智能电梯控制及安全监测系统

尚炜

（唐山开滦建设（集团）有限责任公司河北唐山063000）

摘要：当前，中国作为全球电梯行业的第一大市场，已经成为与人们生活密切相关的垂直交通工具，电梯的智能性、安全性和可靠性越来越成为国家、电梯生产商和用户普遍关心的话题。近年来因电梯过于依赖传统技术，导致用户在实际使用中由于不当操作造成人员伤亡；然而，使用电梯造成多起人员伤亡事故，从技术角度来看这些问题都是可以避免的。

关键词：智能电梯控制；安全监测；系统

引言

如今，电梯已经成为人们日常出行的重要工具之一，但是怎样让电梯更加便捷、智能，一直困扰人们。

1远程遥控技术

在普通电梯基础上，增设了电梯呼叫功能及电梯到达反馈功能。用户出门乘坐电梯之前，通过常用移动终端可以远程呼叫电梯，且电梯到达指定楼层后，终端会收到反馈（震动或者铃声），实时提醒用户，避免了漫长等待。

2智能称重系统

针对电梯内部空载情况，提出了采用智能称重系统的方法来减少该种情况的发生。该方法是在电梯底座上加装智能称重系统。自动称量电梯内人或者货物的重量，再配合视频图像处理技术，根据重量来确定电梯运行控制。根据重量控制的方法是（以载重300Kg为例，不适合货梯控制）：1）无重量或者很轻（可能有遗落的物体），而电梯内部按钮还亮着的情况下，自动识别为无人乘坐，自动清除按钮信号，从而避免空载运行的发生。2）有重量，电梯内部按钮亮起的情况下，就需要根据重量情况做出判断。如电梯内重量为60Kg内，配合图像处理技术识别是1个大人，或者一大一小，或者2个小孩等情况，如果按钮亮灯大于2个就说明有无效按钮，就自动清除按钮信号，语音呼叫重新确定有效按钮；如果重量为60～100Kg，配合图像处理技术识别是2个大人，或者一大一小2人，或者3个小孩等情况，如果按钮亮灯大于3个就说明有无效按钮，就自动清除按钮信号，语音呼叫重新确定有效按钮；如果重量为100～200Kg，配合图像处理技术识别是4个大人，或者3大1小4人，或者2大3小5人，1大5小6人等情况，如果按钮亮灯大于6个就说明有无效按钮，就需要语音呼叫重新确定有效按钮，清除无效按钮；大于200Kg识别较难，不需要继续控制。

3语音控制系统

当电梯门关上的一瞬间，即可触发电梯楼层声音控制系统开始工作，直至接收到2个有效信号或者电梯门合上后超过20s（以先到者为主），电梯楼层声音控制系统停止工作。电梯语音控制系统功能的实现主要采用已有的语音识别系统并加以改正。系统的主要工作分2个阶段。语音训练阶段：这一阶段的任务主要是构建语音库，采集50人左右的声音样本（读出指定的词汇：一楼、二楼、三楼……）将其烧录到烧录卡上；语音识别阶段：这一阶段的任务主要是采集语音信号，提取主要特征将其与语音库中的语音比对，最匹配的就是识别结果。电梯语音控制系统主要原理如图5所示。信号采集：主要采集电梯里超过一定分贝的各种声音；提取主要特征：将所有采集到的声音信号加以筛选，筛选出含有一楼、二楼、三楼等的语音；与语音库配比（识别）：将筛选出的语音与语音库中贮存的语音配比，找出最匹配的一个语音即为识别结果；决策：根据识别结果，给电梯控制控制系统下达指令，从而控制电梯去往相应的楼层，同时通过喇叭播放语音提示。

4神经网络群控算法技术

在目前大多数的商业建筑、车站、医院等人流密集的建筑物中，电梯运力配置和建设成本的矛盾，在实际使用中很有可能造成运力不足，乘客需要较长时间的等待问题。基于这个问题，仅从提高运力、增加电梯速度、加大载重量的方向去考虑，不足以解决这个问题，包括一个建筑成本的增加、占用面积增加令建筑有效使用面积减少等等问题。发展神经网络群控算法技术从电梯的分配控制上着手，降低乘客的等待时间及乘坐时间以提高运力。人工神经网络是一个具有学习能力的系统，可以发展知识，它的学习训练方式可分为两种，一种是利用给定的样本标准进行分类或模仿；另一种是无监督学习或称无为导师学习，这时，只规定学习方式或某些规则，则具体的学习内容随系统的所处环境（即输入信号情况）而异，系统可以自动发现环境特征和规律性。掌握该建筑物各楼层的乘客人数，日常的使用时间和规律，模糊神经网络模型的构建和训练学习方法要根据交通流模式识别的特点和要求，建立相应的模糊神经网络，然后通过构建并训练完毕的模糊神经网络，对当前的交通流特征值进行分析，以得到相应的交通流模式。通过学习后预定的时间内，在人数较多的楼层等待或者增加电梯的响应，从而可以根据当前交通流模式制定相应的调度控制策略。

5轿厢位置检测装置

对于电梯轿厢位置的检测方式有很多种，传统的技术主要采用光电开关检测楼层位置码板的方式处理，该技术的主要限制是仅能检测轿厢是否在平层区域，电梯遇到故障需要重新寻址，有些需要运行到底层或者顶层寻址，造成乘客以为滑梯的错觉。随着智能技术的发展，采用绝对位置传感器的方式，确保精确的检测轿厢在井道中的任意位置，系统在复位时不需要重新寻址，直接投入运行。这种是应用智能系统，来对轿厢在运行中的位置以及轿厢在运行中的速度进行实时监控。采用磁条检测技术和条码检测技术实现轿厢绝对位置的检测，精准可控制轿厢的实际位置。智能系统具备双传感器技术，数据备份并实时监控，并且不受到井道的烟雾、灰尘、高温等因素的影响。

6视频图像处理技术

（1）电梯内部

利用视频图像处理技术，识别电梯内人数情况，在这以乘坐7人梯为例。1）如果电梯内无人而按钮亮起，自动识别为无人乘坐，自动清除按钮信号，从而避免空载运行的发生。2）如果电梯内有人就得根据具体人数与按钮亮灯数来确定控制方式。如果电梯内人数为1～2人，而按钮亮灯为大于2个，就说明有按钮是无效的，这种情况下就需要清除按钮信号，让乘梯人重新按钮；如果电梯内人数为3～5人，而按钮灯亮大于4个，说明有按钮是无效的，这种情况下需要提醒梯内人员重新确定所到楼层，并清除无效楼层按钮；如果电梯内人数为5人以上，而按钮亮灯数大于人数，这种情况下操作就比较难，可以不操作，按照原程序继续运行，当人数降到前两种情况再操作。

（2）电梯外部

如果梯外无人而按钮灯亮起，就自动识别为无效信号，自动清除按钮信号。联网电梯可自动识别电梯外人员数量，联合称重系统确定梯内还可以承载人数，控制电梯运行，并减少漏停及空载的发生。例如电梯外现在有5人，而1号电梯只能再装载4人，就得控制2号电梯继续在该楼层停靠接人，而不是1号接人，2号就直接不响应；如果电梯外有2人，而1号电梯可以装载2人以上，就1号停靠接人，2号就直接不响应就行了，从而减少空载，提高运行速度，降低能耗。

结语

近年来，高层和智能建筑几乎成为城市建设和经济发展的重要标志，建筑的功能越来越完善，而电梯的重要性也逐渐凸显出来。为了方便人们的生活，在建筑电梯中也逐渐引入了智能技术。可以及时知道故障电梯的故障类型，便于后台维护人员和电梯维修人员及时维护和检修；同时，增加了电梯的安全性和可靠性，使用户在乘坐电梯时，安全得到保障。

参考文献：

[1]朱德文.电梯交通系统的智能控制与应用[M].长春：吉林大学出版社，2002.

[2]梅各各，靳斌，付晖，等.具有自监视技术的广域测控网络研究与实现[J].西华大学学报：自然科学版，2011，30（5）：85-87.

[3]李毅.基于无线通信网络的远程电梯监控系统[C]//经济发展方式转变与自主创新———第十二届中国科学技术协会年会，2010.