智能控制技术在电梯系统中的应用

智能控制技术在电梯系统中的应用

金俊

浙江省特种设备科学研究院， 浙江 杭州 310020

摘要：电梯通过新技术的运用实现与建筑、社区、城市的完美融合，从而成为绿色、安全、舒适、高效的智慧建筑、社区及城市的组成部分。目前“智慧电梯”还属于一个开放的概念，可从制造、监管、检验检测、维保、管理、紧急救援、乘坐等方面进行描述和定义，“智慧”应是一个贯穿全行业的概念。在建设这个贯穿全行业的“智慧”化网络过程中将不可避免地面临信息安全及安全技术标准规制方面的问题。

关键词：智能控制技术；电梯系统；应用

引言

随着能源问题日益突出，建设绿色节能的世界环境在全球范围内已达成了广泛的共识。政府在节能减排方面的决心和举措，必将对众多领域产生深刻的影响。其中，占社会总耗能近 25% 的建筑耗能问题尤为引人关注。电梯作为建筑中非常重要的配置设施及耗电“大户”，成为建筑节能的焦点之一，用户候梯与乘梯时间长、空间资源浪费、能源消耗大等问题亟待解决。在今后很长一段时间内电梯技术必然向着环保、节能方向发展。

1 电梯基本结构及运行原理

目前常用的电梯有低速电梯、高速电梯和高速电梯。电梯的组成比较简单，主要包括四个空间：轿厢、机房、井道和地坑。电梯的操作系统包括导轨、轿厢和门系统。电梯控制系统的主要功能是实现电梯的控制和运行，确保电梯的安全稳定运行。现代电梯控制系统主要由微型计算机、变频器和外围通信控制。在电梯运行过程中，乘客根据自己的需要按下不同楼层的按钮，在电梯运行时车门关闭，以确保乘客的安全。

2 智慧电梯的发展前景

虽然智慧电梯在国内尚处于发展初期阶段，其作用和价值还没有得到完全的展现，但笔者认为是大势所趋。(1）与电梯物联网相关的新的国家标准会出现，统一的数据标准将带来大量的电梯物联和数据应用，电梯行业将变得更加有序。(2）随着政府对电梯监管工作的改进，尤其是按需维保和延长电梯年检时间等变革性措施的出现（已有试点），将促进智慧电梯在国内的快速推广，带来政府对电梯监管工作的变革。(3）智慧电梯还会对电梯服务行业带来积极的变化，一些规模较小、服务较差的维保公司会失去生存的机会，大维保公司会诞生，电梯维保服务会更加科学和高效，市场价值更大。(4）智慧电梯会对电梯其他服务市场带来较大影响，配件服务会更加智能，保险资费会更加合理，乘客安全和乘梯体验会更上一个台阶，基于智慧电梯数据应用的行业服务生态也将越来越丰富。

3 智能控制技术在电梯系统中的应用

3.1 模糊控制技术

模糊控制技术也是电梯系统建设中常用的技术之一。这项技术更多地用于智能电网的建设。规范使用模糊控制技术，可以极大地提高电梯运行的安全性，降低安全事故的可能性。在电梯运行过程中，应根据电梯运行的整体情况合理应用模糊控制技术，结合电梯本身的优点和应用的缺点，发挥模糊控制技术应用的优势。一般情况下，电梯运行的不确定性较大，运行环境复杂。电梯运行过程中发生的故障类型存在一定差异。为了提高电梯运行的安全性和稳定性，必须加强模糊控制技术的应用。根据电梯运行的基本情况，提高电梯的基本性能，提高电梯运行的整体效率和质量。电梯控制系统的组成相对复杂。在实际操作过程中，技术人员需要根据不同功能合理设置控制系统，以确保更全面的信息数据收集和利用，提高数据分析和处理的质量。此外，在电梯运行过程中，技术人员可以根据电梯的运行情况，完善不同类型电梯的数据，调整电梯运行参数，实现电梯的智能控制。综合应用自动调节技术和智能技术为电梯预留缓冲和紧急制动空间。

3.2 智慧电梯监测

(1) 数据采集。通过传感器、摄像头采集 3 类数据：①电梯数据，如运行速度、门开关、振动等；②使用数据，即乘客的行为；③环境数据，如外界天气、交通等。(2) 数据处理。主要是指数据的接入、清洗、存储、检索及建模。融合门状态、轿内人数、电梯运动状态等传感信息，通过深度神经网络，构建精准困人检测算法模型。(3) 数据应用。基于预警模型，对可能发生的故障进行预判，排除安全隐患。①困人救援，基于困人模型，实时发现困人事故，并自动安抚、告警，提高救援效率，实现从被动接警到主动救援的转变；②识别不安全、不文明乘梯行为，如跑跳、抽烟、遮挡门等，协助物业监督管理；③为物业公司提供第三方的电梯状态监测服务，帮助其评估维保公司的维保质量。

3.3 创新商业模式，实现多方共赢局面

好的商业模式可以促进电梯物联网行业的良性发展，完成合理的利益分配，形成多方共赢的局面。由于电梯物联网在电梯生产、维保、监管方面均能发挥重要作用，如何实现电梯生产、维保、监管之间的数据互通和利益分配决定了电梯物联网产业是否能实现快速发展。对电梯企业而言，电梯物联网本质上是在原有单一的服务模式上进行扩充，给客户带来更加多元化的服务。通过多元化的服务，增加消费者的黏性，提升产品及品牌忠诚度，形成规模效应，进而探索出新的盈利渠道。此外，电梯企业之间还应打破隔阂，将电梯运行基础数据互享，实现良性竞争、互惠共赢局面。

3.4 “智慧电梯”的安全技术

技术快速发展，而安全技术标准的制定往往滞后，安全技术标准的规制容易出现漏洞，不能对新技术进行全面有效的规范和约束，容易造成技术的“野蛮”发展。例如：在电梯 IC 卡的快速发展过程中，最近几年相关安全技术标准才对其进行了有效的规范和约束。这种滞后不利于电梯质量安全管理、市场监督、乘坐使用及行业健康发展。在行业发展迅猛的新形势下，为实现良性发展，政府相关部门必须走在前端，制定出科学、全面的安全技术规范，从顶层设计规范落实到实际发展中来，从总体构架标准、数据接口规范、协议适配、数据采集传输技术标准、数据安全等方面进行规范和统一，避免安全技术标准的规制出现漏洞。同时对未形成科学完整的安全技术标准体系的新技术，应该限制其运用，以防止技术的“野蛮”发展，造成电梯质量安全问题。

3.5 基于人工智能技术精确识别与控制作业对象

机械电子工程领域创新发展的过程中，可利用人工智能技术更加精确的识别与控制作业对象，将人从机械化的劳作中释放出来，并能大幅提升管理与操作质量及效能。充分发挥人工智能技术强大的数据处理与计算能力，科学和有效的控制作业速度。人员可利用超声波精确和精准的测距，根据可靠的距离数据，实现精准化和智能化的控制作业对象。而机械电子工程企业应能科学构建智能化操作平台，在机械设备运行与管理的过程中，利用人工智能技术精确和科学的发出指令，对作业对象进行更加精确和科学的识别与控制。例如，企业在开发与生产PCB的过程中，可利用人工智能技术对其进行精准识别与控制，由此多方面满足企业精细化控制与管理的诉求。

结束语

综上所述，随着近年来国内电梯保有量持续高速增长，电梯质量安全越来越受到各方关注，面对越发严峻的电梯质量安全管理形势，以及中国老龄化程度的不断加剧，发展和建设“智慧电梯”将变成行业发展的新风向，这对提高电梯质量安全管理水平、保护人民群众生命财产安全、提高人民群众幸福感和获得感等方面有较为重大的意义。但是在享受“智慧”带来的便捷的同时，更要注重行业的健康发展，谨防技术“野蛮”发展带来的安全隐患。

参考文献

[1] 黄少琳.浅谈电梯困人应急救援服务处置体系的改进措施[J].质量技术监督研究，2019（2）：57-60.

[2] 杨震,杨宁,徐敏捷.面向物联网应用的人工智能相关技术研究[J].电信技术,2016,8(5):16-19.