基于灰色关联分析法的电梯安全性评估

DOI :10．3969/j ．issn ．2095-509X ．2017．11．028

基于灰色关联分析法的电梯安全性评估

丁思娴，章国宝，黄永明

(东南大学自动化学院，江苏南京 210096)

摘要:针对目前电梯安全综合评估中信息不完整和权重主观性强的问题，提出了一种基于灰色关

联分析法与层次分析法相结合的新型电梯运行可靠性评估模型。首先针对指标的特性，分别应用层次分析法确定各个指标的权重，然后采用灰色关联分析法得到所有指标当前状态和最优状态之间的灰色关联度，建立灰色关联矩阵，实现对电梯风险的量化评估。实例验证表明，该模型应用于电梯安全性评估，得到的电梯安全水平等级与实际情况相吻合，说明该模型具有准确性和可行性。

关键词:电梯安全;状态评估;灰色关联分析;层次分析法

中图分类号:X 943 文献标识码:A 文章编号:2095-509X (2017)11-0139-06 据国家质量监督检验检疫总局统计[1]

，迄今为止我国在用电梯总数已经超过600万台。作为一种组成部件众多、使用频繁的复杂机电系统，电梯很容易存在安全隐患，一旦发生安全事故，造成的人员伤亡和重大财产损失不可想象。保障电梯的安全运行，保证人民群众生命财产的安全，对于

电梯安全管理事业来说确实是个很大的挑战[2]

。

电梯安全评价起于欧盟，目前包括美国、欧盟在内的发达国家和地区已将电梯安全状况综合评价贯彻到各电梯标准的制定和修改过程中。国内外的一些学者对电梯的安全评估做了大量的研究。

OVASKA [3]

从系统工程学的角度出发，综合考虑了各种因素，针对电梯安全状态的易变性，提出了一

套系统化和动态化的检测方法;BENNETTS 等[4]

建立了电梯受力模型，仿真并分析其运行过程，其研究成果为电梯钢丝轮和钢丝绳的强度设计、日常磨损检验与保护提供了非常重要的参考。庆光蔚等[5]

结合区间估计分析理论和层次分析法得到电梯指标及其权重，使用模糊综合评价法确定电梯的

安全值。陈国华等[6]

统计了电梯的历史故障信息，在基于模糊综合评价理论的电梯安全评估中引入故障率修正参数。

国内外学者的研究对电梯的安全运行产生了很大的推动作用。然而，电梯作为一个复杂的机电设备，有着众多的不确定因素，每个零部件的磨损、

松动或者损伤都会影响到电梯的安全运行，对它的综合评价需要用多个指标来衡量，且可以将指标分为不同的层次进行评价。因此本文将整套电梯设备看作一个灰色系统，采用灰色关联分析法，通过分析电梯轿厢系统、曳引系统、门系统、拖动系统4个子系统的多个指标与完好状态间的灰色关联度，得到影响电梯安全的主要因素，并使用层次分析法，得到各指标权重，最终确定电梯的安全水平等级，实现电梯安全性评估。

1 电梯安全系统评价指标体系

安全评价指标体系是进行电梯安全评估的依据，因此建立一个良好的指标体系是首要目标，选取的指标应具有可靠性、敏感性、独立性、实用性。

根据上述原则，本文在徐金海[7]、李立京[8]

对电梯

安全性研究的基础上，结合电梯技术标准[9]

，从电梯的轿厢系统、曳引机系统、门系统、拖动系统4个子系统出发，构建了电梯运行状态评估指标体系，如图1所示。

本文中，将图1所示的17个指标记为X (k )，k ＝1，2，?，17。

2 灰色关联分析安全评价

2．1 灰色关联分析方法

20世纪80年代初，邓聚龙教授正式提出灰色

收稿日期:2017-09-01

基金项目:国家自然科学基金资助项目(61503081，61473079);江苏省自然科学基金青年项目(BK 20140649);江苏省科技支撑项目(BE 2014728)作者简介:丁思娴(1993—)，女，江苏南通人，东南大学硕士研究生，主要从事电梯设备安全性评估方面的研究。

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931·2017年11月 机械设计与制造工程 Nov ．2017第46卷第11期 Machine Design and Manufacturing Engineering Vol ．46No ．11万方数据