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?? 1.前言 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和城市高層建筑的不斷發(fā)展，電梯已經(jīng)發(fā)展成為人類不可或缺的現(xiàn)代化垂直交通工具，得到了越來越廣泛的應(yīng)用[任詩波，呂嘉賓，陳則來.基于網(wǎng)絡(luò)通訊的電梯遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)術(shù)[J].機(jī)電工程技術(shù).2009.]，因此，隨之產(chǎn)生了一系列的電梯故障、困人、不能運(yùn)轉(zhuǎn)等一系列的問題，乘坐人員的抱怨或者投訴狀況也正在不斷增加。電梯故障的出現(xiàn)密切影響著著乘坐人員的人身安全以及心理健康，其穩(wěn)定性和舒適性也逐漸發(fā)展成為人們關(guān)注的重要指標(biāo)，提高電梯行業(yè)的運(yùn)行檢測和故障診斷水平也顯得尤為迫切。 2.對電梯工作原理、故障及檢測的認(rèn)識 電梯的工作原理。電梯主要依靠鋼絲繩和驅(qū)動(dòng)輪之間產(chǎn)生的摩擦力來運(yùn)行。由電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器以及減速箱三個(gè)主要部件構(gòu)成的曳引機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，使得轎廂得以運(yùn)動(dòng)。 電梯故障簡介。由于現(xiàn)階段對于電梯的研究和應(yīng)用尚處于不成熟階段，電梯的品牌、型號等差距比較大，相關(guān)的電梯維護(hù)人員比較少，并且技術(shù)水平比較低，導(dǎo)致對電梯運(yùn)行監(jiān)管不力，電梯故障的維修不夠及時(shí)，再加之其存在的潛在危險(xiǎn)時(shí)刻威脅著乘客的身心安全。通常我們所說的電梯故障主要包括因?yàn)榱慵?、控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題導(dǎo)致的電梯運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)異?；蛘呤鹿实默F(xiàn)象[李端，蘇珊等.多信息融合的電梯實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制.2009.]。電梯故障診斷是指通過運(yùn)用各種知識和技術(shù)對故障信息進(jìn)行分析和處理，找出和電梯故障相關(guān)的數(shù)據(jù)分析評價(jià)結(jié)果。及時(shí)幫助乘客從出現(xiàn)故障的電梯中解脫出來，降低由于驚恐、錯(cuò)誤操作而造成的事故傷害。全面保證乘客的人身安全、心理健康以及設(shè)備安全是電梯檢測以及電梯故障診斷的水平有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 電梯故障檢測簡介。近些年來，國家制定的關(guān)于電梯的一系列標(biāo)準(zhǔn)，有效提高了我國電梯的安全水平，相關(guān)的事故傷害雖然在不斷減少，但是仍然有待進(jìn)一步的提高。這也就給相關(guān)檢測部門以及電梯行業(yè)造成了壓力，現(xiàn)今平均每年一次的定期檢驗(yàn)存在著較多的缺陷。首先，一些潛在安全威脅的電梯得不到及時(shí)的檢測；其次，人工檢測的效率也非常低下，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不夠客觀公正；最后，這種人工定期檢測的方法難以跟蹤相鄰兩個(gè)檢測期間電梯的動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀況。因此，應(yīng)用智能檢測技術(shù)來提高電梯檢測的準(zhǔn)確性，進(jìn)而制定有效的解決方案對于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的和諧發(fā)展有著重要的意義。 3.電梯急停故障診斷理論 電梯出現(xiàn)的故障當(dāng)中，尤以急停故障對乘坐人員造成的身心傷害最為普遍和嚴(yán)重。下面主要運(yùn)用小波分析、多傳感器信息融合分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等理論對電梯急停故障作出了如下的系列分析： 小波分析與電梯急停故障診斷：小波分析理論簡介。小波分析是目前一個(gè)年輕的發(fā)展領(lǐng)域，主要涉及應(yīng)用數(shù)學(xué)以及工程數(shù)學(xué)兩個(gè)學(xué)科。運(yùn)用伸縮運(yùn)算功能、平移運(yùn)算功能等理論來作出多尺度的分析，有效排除了FOURIER變換中存在的難題，在其應(yīng)用領(lǐng)域取得了顯著的成績。還與物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像信號處理等多門理論存在密切聯(lián)系。小波變換分析方法能夠?qū)⑿盘栐跁r(shí)間以及尺度空間進(jìn)行表示，擁有多尺度分析、進(jìn)行高頻準(zhǔn)確定位、低頻趨勢分析等特點(diǎn)。 小波分析方法的優(yōu)點(diǎn)。小波分析方法與時(shí)域分析、頻譜分析等其他分析方法相比存在多方面優(yōu)勢。首先，小波分析方法能夠滿足低通、高通、阻濾波等多方面的要求，能夠?qū)⒏鞣N波細(xì)化分解到不同層次以及頻域，還能夠?qū)σ恍┬〔ㄏ禂?shù)進(jìn)行有效的抑制，去除干擾成分的存在。其次，運(yùn)用小波分析方法可以對信號中存在的奇異點(diǎn)進(jìn)行檢測，這也是進(jìn)行機(jī)械故障檢測的關(guān)鍵所在。小波分析方法可以對測量信號的奇異點(diǎn)位置以及大小進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，綜合反映突變位置的各屬性[李俊芳，曲照偉等.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電梯門系統(tǒng)故障預(yù)測方法的研究[J].天津理工大學(xué)學(xué)報(bào).2009.]。此外，小波分析方法還可以依據(jù)各種小波母函數(shù)的特點(diǎn)選擇最有效的小波函數(shù)來進(jìn)行邊緣或者尖峰檢測。 小波分析方法在電梯急停故障診斷中的應(yīng)用。由于運(yùn)用傅立葉理論進(jìn)行分析只能夠獲得窗口區(qū)間的相關(guān)信息，所以僅僅適用于對平穩(wěn)信號進(jìn)行檢測。而小波分析方法卻突破了傅立葉方法的局限性，它可以對非平穩(wěn)信號進(jìn)行有效的檢測，特別對于瞬間變化信號的檢測存在其特有的優(yōu)勢，而電梯故障產(chǎn)生的信號就是一種非平穩(wěn)信號，因此被廣泛應(yīng)用到設(shè)備故障診斷當(dāng)中。在電梯遇到急停故障的時(shí)候會(huì)發(fā)生劇烈震動(dòng)并且運(yùn)行停止，運(yùn)用小波分析方法對這類信號分解，能夠獲得不同子空間的信號分布狀況進(jìn)而進(jìn)行有效處理。小波分析和數(shù)據(jù)融合相結(jié)合的故障診斷方法數(shù)據(jù)融合(DataFusion)指的是將不同性質(zhì)個(gè)傳感器在不同層次上獲得的關(guān)于同一事物的信息、或同一傳感器在不同時(shí)刻獲得的同一事物的信息綜合成一個(gè)信息表征形式的處理過程。 多傳感器信息融合與電梯急停故障診斷：多傳感器信息融合理論簡介。多傳感器信息融合包括數(shù)據(jù)融合、特征融合和決策融合分為三個(gè)層次。數(shù)據(jù)融合處于最低層次，是對原始數(shù)據(jù)直接進(jìn)行分析和處理。特征融合處于第二層次，它首先對原始信息進(jìn)行多特征提取然后再進(jìn)行下一步的分析和處理。決策融合處于最高層次，它可以進(jìn)行對數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化的處理找出最有決策。該理論可以對各種類型傳感器的信息進(jìn)行多層次、多角度、多級別的分析檢測、分析以及處理，能夠有效消除冗余或者競爭，提高檢測的準(zhǔn)確性，對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行有效描述。 多傳感器信息融合技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。多傳感器信息融合可以從多方面提高電梯故障診斷水平。第一，這種方法能夠覆蓋比較大的時(shí)間范圍以及系統(tǒng)空間。第二，這種方法能夠?qū)?shù)據(jù)層的融合結(jié)果做出智能化的分析，得出和故障相吻合的診斷方式。第三，運(yùn)用多傳感器融合方法進(jìn)行故障診斷得到的結(jié)果更加精確、有效。 多傳感器信息融合方法在電梯急停故障診斷中的應(yīng)用。電梯電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其故障的多樣性、不確定性和故障間聯(lián)系的復(fù)雜性，使得難以用物理和數(shù)學(xué)模型準(zhǔn)確描述故障部位和原因，多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)為提高檢測系統(tǒng)的精度、準(zhǔn)確快速診斷，綜合利用多傳感器提供的信息為解決復(fù)雜系統(tǒng)故障診斷的不確定性提供了新的途徑[龍錦中.電梯故障排除的措施和方法[J].裝備制造技術(shù).2010.]，其應(yīng)用于故障診斷領(lǐng)域才剛剛起步。它充分利用了多傳感器采集電壓、電流、速度、溫度等參數(shù)對電梯系統(tǒng)進(jìn)行多方位動(dòng)態(tài)監(jiān)測，融合了多傳感器輸出的不同信息，強(qiáng)調(diào)了各種參量信息的綜合判斷，使系統(tǒng)的監(jiān)測水平大大提高。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與電梯急停故障診斷：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論簡介。這種理論方法是建立在生理學(xué)理論基礎(chǔ)上的對于人類大腦處理問題方式的一種模擬。這種方法不僅能夠?qū)ζ胀〝?shù)據(jù)進(jìn)行處理，還具備思考、學(xué)習(xí)以及記憶的功能。特別適合用于對非線性問題的分析和解決，因此在醫(yī)學(xué)、金融等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電梯故障診斷的原理。電梯故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分為3層，分別為輸入層、隱含層和輸出層。輸入層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為20，對應(yīng)于20個(gè)故障現(xiàn)象，輸出層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為20，對應(yīng)于20個(gè)故障部位。輸出節(jié)點(diǎn)值的大小反映了故障出現(xiàn)的可能性。隱含層節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)可參照公式初步選?。篽=+a，其中M為輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)， N為輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)，a為1至10的常數(shù)。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在電梯急停故障診斷中的應(yīng)用。電梯是—個(gè)十分復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上由多個(gè)子系統(tǒng)耦合組成，表現(xiàn)在故障和征兆之間不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系。從信息融合的角度提出了基于信號類型及不同特征向量組合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷模型。即通過信號的有效組合，用各種子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從不同的側(cè)面診斷故障，如果診斷結(jié)果不明確再通過全局決策融合，最大限度地提高確診率。綜上所述，可以得到基于系信息融合的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷模型。該模型由信息分配 (包括信號的模糊化處理)、局部診斷和決策融合診斷三層構(gòu)成。信息分配網(wǎng)絡(luò)完成信號或信號的特征向各個(gè)診斷網(wǎng)絡(luò)的分配，局部模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分別對電梯驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和曳引機(jī)進(jìn)行故障診斷，決策融合診斷采用D—S證據(jù)理論對局部診斷網(wǎng)絡(luò)的診斷結(jié)果進(jìn)行決策融合 4.電梯急停故障診斷的意義 電梯在長期的使用過程中，難免會(huì)出現(xiàn)故障。由于急停故障發(fā)生時(shí)會(huì)有一系列的劇烈震動(dòng)然后停止運(yùn)轉(zhuǎn)，很容易對那些沒有心理準(zhǔn)備的乘坐人員造成身心傷害甚至造成嚴(yán)重后果，并且影響到企業(yè)、商場及其他相關(guān)服務(wù)提供者的服務(wù)質(zhì)量。因此，掌握故障診斷的相關(guān)理論和技術(shù)必不可少。通過對電梯運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行獲取，得到進(jìn)一步的數(shù)據(jù)信息，然后進(jìn)行一系列的故障診斷，及時(shí)有效的排除急停故障，對于降低和避免對乘坐人員造成的身心傷害有著重要意義。 總而言之，電梯已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市建設(shè)必不可少的工具，在人們的生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，全面提高電梯在運(yùn)行過程中的安全性、可靠性離不開相關(guān)質(zhì)量檢測部門工作人員的努力。積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的檢測經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，提高電梯的服務(wù)質(zhì)量，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的順利發(fā)展，保障乘坐人員的身心健康有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。 參考文獻(xiàn) [1]任詩波，呂嘉賓，陳則來.基于網(wǎng)絡(luò)通訊的電梯遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)術(shù)[J].機(jī)電工程技術(shù).2009. [2]李 端，蘇珊等.多信息融合的電梯實(shí)時(shí)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測量與控制.2009 [3]李俊芳，曲照偉等.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電梯門系統(tǒng)故障預(yù)測方法的研究[J].天津理工大學(xué)學(xué)報(bào).2009 [4]龍錦中.電梯故障排除的措施和方法[J].裝備制造技術(shù).2010 [5]黃水霞，張廣明，王業(yè)等.基于MAS的電梯故障診斷系統(tǒng)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2010 [6]吳 建.淺談電梯電氣故障維修的教學(xué)方法[J].中國科技信息.2010
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