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摘要：电梯是人们日常生活中不可或缺的一种出行工具，电梯使用人数众多，使用频率高，随之而来的电梯安全问题也更加值得关注。电梯系统风险评价作为提升电梯运行安全的有效手段，也越来越受重视。当前的电梯系统风险评价方法普遍缺乏动态性，即按照已制定的安全检查表对电梯系统风险进行评判，而忽略电梯实际运行状况。基于此，以电梯全寿命周期环节为基础建立静态的风险评价指标体系，结合动态的电梯运行故障率，建立基于故障率修正的电梯系统模糊综合评价方法，以实现电梯系统风险的动态评价。
关键词：电梯系统；故障率修正；风险；模糊评价
电梯系统风险评价方法主要是专家评判法，其评判结果的准确性较差，而且由于电梯数量庞大，专家评判法不适合逐台进行。随着电梯、自动扶梯和自动人行道风险评价和降低的方法标准的颁布，各类电梯系统风险评价方法和数学模型逐步应用到风险评价当中。如电梯系统风险模糊评价计算方法、模糊层次分析法、模糊神经网络模型等，相较于传统的专家评判法，基于模糊数学的方法提高了风险评估的精度与速度；[2]提出了基于风险原理的电梯安全评价方法，该方法融合了模糊评价、事故树分析、安全检查表的思想，并建立了电梯安全评价专家系统;提出了基于机器学习的电梯安全评价方法，在电梯安全评价过程中，充分运用机器学习的原理与知识，提高了风险评价效率。
1 模糊综合评价原理
模糊综合评价是对受多因素影响的对象进行综合评价的一种方法。该方法的原理是首先确定对象的多个评价指标，根据各指标的隶属关系分为多个层次，并确定各指标的权重，然后从最低层的各指标开始，根据隶属度函数建立评价矩阵，依次向上直到最终层，最后得到评估结果。
2 电梯系统风险模糊综合评价方法
综合评价方法是基于模糊数学理论及方法，对多影响因素系统的目标特征进行总体评价，采用模糊数学方法初步计算电梯系统风险，结合电梯运行故障监控数据计算故障率修正系数，以此来修正电梯系统风险。
2.1 电梯系统风险评价影响因素指标。电梯系统风险计算主要考虑2个方面: 事故发生的可能性和事故后果严重程度，以电梯全寿命周期环节评价因素建立电梯系统事故发生概率指标体系。后果严重度程度大小则考虑困人时间、社会影响、应急救援等因素。
2.2 基于模糊数学的风险计算方法。基于模糊数学的风险计算过程，主要是明确模糊综合评价的相关内容，如下:1) 建立风险指标体系，确定模糊评价因素集U，ui为评价因素，p 为评价因素个数: 。2) 确定评价因素的评语集V，v i为各种可能的评价结果，m 为评价结果总数: 文中因素等级评语用模糊语言“好，较好，中等，较差，差”、“高，较高，中等，较低，低”或“Ⅰ级，Ⅱ级，Ⅲ级，Ⅳ级，Ⅴ级”等来表示。确定风险评价因素权重集W ，权重的确定选用专家打分法。3) 进行模糊评价综合计算。从指标体系底层因素开始评价，得出每个单因素的评价向量，由同一因素下的所有单因素评价向量组成一级评价矩阵C，m 表示单因素个数，n 表示单因素指标分级级数。运用模糊综合评价变换计算方法得出上级因素评价向量B:B = W?C，得出的评价向量组成评价矩阵，如此逐步进行风险评价指标多级变换计算即可得出电梯事故发生可能性和事故后果严重度的结果。
3 电梯系统风险评价模型的建立
3.1 电梯系统风险评价指标体系及权重。电梯系统风险评价指标体系是由电梯全寿命周期环节以及事故后果影响因素指标通过进一步拓展、细化而构建的。对应因素的权重则由电梯不同专业领域的专家依据问卷调查表进行主观评分，对评分结果进行统计计算求解所有因素的权重系数。
3.2 电梯系统风险影响因素等级评价矩阵。因素等级评价是某一因素的某一等级对于评价集的隶属函数，确定隶属函数的方式有统计法、专家评分法、分段函数计算法、推理法等。根据电梯实际应用及风险影响的推理计算得出单因素等级评价的隶属度函数R，即初始评价矩阵。对单因素等级评价矩阵R的5个行向量进行归一化处理得到等级评价矩阵。
3.3 故障率修正系数。故障率系数的计算主要考虑电梯困人、安全回路、门锁故障、门锁短接、停电故障、制动器故障、停梯、门抖动故障等几种典型故障。根据电梯系统运行监控平台记录的数据，计算各种故障的发生次数与电梯启动次数的比率，即得相应故障的故障率。根据故障统计数据以及专家打分方法计算各种故障权重系数，采用加权平均的方法可得故障率修正系数。
3.4 风险结果的计算及风险等级评定。根据模糊评价计算方法可以求出电梯系统伤害事故发生的可能性评价向量和事故后果严重程度评价向量，据此即可得出系统风险。确定模糊评价结果的最有效方法是向量单值化法，即采用加权平均化向量为单数量值，由此得可能性数值和后果严重程度数值，传统风险计算是二者的函数，因此，结合一般风险计算方法及该评价模型的实际效用，可得电梯系统风险。根据电梯系统风险计算结果及实际使用情况划分风险等级，采取措施是指根据电梯系统风险评价结果，采取整改、更换部件、加强维护保养等措施，以降低电梯运行风险。为验证评估模型的有效性，以某单位使用10 a的电梯为例，该电梯的参数为载荷1000kg，额定速度1.75 m/s，楼层为18 层18站。采集该电梯某日的监测数据，并进行均值处理，根据各个指标的劣化度侑。根据隶属度函数式，
得到轿厢系统、曳引机系统、门系统、拖动系统的评估矩阵。由于电梯部分参数在多层模糊推理过程中，其劣化现象可能在最终层被掩盖，所以不能采用最大隶属度原则，应对评估结果向量分情况进行分析，若最大隶属度远大于其余隶属度，且权重最大的隶属度小于0.1，则采用最大隶属度原则进行分析。若最大隶属度远大于其余隶属度，但权重最大的隶属度不小于0.1，则评估对象为权重最大的等级; 若与最大隶属度相差不大的其他隶属度有2个以上时，对于这些隶属度中权重较大的等级项，选择最低的等级项; 若所有等级隶属度差不多，则选择权重最大的等级项。因此，电梯安全运行状态为“一般”。从评估结果来看，该电梯运行状态不良，检修发现曳引机存在轴向窜动现象，造成曳引机运行不稳。该评估结果符合实际情况，表明该评估模型具有实用性、科学性。
4 结论
4.1 基于故障率修正的电梯系统模糊综合评价方法能够实现电梯系统风险的动态评价，电梯系统风险评价指标体系是静态的，而故障情况是动态变化的，动静结合，能更准确地评判电梯系统的风险水平。
4.2 电梯系统风险评价影响因素体系全面考虑了电梯全寿命周期内的8 个环节，各环节的权重可随着电梯安全技术、安全管理水平的变化而变化，电梯系统风险评价方法具有较好的适应性。
4.3 电梯历史故障数据的获取是基于故障率修正的电梯系统风险计算方法工程应用的关键。随着电梯故障诊断、运行监测等技术的逐步成熟，该方法有望实现规模化的推广应用。
参考文献
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[6]肖运起，贺贯举．基于趋势预测的大型风电机组运行状态模糊综合评价,[J].中国电机工程学报，2015，(13)．
论文作者:俞新
论文发表刊物:《防护工程》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
标签：电梯论文; 评价论文; 风险论文; 系统论文; 模糊论文; 因素论文; 方法论文; 《防护工程》2017年第27期论文;