特征，且低時延運行時確保安全無虞。在人工智能技術下，由物聯(lián)網技術、5G通信和地基增強型北斗系統(tǒng)、模糊神經控制理論、人臉識別原理、人機交互技術、激光技術，以及結構優(yōu)化設計等交叉邊緣多學科組成。

　　尤其華為等芯片技術，以及深度求索大模型的面世，將積極推動各行各業(yè)的智能化轉型，為我們電梯行業(yè)產品的創(chuàng)新及更新提供了不二選擇。

　　電梯智能化，特指一種在整機內部設置大量傳感器，由操作系統(tǒng)（如射頻芯片）等的運用，將運行中海量數字化信息通過5G通訊系統(tǒng)，以低時延傳輸特點進行邊緣計算，其信息（或數據）經過虛擬主機對電梯的運行，實施動態(tài)識別與實時監(jiān)控，藉由形成云端數據閉環(huán)。同時，將相關安全信息或數據通過物聯(lián)網通訊協(xié)議及時傳輸到各處監(jiān)控終端。

　　總體方案在現行電梯總成構架下，增設有轎廂困人自動救援安全運行監(jiān)控系統(tǒng)及其裝置等一系列配套設施；整體運行控制以物聯(lián)網分布式布置，采用5G高速通訊方式進行自動數字化系統(tǒng)操作。此外，在運行系統(tǒng)設備終端上以操縱箱人機界面操作裝置，嵌入系統(tǒng)平臺展開電梯遠程交互式操作、監(jiān)控及視頻對話。

　　2. 配置與功能

　　1）主要配置：特指乘客電梯在現有基礎上增加、改進及變更配套相關零部件。

　　▼ 動力系統(tǒng)

　?。?）主機：無論是無齒曳引機，還是有齒減速機，在主軸上均配置扭力傳感器等機構。

　?。?）電機：配置位移傳感器（如主編碼器）及壓力傳感器。

　　▼ 轎廂系統(tǒng)

　　（1）轎廂安全運行監(jiān)控器：運用人臉識別等技術，配置攝像傳感器及主控器。

　　（2）操縱盤：利用人機交互技術，其上配置手機類似裝置（如網關等嵌入式技術），實施人機柔性操作和人工遠程可視對話等。

　?。?）轎廂箱體材料：一是對轎廂體采用像高鐵車廂一樣的復合材料（如三層板），符合輕質化結構要求；二是使轎廂裝飾形式多樣化、簡潔而新穎。

　　▼ 門系統(tǒng)

　　（1）近門保護裝置：與轎廂安全運行監(jiān)控器一道，配有攝像傳感器及虛擬主機。旨在保護乘客與物件在進出入轎廂時的碰撞、被夾、被關及被拒的安全原則，可去掉光幕等裝置。

　　（2）自動門鎖：在通常廳門自動門鎖的基礎上配置壓力傳感器。能預報門鎖故障與樓層指示。

　?。?）廳門召喚盒：在原結構上配有故障數字顯示、警鈴鳴叫及燈光閃爍裝置。

　　（4）侯梯廳登記箱或層站操縱箱：本裝置為電梯群落的大量人流乘客專用配置。在原結構上配有故障數字顯示、警鈴鳴叫及燈光閃爍裝置。還有大廳人流量識別裝置（傳感器）。

　　▼ 電力拖動系統(tǒng)

　?。?）常備電源：為電梯斷電、困人自動救援及各類電子元器件（含傳感器）提供24小時電源服務。且具有 ARD 功能，使電梯運行斷電時無縫對接。

　?。?）變頻裝置：為默拉克系統(tǒng)配置，具有自主知識產權。與智能網聯(lián)控制系統(tǒng)耦合性良好。

　　▼ 電氣控制系統(tǒng)

　　（1）電控柜：配置默納克系統(tǒng)軟件，采用5G通訊高速傳輸數字化信息及數據，具有自主知識產權。但原系統(tǒng)中相關電子元器件有增刪或變更。

　　（2）主控器：配有虛擬主機（由鴻蒙操作系統(tǒng)等芯片配置）

　?。?）群控器：與虛擬主機配套，能集中運營控制十臺以上的電梯群落要求，擁有自主知識產權。該裝置為選配件。

　　▼ 安全保護系統(tǒng)

　?。?）繩頭組合與超載裝置：在繩頭組合上配置數個壓力傳感器，數字化解決每根曳引鋼絲繩拉力差值（5%）問題。其綜合職能主要是稱量裝置的功能。

　　（2）轎廂意外移動保護裝置：由智能門鎖和附加制動器組成。在限速器上配有位移傳感器（副編碼器）；其組成裝置具有低時延動態(tài)處置功能。

　?。?）限速器與安全鉗聯(lián)動裝置：在限速器上配有壓力傳感器，能動態(tài)感知安全鉗在運行過程中的動作功能。

　?。?）附加制動器：由限速器與夾繩器組成，配有智能監(jiān)控傳感器。

　?。?）新型安全鉗：為乘客電梯與載貨電梯通用型配置，有效解決轎廂125%運載試驗和受力不均問題，以及防控對轎廂及導軌非正常的損傷。

　　2）主要功能：新增或修改的功能則提及，并附加說明。

　?。?）全集選自動控制功能：遵守專家規(guī)則。

　?。?）滿載直駛功能：滿足額定載重量和有效載客（或物體）面積。

　?。?）轎廂防止惡作劇及危害行為等功能

　　當轎廂在運行中，出現小孩搗亂、老人摔倒、乘客毆打，以及危害其他人安全行為時，電梯就近平層，開門及警鈴鳴叫。

　　（4）檢修操作安全保護功能

　　在檢修運行時除了通常的檢修操作外，一旦出現外部層門有人開啟或撞擊時，則層門警鈴鳴叫并警告提示。

　?。?）超載保護功能

　　除了轎廂超載數字式顯示外，不僅具有遠程防干擾及超載警示功能，而且方便安裝維修人員量化調整。

　　（6）附加制動器功能

　　當電力不足或電氣安全開關動作時，其主制動器在彈簧力作用下，其制動能力失效或不足，致電梯不但不停止運行，反而加速下落或上沖。此時，附加制動器在操作系統(tǒng)監(jiān)控下，使電梯緊急制停。且故障顯示。

　　（7）近門保護功能

　　當乘客與物件（含繩、鏈條及動物）未完全進出入轎廂門時，廳、轎門不會驅動關閉。又當出現有人阻擋廳、轎門關閉時，且時間超過1分鐘，則廳外警鈴鳴叫及燈光閃爍。如有人或車輛撞擊廳、轎門，其噪聲超過其閾值時，則其警鈴鳴叫及燈光閃爍。

　?。?）無呼自返基站功能

　　通常由用戶設定樓層作為基站。對于有些樓層站大流量乘客電梯或群控電梯，可將基站設置有層站操縱箱的樓層，并由大樓管理員監(jiān)控調度。

　?。?）泊梯功能

　　泊梯通常設置在基站。當選用電梯遠程安全監(jiān)控平臺時，則大樓管理員可在設備終端，解鎖調度電梯運行或停梯于某一樓層候梯。

　?。?0）主機力矩監(jiān)測功能

　　當主機檢測到驅動力矩過度減小或超過閾值時、或減速箱“悶車”時、或抱閘制動失效時，電梯將自動停止運行，或啟動附加制動器緊急制停。并配有故障數字報警裝置、或電梯就近平層，開門放人及警鈴鳴叫。

　?。?1） 開關門時間調節(jié)功能

　　除了正常由自動門機調整外，具體時間可由轎廂安全運行監(jiān)控器操控實施。

　　（12） 人機界面操作功能

　　本裝置主要有三個方面的設置：一是在面板上輸入相關號碼可與外界及家人聯(lián)系；二是轎廂困人后，被困人員可與救援人員視頻對話；三是電梯在運行的過程中，出現的各類故障或動態(tài)在視頻上數字顯示；并報警處置。

　　（13） 廳外轎廂方向及數字式位置指示功能

　?。?4） 轎內運行方向及位置數字式指示功能

　　（15） 停層報站功能（報站鐘或在人機界面上語言報站）

　?。?6） 起動補償功能

　　（17） 電動機溫升自動控制保護功能：當故障發(fā)生時，在操縱箱上數字顯示，并在電梯遠程安全監(jiān)控終端數字顯示及報警。

　　（18） 停電應急轎廂照明功能：照明時間不低于1小時，照度不低于50lx。

　?。?9） 無呼叫三分鐘熄燈風扇節(jié)電及轎廂溫控功能：除了無呼叫三分鐘熄燈風扇節(jié)電功能外，確保轎廂內溫度不超過30℃。

　?。?0） 警鈴呼叫功能

　?。?1） 超速保護功能

　　（22） 開門電梯不運行功能

　?。?3） 轎廂意外移動保護功能

　　當轎廂在開門狀態(tài)下，乘客進出入轎廂時，若轎廂突然出現上升或下降動作，則電梯在預定的時間內緊急制停，確保乘客受到傷害。

　?。?4） 廳門防誤用保護功能

　　當有人誤用三角鑰匙開啟廳門時、或有人扒開廳門時、或某層廳門門鎖損壞時，則廳外警鈴鳴叫及燈光閃爍。若電梯正在運行時，則在門鎖正常樓層就近停車，并開門放人。

　?。?5） 消防管制功能

　　當消防開關啟動后，電梯不應答呼梯信號，直接返回基站開門放人。同時，其信號通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)（平臺）進入119設備終端。

　?。?6） 轎廂困人自動救援安全監(jiān)控功能

　　在一系列監(jiān)控裝置實施下，對電梯運行時人或物體所處狀態(tài)與位置自動識別；廳、轎門出入轎廂人群狀態(tài)處于監(jiān)控范圍；轎廂運行狀態(tài)以及電梯運行出現各類故障時，將其相關信息、圖像與虛擬主機在大數據下，進行邊緣計算及對比，能夠通過識別系統(tǒng)在動態(tài)感知下，確診轎廂處于困人狀態(tài)時，則啟動人機界面操作裝置，電梯就近平層開門放人。并顯示其故障。同時，可開啟遠程人工通話或視頻對話。此外，運用北斗地基增強型系統(tǒng)與5G通訊系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)將相關數字化信息、數據、圖像，以及安全與維修信息及時傳輸到電梯遠程安全生態(tài)監(jiān)控（平臺）上。

　　四、要點與說明

　　本方案配套設計，在于系統(tǒng)而全面的解決了我國電梯困人人工救援服務窘況等問題，以及解除了乘客使用電梯發(fā)生故障等緊張心理狀態(tài)及擔憂之情；另一方面以人工智能新興技術，完善與確保乘客在乘梯過程中不同狀態(tài)下，防止或化解人身安全事故及設備損傷等事件的進一步的發(fā)生。同時，將電梯維保人員和管理人員工作量及勞動強度最大限度降低。并讓政府對電梯安全監(jiān)管工作做到有據可查，及時而有效的處于動態(tài)監(jiān)管模式。可見，使乘客在使用電梯等過程中，確保其安全運營而棘手的問題變得輕而易舉，且有效化解了電梯在運營中出現的各類難點與“痛點”。

　　2025年2月2日于湖南益陽