伴隨著人工智能與信息數(shù)字化技術水平的迅速提升，電梯逐漸發(fā)展成為人們生活和工作中十分便利的一種立體交通輸送設備?，F(xiàn)今，當電梯為人們提供多種方式地服務時，由于電梯的運行存在潛在的困人、墜落及超載等多種不安全因素，則為乘客的生命以及財產(chǎn)安全帶來一定的影響。因此，如何利用當今的日新月異的新興技術，使電梯正常而有效地運營與監(jiān)管，維保和檢驗機構(gòu)同時做好電梯服務工作，才能確保電梯正常運行與乘客出行安全，更好地促進我國社會安寧而平穩(wěn)地發(fā)展。

曳引式電梯轎廂為通過繩頭組合與鋼絲繩，或鋼絲繩繞過反繩輪而與對重搭配成懸掛之物。就轎廂載人安全問題來說，我們通常將技術安全重點放在繩頭組合與鋼絲繩強度及可靠性上，反而忽視了鋼絲繩從反繩輪處脫落的嚴重性，僅僅只考慮了鋼絲繩在反繩輪處，增加了擋繩筒和輪軸防滑出止擋板等措施。而智者千慮必有一失，不該來的卻如期而至。下面請看最近一個案例。

5月16日，云南省市場監(jiān)管局網(wǎng)站發(fā)布了《云南省紅河州彌勒市“10·18”較大電梯墜落事故調(diào)查報告》。根據(jù)報告，事故直接原因為：

事故電梯從上端站向下行駛過程中，對重反繩輪滾動軸承因疲勞剝落失效，出現(xiàn)卡死或卡緊現(xiàn)象，對重反繩輪把力矩傳遞到其軸上，使軸兩側(cè)止擋板各有一個螺栓剪切斷裂，導致止擋板軸向定位失效；6根懸掛鋼絲繩從對重反繩輪軸端（對重側(cè)）與對重上橫梁之間脫出并與對重分離，對重墜落底坑，轎廂失去對重牽引后墜落底坑。

轎廂距離一樓地坎約10m的高度附近以自由落體的方式加速墜落過程中，限速器下行機械動作失效，未能提拉安全鉗，導致安全鉗未動作，未能在轎廂下墜時制停轎廂，轎廂墜落底坑。

此次電梯較大安全事件及引發(fā)的思考，對于我們從事電梯研究與技術人員來說，既感到對眾多傷亡者十分痛惜，又深知其設備技術方面仍存在不可預見的缺陷及分析不到位。下一步我們應下大力氣，全力以赴對此類技術“痛點”去化解及解決。

從上述安全事故得知，曳引鋼絲繩在反繩輪上脫落，由于繩輪軸承損壞，致鋼絲繩滑行到輪軸處，而其軸的相對轉(zhuǎn)動將止擋板壓緊螺栓剪斷，故止擋板第一約束條件失效，造成鋼絲繩從反繩輪輪緣處脫落的不安全因素發(fā)生；另一點鋼絲繩的斷裂或脫落是采用限速器與安全鉗聯(lián)動裝置作為防止轎廂墜落的保護措施，不敢想象的事卻發(fā)生了，限速器這一措施也失效。我們深知，當一故障或不安全因素連續(xù)出現(xiàn)二次時，當其約束條件全都失效，則安全事故發(fā)生是必然的，且一定是大的事故或事件?？梢?，此次技術核心問題在于如何防止或預見鋼絲繩的滑動與松弛！

由上所述，就此次事故的核心問題有必要進行全面而系統(tǒng)地分析與探討，故針對其事故引發(fā)的相關聯(lián)的技術故障等一并提出如下，而維保、檢驗、使用及監(jiān)管方面就不再贅述。

1.當電梯運行時，轎廂突然出現(xiàn)沖頂或蹲底，則鋼絲繩松弛，或在曳引輪上打滑。

2.電梯在安裝或鋼絲繩更換后，應調(diào)整各鋼絲繩的拉力，確保其均值不大于5%。可見，其調(diào)整既麻煩又非數(shù)字量。否則，受力不均，易出現(xiàn)個別鋼絲繩松弛狀態(tài)，引發(fā)曳引輪磨損加劇等問題。

3.新梯使用一段時間后，因鋼絲繩本身質(zhì)量問題，出現(xiàn)某根鋼絲繩被拉長狀態(tài)，則導致運行中鋼絲繩在曳引輪上打滑或松弛等現(xiàn)象。且此事并非個案。

4.當利用繩頭組合機構(gòu)組成一超載裝置時，而出現(xiàn)其中鋼絲繩被拉長松弛或運行中受力不均勻狀態(tài)時，則超載裝置會出現(xiàn)誤動作或錯誤指令。并電梯維修人員較難發(fā)現(xiàn)此故障而處理不便。

5. 電梯在運行一段時間后，如曳引輪上某一繩槽因材質(zhì)或加工問題，致此槽磨損嚴重，使鋼絲繩出現(xiàn)松弛或打滑狀態(tài)，將誘發(fā)電梯相關故障。

6. 當電梯鋼絲繩剛出現(xiàn)本文故障時，即各鋼絲繩陸續(xù)從反繩輪上滑落；則每根鋼絲繩逐一出現(xiàn)松弛或脫離狀態(tài)。爾后，鋼絲繩從止擋板處擠出或被鉸斷。

我們知曉，繩頭組合屬于電梯安全部件中一個重要的環(huán)節(jié)，主要確保懸掛系統(tǒng)動力地傳遞及安全地保證。顯然，各鋼絲繩拉力傳遞都是通過其繩頭組合。可見，上述鋼絲繩出現(xiàn)松弛或打滑狀態(tài)的問題，應從繩頭組合與鋼絲繩聯(lián)接機構(gòu)及超載裝置入手，采用物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術，以及5G通訊技術低時延特點，展開其系統(tǒng)性的分析，藉以解決此類問題。

在電梯行業(yè)中，有眾多工程技術人員為解決此類問題上下足了功夫。既考慮了超載保護裝置與之配套的繩頭組合在設計及相關結(jié)構(gòu)方面的嚴謹與可靠性；還落實了如下幾個方面的工作與要求。

1）在標準和檢驗中限制了轎廂的有效面積；

2）在安裝過程中嚴格要求，提出超載保護裝置和繩頭組合工藝要求及調(diào)試方法；

3）維保公司每季度對曳引輪槽與懸掛裝置進行檢查或維修；驗證懸掛裝置張力是否均勻。且每年年檢對轎廂稱重裝置進行檢查或驗證，確保準確有效。

4）加強其維護保養(yǎng)，依據(jù)檢規(guī)要求檢查對重、轎頂各反繩輪軸承部位是否無異常聲，無振動，潤滑良好；檢查繩頭組合中螺母是否松動。

5）強化對維保人員技能的培訓及責任意識，其中包含對反繩輪處擋繩筒間隙的檢查與其螺栓緊固的要求。

目前，上述問題所采取地解決辦法或措施，完善了許多問題，降低了事件及事故的發(fā)生率。但是，問題的關鍵點在于：不能對超載保護裝置、繩頭組合及鋼絲繩等零部件進行實時監(jiān)控，也就是無法對其動態(tài)識別與低時延運行控制。同時，維保人員有時在電梯維修時，因相關裝置或零部件不方便檢查及維護，或?qū)⑵涠探踊驊妒教幚淼?。顯然，極易造成此類電梯安全事故地發(fā)生概率大增，造成電梯經(jīng)營和管理成本明顯增加。由此，工程技術人員應針對上面提及的問題及狀況，采用大量傳感器與5G信息高速傳輸?shù)奶攸c，對鋼絲繩處于松弛或打滑狀態(tài)進行數(shù)字化與動態(tài)化管控。所以，我們特提出一個翔實而可靠地解決方案。

1. 總成設計及布局

依據(jù)上述需要解決的相關要求及選用相應傳感器作為設計要點，構(gòu)建本方案超載保護裝置和繩頭組合及其整機系統(tǒng)。詳見圖1及圖2結(jié)構(gòu)示意圖。圖1為電梯整機系統(tǒng)方案配套示意圖，由電梯總成構(gòu)成，具體由超載裝置1、控制器7、虛擬主機6、繩頭組合2、對重4及轎廂5等構(gòu)成。圖2由單個繩頭組合34、接線盒22、繩頭板23與智能傳感器24組成。

由圖2可知，單個繩頭組合和單個智能傳感器及繩頭板組合構(gòu)成。通常電梯懸掛裝置分兩部分，如圖1所示，懸掛比為2:1，一端懸掛在轎廂側(cè)的機房繩頭板上。另一端為對重側(cè)，懸掛在機房另一邊的繩頭板上。一般每端繩頭板上安裝其裝置為37套。具體布局參見圖2，即單個繩頭組合壓在單個傳感器上，數(shù)個排列在繩頭板上；而傳感器及引線一并粘聯(lián)在繩頭板上，合成為一組合體。最后電性連接導入電控柜中控制器及虛擬主機。

圖1                                                                               圖2

2. 組合體相關功能。

1）繩頭拉力自動顯示調(diào)節(jié)功能：在電梯安裝后或維修時，依據(jù)控制器數(shù)字顯示各繩頭張力值大小，分別調(diào)整其彈簧的壓縮距離，使各繩頭的張力平均值不大于5%。

2）鋼絲繩斷裂或異常指示功能：當曳引鋼絲繩出現(xiàn)某根斷裂或伸長超過閾值時，其具體數(shù)字量傳送到電控柜顯示器上顯示；且其數(shù)據(jù)或代碼傳輸?shù)竭h程監(jiān)控終端設備或手機上。

3）鋼絲繩曳引能力預警功能：當轎廂載重量在額定載重125%向下運行，或空載轎廂向上運行，其轎廂分別運行到下端站或上端站平層時，電機制停處于靜止狀態(tài)下，電梯應平層準確，且不得出現(xiàn)鋼絲繩在曳引輪上打滑現(xiàn)象。否則，電控柜顯示器上顯示其故障或代碼；且其數(shù)據(jù)或代碼傳輸?shù)竭h程監(jiān)控終端設備或手機上。

4）負載與電流自動生成圖表及數(shù)據(jù)處理功能：利用電梯平衡系數(shù)的檢測方法，模擬將負載與電流在檢測過程中，按平衡系數(shù)表（增加部分負載）分別在虛擬主機數(shù)據(jù)庫建立其平衡曲線圖等數(shù)據(jù)。并可在遠程檢測終端自動輸出平衡曲線圖表等數(shù)據(jù)。

此外，本方案內(nèi)容包含執(zhí)行上述各機構(gòu)、電子元器件及眾多傳感器時，對電梯運行過程中其功能的應用等軟件程序的運作。同時，其運行程序運用5G通訊等芯片技術，將電梯運行時相關信息（數(shù)據(jù)）鏈接進入物聯(lián)網(wǎng)交互運行及生態(tài)監(jiān)控管理（系統(tǒng)）平臺上。

3. 方案及系統(tǒng)優(yōu)勢

本方案的優(yōu)勢在于：進一步完善了電梯超載功能及作用，并為群控（10臺以上）電梯地落實夯實了基礎；另一方面以智能數(shù)字化方式，系統(tǒng)解決及預防了乘客在轎廂即將墜落時的人身事故，以及曳引鋼絲繩松弛或打滑現(xiàn)象地發(fā)生；同時，使維保人員、檢驗人員及管理人員的工作量大大降低，耗時與繁瑣的問題變得輕而易舉?？梢?，它不僅提升了電梯運行的可靠性，從而將其安全指數(shù)大大提高。

本方案詳盡說明及分析，敬請瀏覽企業(yè)已申報的發(fā)明專利文件，其專利號為：2023101155189。

和眾電梯系統(tǒng)技術研究團隊 吳哲 撰寫

2024年5月20日于湘潭