我国电梯技术及发展趋势分析

王心君 廖源 李晨艳 刘治成 许卫星

摘 要：我国电梯发展虽起步较晚，但发展迅猛。在当前的电梯发展过程中，仍存在信息化程度不高、管理较为落后等一系列问题。这些问题严重制约着电梯行业的发展。基于此，本文对我国电梯技术发展特点进行分析，并对日后电梯的发展趋势做出展望，以期为电梯行业或特种设备相关人员提供参考。

关键词：电梯；电梯技术；发展趋势

中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）14-00137-03

Analysis on the Technology and Development Trend of Elevator in China

WANG Xinjun1 LIAO Yuan1 LI Chenyan1 LIU Zhicheng2 XU Weixing3

（1. Special Equipment Safety Inspection and Research Institute of Henan Province，Henan Zhengzhou 450000；2. Zhengzhou Aviation Port Area Voyage Limited Company，Henan Zhengzhou 450000；3. Zhengzhou Ruifu purify Limited by Share Ltd， Henan Zhengzhou 450000）

Abstract： Although elevator development in China started late， it developed rapidly. In the current elevator development process， there are still a series of problems， such as low level of informatization and backward management. These problems seriously restrict the development of elevator industry. Based on this， this paper analyzed the development characteristics of elevator technology in China， and looked forward to the trend of the development of the elevator in the future， in order to provide reference for the elevator industry or special equipment related personnel.

Keywords： elevator；elevator technology；trend of development

近10年來，随着中国国民经济的高速增长及城镇化过程的加快推动，我国电梯产业迅猛发展[1]。从2003年的36.17万台猛增至2014年的359.85万台，年增速约20%[2]。截至2015年，我国电梯制造量为76万台，电梯保有量为426万台，均居世界第一。但是，随着电梯产业的迅猛发展，电梯相关事故也成为全民关注的热点。电梯安全是国家公共安全的重要组成部分[3]。为了减少电梯安全事故的发生，就要加强电梯技术的应用。本文就我国电梯技术的特点及电梯发展趋势进行详细分析。

1 我国电梯技术的特点

1.1 电梯设计制造环节技术的特点

目前，我国电梯的生产能力、产品质量和制造成本有很强的国际竞争力，但大部分企业的质量意识仍有待提高。这具体体现在设计方面。在国外，企业普遍采用仿真技术对电梯进行设计开发，我国虽然也有部分企业采用仿真技术，但仿真设计技术仍有待提高。仿真技术为电梯的质量、稳定性和可靠性提供了强有力的技术保障，同时也是开展高速、超高速电梯核心技术的关键所在。新技术的基础研究投入和部件产品的可靠性研究也是电梯技术发展的关键所在。在电梯定制化设计和智能制造领域，研究快速高效的电梯定制化设计方法及设计平台，关键部件的制造装配工艺，符合定制化特性的柔性自动化生产线、先进制造方法及理论在电梯生产中的应用等。

1.2 电梯检验环节技术特点

我国电梯安全检验方法和检验装备与我国快速发展的电梯产量严重不匹配。例如，对一些现场试验需要满载的安全部件进行检验时，还需要进一步研究试验方法。因此，我国急需开展现场快速检验检测的新方法以及针对电梯上应用新技术的检验方法的研究工作。其中，电梯关键部件的检验检测方法、电梯曳引系统在线检测方法等都是电梯检验技术发展的新方向。此外，随着大数据技术的发展[4]，电梯大数据的采集挖掘技术研究和应用也应当引起重视，可为今后的电梯检验检测开创新的模式，构建电梯智能化检验检测技术体系。

1.3 电梯的安全评价

随着电梯使用年限增加，电梯的电气部件、机械部件会不断磨损、老化，甚至失效，而这必然会导致电梯故障率增加、可靠性下降[5]。为解决此类问题，开展电梯的安全评价至关重要。安全评估工作可以使政府部门实时掌控电梯的安全风险状况，保证电梯使用单位顺利实施电梯更新、改造工作。在电梯安全评价技术方面，应加强对电梯安装危险源的辨识，尤其要对电梯主要部件的失效原因进行分析，并对失效的风险概率和后果、评价尺度进行进一步研究。另外，为电梯上每种零部件的性能退化情况建立曲线数据库，而这对完善电梯部件报废技术条件，实现电梯产品安全状况和剩余寿命的准确描述和预测有重要意义。

1.4 电梯的智能化

目前，对电梯智能维护方面的研究已经成为电梯领域研究的热点。针对某一台电梯建立一套系统的信息收集系统，对电梯设备的基本信息实行实时监控，实时掌握电梯的运行状况，实现电梯设备身份信息登记、更新，做到一梯一档，让每一台电梯设备都有自己的“身份证”。另外，还要开展电梯的物联网试点。目前，电梯物联网的标准化应用已成为大趋势。电梯物联网的应用更侧重于提高远程监测信息的稳定性、可靠性，以及远程监控技术的安全性及准确率。在电梯智能安全领域，研究电梯安全评价方法及理论、关键零部件的失效机理、远程监控及故障预警技术、电梯的应急救援技术、高效智能的维护技术及大数据应用技术将成为电梯智能技术的发展方向。

2 我国电梯的发展趋势

2.1 高速电梯仍是电梯未来发展的主要方向

随着永磁同步无齿轮电机在电梯上的应用日渐成熟，低能耗、低噪声、响应快、驱动力矩大、重量轻的新型电梯将会越来越广泛地被应用于复合型和超高层建筑中。这种普通电梯无法适用的场合使得市场对超高速、大容量的电梯需求急剧增长。目前，市场上有很多高速和超高速电梯，最高速度达到20.5m/s。超高速电梯将继续成为一个重要的技术研究和发展方向，其主要核心技术在于永磁同步电动机、高性能微处理器、主动减震和降噪技术、新式滚轮导靴和安全钳材料等适用于超高速电梯的安全部件、电梯轿厢调压控制等方面，以满足对高速电梯运行速度、安全可靠、平稳舒适、高效节能的要求。

2.2 新材料在悬挂曳引媒介的应用将成为新趋势

一台体积庞大的电梯除了占用较大电梯工作间外，其零部件的安装与更换也绝非常事，这就需要开发新型设计材料来保证空间和更换部件的效率。目前，电梯最常用的新材料外复合钢带和裹塑钢丝绳能减小曳引轮和导向轮的直径，从而减小曳引机的体积，使电梯整体布置更加紧凑，节省空间。此外，非金属悬挂绳（带）和非金属曳引轮由于提高了绳和轮之间的摩擦系数，因此，使曳引轮的直径和曳引机的体积减小，降低了曳引机制造材料的消耗。此外，非金属材料能有效降低曳引机运行时轿厢的振动和曳引绳与曳引轮运行时的噪声。新材料的应用在初期都伴随着高成本，如何在保证安全的前提下，保证悬挂曳引机新材料的研发和应用，进一步提高曳引轮使用寿命，并从整体上降低系統成本，是新材料在电梯应用中的当务之急。

2.3 电梯控制系统将更趋于智能化

国家建筑智能化的发展，需要电梯的智能控制系统与智能大楼所有的自动化服务设备结合形成体智能系统[6]。电梯的高智能控制技术的核心系统，如可变速电梯、双轿厢电梯、电子终端层连续强制减速装等创新产品不断出现，不仅有效提升了电梯运行效率，降低了用电量，实现了节能，还降低了系统在建筑物中的空间占用率。电梯智能控制技术在现代电梯群控系统中的应用也是一个重要发展方向。电梯智能群控系统不仅基于强大的计算机硬件资源，更是融合了专家系统、模糊逻辑、计算机图像监控、基于神经网络和遗传基因法则等一系列技术性较强的软件处理系统，以适应多台电梯使用时交通的不确定性、多样化和非线性动态的特点，使电梯在运行过程中忙而不乱，紧张有序，分配合理、效率最大化。

2.4 电梯的物联网基数将得到更广泛的应用

物联网技术是指通过射频识别、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术[7，8]。电梯物联网是物联网技术在电梯行业的应用，集成了电梯控制技术、信息化感知技术、网络通信技术和计算机应用技术等一系列先进技术。利用物联网技术将电梯监察、维保管理、使用管理、安全预警、应急处置、人性化服务和检验模式进行有机整合，实现电梯与用户、物业管理单位、维保单位、制造厂家、检验机构和监管部门的信息与数据相互间的存储和交换。通过电梯物联网技术，建立电梯动态监测、应急处置、风险预警、统计分析、公共服务和质量评价的综合管理系统，创立电梯科学监管长效机制都将成为可能。物联网技术与电梯传统产业的全面融合，将影响电梯行业的需求与发展。

2.5 电梯的安全性将不断提高

电梯作为人们日常出行、经常乘坐的运输工具，已经成为人们生活中必不可少的工具，甚至某些旅游景区都安装了电梯。在电梯不断普及的今天，其安全性也越来越受到重视。为了有效防止和减少电梯事故的发生，减少电梯事故在城市公民中的恶劣影响，大多数发达国家都制定了法规和标准，对电梯的安全性提出了严格要求，并从技术和管理角度给出了提高安全性的措施和指标。我国也不例外。近年来，国际或是国内新颁布的电梯规范和标准的主要内容有提高层门强度，增加轿厢内开门限制装置，增加对短接门锁回路行为的监测功能，增加防止轿厢意外移动的保护装置，增加自动扶梯主驱动链保护功能等，以保证电梯在运行过程中的安全性。此外，电梯的控制程序在安全性方面起着至关重要的作用。为保证电梯的安全，可编程电子安全相关系统技术的全面发展将有可能逐步替代传统的安全保护装置，改变电气安全保护的理念，进一步提高电梯安全性。

3 结语

通过对电梯技术进行分析，总结电梯发展的趋势，从技术层面对电梯日后的发展进行展望。这不仅为电梯行业的生产或者维保人员提供参考依据，也为特种设备相关人员提供技术参考。

参考文献：

[1]潘伟杰.我国电梯行业的现状及发展趋势分析[J].工程技术研究，2016（4）：93-94.

[2]陈小强.K电梯企业发展战略研究[D].成都：西南交通大学，2014.

[3]高珊.中山市特种机电设备安全管理研究[D].广州：华南理工大学，2007.

[3]徐斌，李琳，钟珞.面向大数据的智慧电梯分析预警平台[J].武汉理工大学学报（交通科学与工程版），2017（2）：359-362.

[4]赵宵雯.电梯安全风险评价研究[D].济南：山东大学，2013.

[5]潘洋，张振江.电梯智能化设计研究分析[J].科技资讯，2014（14）：37.

[6]伏喜斌.物联网技术在电梯安全管理中的应用[J].机电工程技术，2017（12）：21-23.

[7]张晨光.电梯物联网的研究[D].天津：天津工业大学，2013.

[8]国际标准化组织.自动扶梯与移动步道的安全要求.第1部分：全球范围内达成一致的基本安全要求（GESR）：ISO/TS 25740-1-2011[S].2011.