CN114590667A - 一种施工电梯安全风险的识别预警方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及施工电梯技术领域，公开了一种施工电梯安全风险的识别预警方法及系统，所述方法包括以下步骤：S10，采集施工电梯的运行状态数据；S20、根据所述运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；S30，根据所述运行状态数据和所述风险判断指标，按照预设决策方式对所述施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对所述施工电梯的安全风险进行识别预警。所述安全风险的识别预警系统包括数据采集模块、数据分析模块和风险识别预警模块。本发明基于施工电梯运行状态数据的采集分析，能够有效对施工电梯的技术性安全风险进行识别预警，为施工电梯的安全使用提供有效的解决方案。

Description

一种施工电梯安全风险的识别预警方法及系统

技术领域

本发明涉及施工电梯技术领域，特别涉及一种施工电梯安全风险的识别预警方法及系统。

背景技术

施工电梯是一种使吊笼做垂直运动用来输送人员、设备或物料的建筑机械，是建筑施工领域必不可少的垂直运输设备。施工电梯在给建筑施工带来便利的同时，电梯故障也对工人的生命安全产生了影响。为了保证施工电梯安全可靠的运行，通常会在电梯上设置监控装置，以实时监控电梯的运行状况，在电梯发生故障后及时发出报警信息。然而，现有的监控装置都是通过视频识别行为性安全风险，比如电梯门未关闭、电梯超载等，但实际上，施工电梯的人身安全事故绝大部分都是由于设备的安全风险未能预知预控，以致突然爆发而造成。

现有的施工电梯安全风险监测方法只能在电梯故障发生时或发生后发出报警信息，此时故障已经发生，很多情况下留给人们救援的时间微乎其微，往往不能及时阻止损害的发生。是否能在电梯故障发生前进行风险预警，以便运维人员及时进行电梯的维护，避免大的损害发生，成为电梯运行安全领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的缺陷，提供一种施工电梯的安全风险识别预警方法及系统，基于施工电梯运行状态数据的采集分析，有效对施工电梯的技术性安全风险进行识别预警，为施工电梯的安全使用提供有效的解决方案。

为实现上述目的，本发明提供一种施工电梯安全风险的识别预警方法，所述方法包括以下步骤：

S10，采集施工电梯的运行状态数据；

S20、根据所述运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；

S30，根据所述运行状态数据和所述风险判断指标，按照预设决策方式对所述施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对所述施工电梯的安全风险进行识别预警。

进一步地，所述运行状态数据包括加速度、速度、角速度、角度、振动有效值、振动频谱、峭度、上行功率、下行功率、电流、电压、风速、上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号、上限位极限开关动作信号、下限位一级开关动作信号、下限位二级开关动作信号、内门关闭位置开关动作信号、外门关闭位置开关动作信号、电梯载人数以及梯内未戴安全帽人数。

进一步地，所述风险判断指标包括制动距离、制动器释放距离、加速度突减、加速度突增、齿轮啮合频率振动占比、减速机齿轮转频振动占比、电机转频振动占比、防坠安全器转频振动占比、100赫兹振动占比、结构件松动因子以及振动/高程突变量。

进一步地，所述预设决策方式为逻辑决策时，所述步骤S30包括：根据所述上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号、上限位极限开关动作信号、下限位一级开关动作信号以及下限位二级开关动作信号分析判断所述施工电梯是否存在冒顶风险、蹲底风险或操作回路失灵风险；

当上限位一级开关未动作且上限位二级开关动作时，判定所述施工电梯的上限位一级开关失效，存在冒顶风险，发出报警；

当上限位一级开关未动作且上限位二级开关未动作同时上限位极限开关动作，判定所述施工电梯的上限位一级开关和上限位二级开关均失效，存在冒顶风险，发出报警；

当下限位一级开关未动作且下限位二级开关动作，判定所述施工电梯的下限位一级开关失效，存在蹲底风险，发出报警；

当上限位一级开关动作且上限位二级开关未动作，判定所述施工电梯存在操作回路失灵或误操作的风险，发出报警；

当下限位一级开关动作且下限位二级开关未动作，判定所述施工电梯存在操作回路失灵或误操作的风险，发出报警。

进一步地，所述预设决策方式为逻辑决策时，所述步骤S30还包括：

根据所述外门关闭位置开关动作信号和所述速度判断所述施工电梯是否存在外门未关闭运行风险，当外门关闭位置开关未动作且所述速度大于0，判定所述施工电梯存在外门未关闭运行风险，发出报警；

根据所述内门关闭位置开关动作信号和所述速度判断所述施工电梯是否存在内门未关闭运行风险，当内门关闭位置开关未动作且速度大于0，判定所述施工电梯存在内门未关闭运行风险，发出报警。

进一步地，所述预设决策方式为单因子决策时，所述步骤S30包括：

根据所述制动距离和所述制动器释放距离判断所述施工电梯是否存在制动失灵或制动装置误动/拒动的风险；

当所述制动距离超过预设制动距离阈值且连续重复三次成立，判定所述施工电梯的制动装置性能劣化，存在制动失灵风险，发出报警；

当所述制动器释放距离超过预设制动器释放距离阈值且连续重复三次成立，判定所述施工电梯的制动装置控制回路故障，存在制动装置误动/拒动风险，发出报警。

进一步地，所述预设决策方式为单因子决策时，所述步骤S30还包括：

根据所述电流有效值判断所述施工电梯是否存在过电流风险，当所述电流有效值与所述施工电梯的电机额定电流的比值超过预设阈值，判定所述施工电梯存在过电流风险，发出报警；

根据所述风速判断所述施工电梯是否存在风速超限的风险，当所述风速大于预设风速阈值时，判定所述施工电梯存在风速超限的风险，发出报警；

根据所述上行功率和所述下行功率判断所述施工电梯是否存在电梯超载的风险，当所述上行功率大于预设上行超载阈值或所述下行功率大于预设下行超载阈值时，判定所述施工电梯存在电梯超载的风险，发出报警；

根据所述电梯载人数判断所述施工电梯是否存在载人数超员的风险，当所述电梯载人数大于预设定员数时，判定所述施工电梯存在载人数超员的风险，发出报警；

根据所述梯内未戴安全帽人数判断所述施工电梯是否存在梯内有人未戴安全帽的风险，当所述梯内未戴安全帽人数大于0时，判定所述施工电梯存在梯内有人未戴安全帽的风险，发出报警。

进一步地，所述预设决策方式为复杂决策时，所述步骤S30包括：

根据所述振动强度、所述防坠安全器转频振动占比、所述峭度以及所述振动有效值判断所述施工电梯是否存在防坠安全器失效风险；

当连续三次上行过程中所述振动强度大于预设振动强度阈值且所述防坠安全器转频振动占比大于预设防坠安全器转频振动占比阈值时，判定所述施工电梯的防坠安全器出现故障，存在防坠安全器失效风险，发出报警；

当所述峭度大于预设峭度阈值且所述振动有效值大于预设振动有效值阈值时，判定所述施工电梯的防坠安全器轴承出现故障，存在防坠安全器失效风险，发出报警；

根据所述振动强度、所述结构件松动因子以及所述振动/高程突变量判断所述施工电梯是否存在导轨架连接螺栓松动或导轨架基础螺栓松动风险；

当连续三次上行均在同一高程附近所述振动强度大于预设振动强度阈值，且所述结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值，同时所述振动/高程突变量大于预设振动/高程突变量阈值时，判定所述施工电梯存在导轨架连接螺栓松动风险，发出报警；

当在所述施工电梯从0米开始上升下降一次的过程中所述振动强度大于预设振动强度阈值且所述结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值时，判定所述施工电梯存在导轨架基础螺栓松动风险，发出报警；

根据所述振动有效值和所述加速度突减判断所述施工电梯是否存在导轨或外物卡碰风险，当所述振动有效值大于预设振动有效值阈值且所述加速度突减大于预设加速度突减阈值时，判定所述施工电梯在行进过程中卡碰，存在导轨或外物卡碰风险，发出报警；

根据所述角速度和所述角度判断所述施工电梯是否存在导轨、导轮或导轮支架缺陷的风险，当所述角速度大于预设角速度阈值，同时所述角度和0米层角度的差值大于预设角度阈值，上述条件在连续三次上行过程中至少触发一次且触发高程差大于3米，判定所述施工电梯存在导轨、导轮或导轮支架缺陷的风险，发出报警；

根据所述振动强度、所述齿轮啮合频率振动占比以及所述结构件松动因子判断所述施工电梯是否存在齿条缺陷的风险；

当连续三次均在同一高程附近所述振动强度大于预设振动强度阈值，所述齿轮啮合频率振动占比大于预设齿轮啮合频率振动占比阈值，且持续时间小于5秒，判定所述施工电梯存在齿条缺陷的风险，发出报警；

当连续三次均在同一高程附近所述振动强度大于预设振动强度阈值，所述结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值，且持续时间小于5秒，判定所述施工电梯存在齿条缺陷的风险，发出报警。

进一步地，所述预设决策方式为复杂决策时，所述步骤S30还包括：

根据所述振动有效值、所述电机转频振动占比、所述结构件松动因子、所述100赫兹振动占比以及所述减速机齿轮转频振动占比判断所述施工电梯是否存在电机或减速箱故障的风险；

当连续三次启动运行过程中所述振动有效值大于预设振动有效值阈值，所述电机转频振动占比大于预设电机转频振动占比阈值，且所述结构件松动因子小于预设结构件松动因子阈值时，判定所述施工电梯驱动装置电机轴系故障，存在电机或减速箱缺陷的风险，发出报警；

当连续三次启动运行过程中所述振动有效值大于预设振动有效值阈值，所述100赫兹振动占比大于预设100赫兹振动占比阈值，且所述结构件松动因子小于预设结构件松动因子阈值时，判定所述施工电梯存在电机电磁偏心缺陷，存在电机故障风险，发出报警；

当连续三次启动运行过程中所述振动有效值大于预设振动有效值阈值，所述减速机齿轮转频振动占比大于预设减速机齿轮转频振动占比阈值时，判定所述施工电梯存在减速机输出轴系缺陷，存在减速箱故障风险，发出报警。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种施工电梯安全风险的识别预警系统，包括：

数据采集模块，用于采集施工电梯的运行状态数据；

数据分析模块，用于根据所述运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；

风险识别预警模块，用于根据所述运行状态数据和所述风险判断指标，按照预设决策方式对所述施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对所述施工电梯的安全风险进行识别预警。

本发明的有益效果是：本发明通过采集施工电梯的运行状态数据，根据运行状态数据分析计算获得风险判断指标，再根据运行状态数据和风险判断指标，按照预设决策方式对施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对施工电梯的安全风险进行识别预警。由于本发明是基于施工电梯运行状态数据的采集分析，并结合技术性的风险判断指标，对施工电梯的行为性安全风险和技术性安全风险进行分析识别，与现有技术中只对行为性风险识别相比，本发明可以有效的对施工电梯的主要安全风险进行预知预控，识别施工电梯绝大部分涉及人身安全的风险，为施工电梯的安全使用提供有效的解决方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种施工电梯安全风险的识别预警方法的流程示意图；

图2是本发明一种施工电梯安全风险的识别预警系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，图1为本发明一种施工电梯安全风险的识别预警方法的流程示意图。本实施例中，所述方法包括以下步骤：

S10，采集施工电梯的运行状态数据；

本实施例中施工电梯的运行状态数据包括加速度、速度、角速度、角度、振动有效值、振动频谱、峭度、上行功率、下行功率、电流、电压、风速、上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号、上限位极限开关动作信号、下限位一级开关动作信号、下限位二级开关动作信号、内门关闭位置开关动作信号、外门关闭位置开关动作信号、电梯载人数以及梯内未戴安全帽人数。

在具体实现中，通过在施工电梯的箱顶安装加速度传感器，采集施工电梯运行状态的加速度、速度、角速度以及角度数据，用于监测施工电梯启动运行过程中的卡碰、导轨偏位以及制动距离等情况；通过安装三轴振动传感器采集施工电梯运行状态的振动有效值、振动频谱以及峭度数据，用于监测防坠安全器等传动机械的健康状态；通过智能电表、电流传感器和电压传感器采集施工电梯的上行功率、下行功率、电流以及电压数据，用于监测驱动功率、电机技术状态以及能耗分析等，判断电梯是否超载；通过风速传感器采集施工电梯运行状态的风速数据，监测环境风速；通过3个上限位开关动作隔离采样继电器分别采集上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号以及上限位极限开关动作信号，通过2个下限位开关动作隔离采样继电器分别采集下限位一级开关动作信号和下限位二级开关动作信号，用于监测施工电梯冒顶和蹲底的预防限位有效性，并用于记录开关动作次数，超次数维修或更换，防止继电器失灵；通过2个吊笼门锁关闭信号隔离采样继电器分别采集施工电梯的内门关闭位置开关动作信号和外门关闭位置开关动作信号，用于监测门锁使用违规事件；在施工电梯的吊笼内安装智能摄像头，用于采集电梯载人数和梯内未戴安全帽人数；通过基准高程位置开关执行施工电梯的高程校验。

S20、根据运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；

本实施例中获得的风险判断指标包括制动距离、制动器释放距离、加速度突减、加速度突增、齿轮啮合频率振动占比、减速机齿轮转频振动占比、电机转频振动占比、防坠安全器转频振动占比、100赫兹振动占比、结构件松动因子以及振动/高程突变量。

需要说明的是，本实施例设置有采集施工电梯运行加速度和高程的传感器，通过监测施工电梯启动/停止过程的加速度判断其启/停的起止时间，通过对应时间点的高程数据，计算启/停过程起止的高程差，这个高程差就是启动距离/制动距离；加速度突减和加速度突增是根据加速度传感器采集的加速度值进行分析计算的，用于判断施工电梯正常升降过程中受外力干扰形成的碰擦、卡涩。下面介绍其他风险判断指标的具体分析计算步骤：

齿轮啮合频率振动占比：计算齿条啮合频率＝施工电梯额定速度/齿条齿距(或者：齿条啮合频率＝减速机齿轮转频*齿轮齿数)，其中施工电梯额定速度、齿条齿距和齿轮齿数由现场录入；从振动频谱中读取与齿条啮合频率(最接近的频率)的振动幅值，齿轮啮合频率振动占比＝齿条啮合频率的振动幅值/振动有效值。以上指标按XYZ三项分别计算。

减速机齿轮转频振动占比：计算减速机齿轮转频＝减速机额定转速(转/分钟)/60，以上减速机额定转速由现场录入；从振动频谱中读取减速机齿轮转频(最近接的频率)的振动幅值，减速机齿轮转频振动占比＝减速机齿轮转频的振动幅值/振动有效值。以上指标按XYZ三项分别计算。

电机转频振动占比：计算电动机转频＝电动机额定转速(转/分钟)/60，以上电动机额定转速由现场录入；从振动频谱中读取电动机转频(最接近的频率)的振动幅值，电动机转频振动占比＝电动机转频的振动幅值/振动有效值。以上指标按XYZ三项分别计算。

防坠安全器转频振动占比：计算防坠安全器转频＝齿条啮合频率/防坠安全器齿轮齿数(现场录入防坠安全器齿轮齿数)，从振动频谱中读取防坠安全器转频(最接近的频率)的振动幅值，防坠安全器转频振动占比＝防坠安全器转频的振动幅值/振动有效值。

100赫兹振动占比：从振动频谱中读取100赫兹(最接近的频率)的振动幅值，100赫兹振动占比＝100赫兹的振动幅值/振动有效值。

结构件松动因子：从振动频谱中读取与齿条啮合频率(最接近的频率)的振动幅值，以及3倍、5倍、7倍齿条啮合频率的振动幅值，结构件松动因子＝(3倍、5倍、7倍齿条啮合频率三项振动幅值之和)/齿条啮合频率1倍频的振动幅值。

振动/高程突变量：(当前1秒的振动有效值的平均值/上一秒振动有效值的平均值)的绝对值，上述关系因子需与当前1秒的高程平均值对应，以满足用于“振动/高程关系因子--高程”的趋势曲线可视化的需要，同时也参与风险分析。

S30，根据运行状态数据和风险判断指标，按照预设决策方式对施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对施工电梯的安全风险进行识别预警。

在具体实现中，预设决策方式分为逻辑决策、单因子决策和复杂决策，便于决策软件的开发。逻辑决策是指对逻辑输入量(输入两位0、1)进行分析决策；单因子决策是指一个输入量就可以决策的风险类型，只需进行阈值管理；复杂决策是指需要根据过个数据进行分析、综合判断的风险判断决策。

在预设决策方式为逻辑决策时，步骤S30具体包括：

根据上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号、上限位极限开关动作信号、下限位一级开关动作信号以及下限位二级开关动作信号分析判断施工电梯是否存在冒顶风险、蹲底风险或操作回路失灵风险；

当上限位一级开关未动作且上限位二级开关动作时，判定施工电梯的上限位一级开关失效，存在冒顶风险，发出报警；

当上限位一级开关未动作且上限位二级开关未动作同时上限位极限开关动作，判定施工电梯的上限位一级开关和上限位二级开关均失效，存在冒顶风险，发出报警；

当下限位一级开关未动作且下限位二级开关动作，判定施工电梯的下限位一级开关失效，存在蹲底风险，发出报警；

当上限位一级开关动作且上限位二级开关未动作，判定施工电梯存在操作回路失灵或误操作的风险，发出报警；

当下限位一级开关动作且下限位二级开关未动作，判定施工电梯存在操作回路失灵或误操作的风险，发出报警。

应理解的是，本实施例中的所有开关量都是连续采样，当电梯触碰到该限位开关时，其状态量值就会发生变化，系统即可判断这个开关已经动作。

进一步地，在预设决策方式为逻辑决策时，步骤S30还包括：

根据外门关闭位置开关动作信号和速度判断施工电梯是否存在外门未关闭运行风险，当外门关闭位置开关未动作且速度大于0，判定施工电梯存在外门未关闭运行风险，发出报警；

根据内门关闭位置开关动作信号和速度判断施工电梯是否存在内门未关闭运行风险，当内门关闭位置开关未动作且速度大于0，判定施工电梯存在内门未关闭运行风险，发出报警。

需要说明的是，如果施工电梯本身设置有外门未关闭闭锁功能和内门未关闭闭锁功能，则上述两项故障风险定义为外门未关闭闭锁失效和内门未关闭闭锁失效。

进一步地，在预设决策方式为单因子决策时，步骤S30包括：

根据制动距离和制动器释放距离判断施工电梯是否存在制动失灵或制动装置误动/拒动的风险；

当制动距离超过预设制动距离阈值且连续重复三次成立，判定施工电梯的制动装置性能劣化，存在制动失灵风险，发出报警；

当制动器释放距离超过预设制动器释放距离阈值且连续重复三次成立，判定施工电梯的制动装置控制回路故障，存在制动装置误动/拒动风险，发出报警。

进一步地，在预设决策方式为单因子决策时，步骤S30还包括：

根据电流有效值判断施工电梯是否存在过电流风险，当电流有效值与施工电梯的电机额定电流之和的比值超过预设阈值，判定施工电梯存在过电流风险，发出报警；

根据风速判断施工电梯是否存在风速超限的风险，当风速大于预设风速阈值时，判定施工电梯存在风速超限的风险，发出报警；

根据上行功率和下行功率判断施工电梯是否存在电梯超载的风险，当上行功率大于预设上行超载阈值或下行功率大于预设下行超载阈值时，判定施工电梯存在电梯超载的风险，发出报警；

根据电梯载人数判断施工电梯是否存在载人数超员的风险，当电梯载人数大于预设定员数时，判定施工电梯存在载人数超员的风险，发出报警；

根据梯内未戴安全帽人数判断施工电梯是否存在梯内有人未戴安全帽的风险，当梯内未戴安全帽人数大于0时，判定施工电梯存在梯内有人未戴安全帽的风险，发出报警。

进一步地，在预设决策方式为复杂决策时，步骤S30包括：

根据振动强度、防坠安全器转频振动占比、峭度以及振动有效值判断施工电梯是否存在防坠安全器失效风险；

需要说明的是，振动强度为X轴振动有效值平方、Y轴振动有效值平方和Z轴振动有效值平方三项之和的平方根。

当连续三次上行过程中振动强度大于预设振动强度阈值且防坠安全器转频振动占比大于预设防坠安全器转频振动占比阈值时，判定施工电梯的防坠安全器出现故障，存在防坠安全器失效风险，发出报警；

当峭度大于预设峭度阈值且振动有效值大于预设振动有效值阈值时，判定施工电梯的防坠安全器轴承出现故障，存在防坠安全器失效风险，发出报警；

根据振动强度、结构件松动因子以及振动/高程突变量判断施工电梯是否存在导轨架连接螺栓松动或导轨架基础螺栓松动风险；

当连续三次上行均在同一高程附近振动强度大于预设振动强度阈值，且结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值，同时振动/高程突变量大于预设振动/高程突变量阈值时，判定施工电梯存在导轨架连接螺栓松动风险，发出报警；

当在施工电梯从0米开始上升下降一次的过程中振动强度大于预设振动强度阈值且结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值时，判定施工电梯存在导轨架基础螺栓松动风险，发出报警；

根据振动有效值和加速度突减判断施工电梯是否存在导轨或外物卡碰风险，当振动有效值大于预设振动有效值阈值且加速度突减大于预设加速度突减阈值时，判定施工电梯在行进过程中卡碰，存在导轨或外物卡碰风险，发出报警；

根据角速度和角度判断施工电梯是否存在导轨、导轮或导轮支架缺陷的风险，当角速度大于预设角速度阈值，同时角度和0米层角度的差值大于预设角度阈值，上述条件在连续三次上行过程中至少触发一次且触发高程差大于3米，判定施工电梯存在导轨、导轮或导轮支架缺陷的风险，发出报警；

根据振动强度、齿轮啮合频率振动占比以及结构件松动因子判断施工电梯是否存在齿条缺陷的风险；

当连续三次均在同一高程附近振动强度大于预设振动强度阈值，齿轮啮合频率振动占比大于预设齿轮啮合频率振动占比阈值，且持续时间小于5秒，判定施工电梯存在齿条缺陷的风险，发出报警；

当连续三次均在同一高程附近振动强度大于预设振动强度阈值，结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值，且持续时间小于5秒，判定施工电梯存在齿条缺陷的风险，发出报警。

进一步地，在预设决策方式为复杂决策时，步骤S30还包括：

根据振动有效值、电机转频振动占比、结构件松动因子、100赫兹振动占比以及减速机齿轮转频振动占比判断施工电梯是否存在电机或减速箱故障的风险；

当连续三次启动运行过程中振动有效值大于预设振动有效值阈值，电机转频振动占比大于预设电机转频振动占比阈值，且结构件松动因子小于预设结构件松动因子阈值时，判定施工电梯驱动装置电机轴系故障，存在电机或减速箱缺陷的风险，发出报警；

当连续三次启动运行过程中振动有效值大于预设振动有效值阈值，100赫兹振动占比大于预设100赫兹振动占比阈值，且结构件松动因子小于预设结构件松动因子阈值时，判定施工电梯存在电机电磁偏心缺陷，存在电机故障风险，发出报警；

当连续三次启动运行过程中振动有效值大于预设振动有效值阈值，减速机齿轮转频振动占比大于预设减速机齿轮转频振动占比阈值时，判定施工电梯存在减速机输出轴系缺陷，存在减速箱故障风险，发出报警。

现有技术中都是基于视频识别的行为性风险识别，本实施例的施工电梯安全风险的识别预警方法，除使用视频识别以外，还有基于设备状态数据的采集分析，从而对设备的技术性安全风险进行识别预警。本实施例的技术方案是基于大量施工电梯的事故分析而构建的，可以识别施工电梯绝大部分涉及人身安全的风险，为施工电梯的安全使用提供有效的解决方案。

参见图2，图2为本发明施工电梯安全风险的识别预警系统的结构框图，如图2所示，本发明实施例提出的识别预警系统包括：

数据采集模块100，用于采集施工电梯的运行状态数据；

数据分析模块200，用于根据运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；

风险识别预警模块300，用于根据运行状态数据和风险判断指标，按照预设决策方式对施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对施工电梯的安全风险进行识别预警。

本实施例通过采集施工电梯的运行状态数据，根据运行状态数据分析计算获得风险判断指标，再根据运行状态数据和风险判断指标，按照预设决策方式对施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对施工电梯的安全风险进行识别预警。由于本实施例是基于施工电梯运行状态数据的采集分析，并结合技术性的风险判断指标，对施工电梯的行为性和技术性安全风险进行分析识别，可以对施工电梯的主要安全风险进行预知预控，识别施工电梯绝大部分涉及人身安全的风险，为施工电梯的安全使用提供有效的解决方案。

Claims (10)

1.一种施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S10，采集施工电梯的运行状态数据；

S20、根据所述运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；

S30，根据所述运行状态数据和所述风险判断指标，按照预设决策方式对所述施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对所述施工电梯的安全风险进行识别预警。

2.根据权利要求1所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述运行状态数据包括加速度、速度、角速度、角度、振动有效值、振动频谱、峭度、上行功率、下行功率、电流、电压、风速、上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号、上限位极限开关动作信号、下限位一级开关动作信号、下限位二级开关动作信号、内门关闭位置开关动作信号、外门关闭位置开关动作信号、电梯载人数以及梯内未戴安全帽人数。

3.根据权利要求2所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述风险判断指标包括制动距离、制动器释放距离、加速度突减、加速度突增、齿轮啮合频率振动占比、减速机齿轮转频振动占比、电机转频振动占比、防坠安全器转频振动占比、100赫兹振动占比、结构件松动因子以及振动/高程突变量。

4.根据权利要求2所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述预设决策方式为逻辑决策时，所述步骤S30包括：

根据所述上限位一级开关动作信号、上限位二级开关动作信号、上限位极限开关动作信号、下限位一级开关动作信号以及下限位二级开关动作信号分析判断所述施工电梯是否存在冒顶风险、蹲底风险或操作回路失灵风险；

当上限位一级开关未动作且上限位二级开关动作时，判定所述施工电梯的上限位一级开关失效，存在冒顶风险，发出报警；

当上限位一级开关未动作且上限位二级开关未动作同时上限位极限开关动作，判定所述施工电梯的上限位一级开关和上限位二级开关均失效，存在冒顶风险，发出报警；

当下限位一级开关未动作且下限位二级开关动作，判定所述施工电梯的下限位一级开关失效，存在蹲底风险，发出报警；

当上限位一级开关动作且上限位二级开关未动作，判定所述施工电梯存在操作回路失灵或误操作的风险，发出报警；

当下限位一级开关动作且下限位二级开关未动作，判定所述施工电梯存在操作回路失灵或误操作的风险，发出报警。

5.根据权利要求2所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述预设决策方式为逻辑决策时，所述步骤S30还包括：

根据所述外门关闭位置开关动作信号和所述速度判断所述施工电梯是否存在外门未关闭运行风险，当外门关闭位置开关未动作且所述速度大于0，判定所述施工电梯存在外门未关闭运行风险，发出报警；

根据所述内门关闭位置开关动作信号和所述速度判断所述施工电梯是否存在内门未关闭运行风险，当内门关闭位置开关未动作且速度大于0，判定所述施工电梯存在内门未关闭运行风险，发出报警。

6.根据权利要求3所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述预设决策方式为单因子决策时，所述步骤S30包括：

根据所述制动距离和所述制动器释放距离判断所述施工电梯是否存在制动失灵或制动装置误动/拒动的风险；

当所述制动距离超过预设制动距离阈值且连续重复三次成立，判定所述施工电梯的制动装置性能劣化，存在制动失灵风险，发出报警；

当所述制动器释放距离超过预设制动器释放距离阈值且连续重复三次成立，判定所述施工电梯的制动装置控制回路故障，存在制动装置误动/拒动风险，发出报警。

7.根据权利要求3所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述预设决策方式为单因子决策时，所述步骤S30还包括：

根据所述电流有效值判断所述施工电梯是否存在过电流风险，当所述电流有效值与所述施工电梯的电机额定电流之和的比值超过预设阈值，判定所述施工电梯存在过电流风险，发出报警；

根据所述风速判断所述施工电梯是否存在风速超限的风险，当所述风速大于预设风速阈值时，判定所述施工电梯存在风速超限的风险，发出报警；

根据所述上行功率和所述下行功率判断所述施工电梯是否存在电梯超载的风险，当所述上行功率大于预设上行超载阈值或所述下行功率大于预设下行超载阈值时，判定所述施工电梯存在电梯超载的风险，发出报警；

根据所述电梯载人数判断所述施工电梯是否存在载人数超员的风险，当所述电梯载人数大于预设定员数时，判定所述施工电梯存在载人数超员的风险，发出报警；

根据所述梯内未戴安全帽人数判断所述施工电梯是否存在梯内有人未戴安全帽的风险，当所述梯内未戴安全帽人数大于0时，判定所述施工电梯存在梯内有人未戴安全帽的风险，发出报警。

8.根据权利要求3所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述预设决策方式为复杂决策时，所述步骤S30包括：

根据所述振动强度、所述防坠安全器转频振动占比、所述峭度以及所述振动有效值判断所述施工电梯是否存在防坠安全器失效风险；

当连续三次上行过程中所述振动强度大于预设振动强度阈值且所述防坠安全器转频振动占比大于预设防坠安全器转频振动占比阈值时，判定所述施工电梯的防坠安全器出现故障，存在防坠安全器失效风险，发出报警；

当所述峭度大于预设峭度阈值且所述振动有效值大于预设振动有效值阈值时，判定所述施工电梯的防坠安全器轴承出现故障，存在防坠安全器失效风险，发出报警；

根据所述振动强度、所述结构件松动因子以及所述振动/高程突变量判断所述施工电梯是否存在导轨架连接螺栓松动或导轨架基础螺栓松动风险；

当连续三次上行均在同一高程附近所述振动强度大于预设振动强度阈值，且所述结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值，同时所述振动/高程突变量大于预设振动/高程突变量阈值时，判定所述施工电梯存在导轨架连接螺栓松动风险，发出报警；

当在所述施工电梯从0米开始上升下降一次的过程中所述振动强度大于预设振动强度阈值且所述结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值时，判定所述施工电梯存在导轨架基础螺栓松动风险，发出报警；

根据所述振动有效值和所述加速度突减判断所述施工电梯是否存在导轨或外物卡碰风险，当所述振动有效值大于预设振动有效值阈值且所述加速度突减大于预设加速度突减阈值时，判定所述施工电梯在行进过程中卡碰，存在导轨或外物卡碰风险，发出报警；

根据所述角速度和所述角度判断所述施工电梯是否存在导轨、导轮或导轮支架缺陷的风险，当所述角速度大于预设角速度阈值，同时所述角度和0米层角度的差值大于预设角度阈值，上述条件在连续三次上行过程中至少触发一次且触发高程差大于3米，判定所述施工电梯存在导轨、导轮或导轮支架缺陷的风险，发出报警；

根据所述振动强度、所述齿轮啮合频率振动占比以及所述结构件松动因子判断所述施工电梯是否存在齿条缺陷的风险；

当连续三次均在同一高程附近所述振动强度大于预设振动强度阈值，所述齿轮啮合频率振动占比大于预设齿轮啮合频率振动占比阈值，且持续时间小于5秒，判定所述施工电梯存在齿条缺陷的风险，发出报警；

当连续三次均在同一高程附近所述振动强度大于预设振动强度阈值，所述结构件松动因子大于预设结构件松动因子阈值，且持续时间小于5秒，判定所述施工电梯存在齿条缺陷的风险，发出报警。

9.根据权利要求3所述的施工电梯安全风险的识别预警方法，其特征在于：所述预设决策方式为复杂决策时，所述步骤S30还包括：

根据所述振动有效值、所述电机转频振动占比、所述结构件松动因子、所述100赫兹振动占比以及所述减速机齿轮转频振动占比判断所述施工电梯是否存在电机或减速箱故障的风险；

当连续三次启动运行过程中所述振动有效值大于预设振动有效值阈值，所述电机转频振动占比大于预设电机转频振动占比阈值，且所述结构件松动因子小于预设结构件松动因子阈值时，判定所述施工电梯驱动装置电机轴系故障，存在电机或减速箱缺陷的风险，发出报警；

当连续三次启动运行过程中所述振动有效值大于预设振动有效值阈值，所述100赫兹振动占比大于预设100赫兹振动占比阈值，且所述结构件松动因子小于预设结构件松动因子阈值时，判定所述施工电梯存在电机电磁偏心缺陷，存在电机故障风险，发出报警；

当连续三次启动运行过程中所述振动有效值大于预设振动有效值阈值，所述减速机齿轮转频振动占比大于预设减速机齿轮转频振动占比阈值时，判定所述施工电梯存在减速机输出轴系缺陷，存在减速箱故障风险，发出报警。

10.一种施工电梯安全风险的识别预警系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集施工电梯的运行状态数据；

数据分析模块，用于根据所述运行状态数据进行分析计算，获得风险判断指标；

风险识别预警模块，用于根据所述运行状态数据和所述风险判断指标，按照预设决策方式对所述施工电梯进行风险分析，并根据风险分析结果对所述施工电梯的安全风险进行识别预警。

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