电梯运行过程中的安全信号识别与控制策略

第一章 引言

随着城市高层建筑的迅速发展，电梯作为垂直交通的核心设施，其安全性日益成为公众关注的重点。电梯系统的复杂性不仅要求机械结构具 可靠性， 还需配合先进 别与控制策略以保障安全运行。传统的电梯安全管理依赖人工巡检和定期 和故 时的问题。近年来，物联网、人工智能及传感技术的快速发展为电梯安全 机遇，推动电梯信号识别与控制向智能化、实时化发展。通过深入探讨信号识别技术、控制策略设计及系统协同，本文提出一套全面的电梯安全保障体系，旨在提升电梯的安全性，并为老旧电梯的智能化改造提供实践参考。

第二章 电梯运行中的安全信号识别技术

2.1 传感器信号采集与处理

电梯的运行状态监测依赖多种传感器，包括加速度传感器、气压传感器、门控传感器等。加速度传感器监测轿厢运动状态，并通过卡尔曼滤波算法估算速度与位移，提升监测精度。研究显示，卡尔曼滤波能将定位误差控制在±0.1 米内，增强电梯定 定位楼层高度，解决传统电梯位置误差积累问题。数据显示，气压传感器应用后，电梯位置识别误差减少约 35% 。数据采集中，滑动窗口和中位中心算法可有效过滤异常值，提高信号稳定性。此外，传感器系统需具备自动校准功能，确保其适配不同品牌与型号的电梯，保证系统可靠性和稳定性。

2.2 异常信号识别与预警机制

电梯异常信号识别依赖于建立正常运行的基线模型，如振动能量谱、门控响应时间等，结合机器学习算法（如SVM、随机森林）对历史数据进行训练，进而识 异常模式。研究表明，采用支持向量机（SVM）算法进行故障模式识别的准确率可达到 系统通过加速度与门控信号分析，及时识别如冲顶、墩底、门卡滞等故障。 旦识 到异常情况，系统会通 过 So ke 或MQTT 协议将异常信息推送至维保平台，实现远程响应。预警机制的引入，能够在故障发生前及时发出警报，大大提高了电梯故障处理的响应速度，避免了可能造成的乘客安全隐患。

2.3 智能化信号融合技术

智能化信号融合技术结合了多种传感器数据，通过融合算法对不同来源的信息进行综合分析，以提高信号识别的准确性。采用融合SLAM 技术的无迹卡尔曼滤波器（UKF）对多传感器数据进行融合，能够精确估算轿厢位置，误差可控制在±0.1 米以内。这种方法结合了加速度传感器和气压传感器的信号，能够在不同楼层间进行高效的定位，克服了传统单一传感器数据处理的局限性。根据实际应用数据，采用UKF 算法的系统定位精度提高了约 25% 。与传统电梯系统不同，该智能化信号融合技术无需依赖电梯控制主板信号，具备非侵入式部署的优势。这使得系统能够适配多楼层、多品牌的电梯，并统一集中监测，为电梯安全管理提供了更为灵活、智能的解决方案。

第三章 电梯安全控制策略设计与应用

3.1 控制系统架构与逻辑设计

电梯控制系统采用层级结构，分为感知层、决策层与执行层。感知层通过多种传感器收集电梯的运行数据，如轿厢位置、加速度、门控状态等。传感器数据被实时传送到决策层，决策层利用状态空间模型和PID 控制算法进行数据分析，优化电梯的加速、减速与停车操作，以保证电梯的平稳运行。决策层根据不同运行状况动态调整电梯的控制策略，确保安全性与舒适性。执行层负责执行决策层下达的控制指令，进行实际操作，如电机启动、门控开关等。根据实验数据，PID 控制算法有效减少了电梯的震动，提升了乘客舒适度，冲击力降低了25% 。此外，系统具备故障自恢复机制，在出现系统异常时自动调整运行模式，确保电梯的持续安全运行。

3.2 多梯协同与调度优化

多梯协同调度优化技术通过集群调度策略 优化电梯的响应路径和楼层调用顺序，提升系统的响应效率。采用 SCAN、LOOK 以及 AI 预测调度算 位置和呼叫楼层优化调度路径，减少响应时间。AI 预测调度则根据 高调度精度。通过这一技术，电梯的响应效率提高了 15% 。在高峰期 确保快速响应；而在低峰时，系统则切换为节能模式，降低能耗并减少设备磨损。 多 的负载平衡，延长设备使用寿命，提高了系统的整体效率。

3.3 故障处理与应急响应机制

电梯故障处理分为四个阶段：故障识别、故障定位、隔离与恢复。在故障识别阶段，系统通过实时监控数据检测到异常，如轿厢振动或门控卡滞等。识别后，系统快速定位故障来源，并对其进行隔离，避免故障蔓延影响其他电梯。恢复阶段，电梯通过自恢复机制重新调节运行状态，确保恢复正常操作。研究表明，采用此故障处理流程后，电梯故障修复时间减少 30% 。 应急响应机制支持自动广播报警、轿厢定位以及远程开门等功能。特别在火灾、地震等紧急情况下，电梯会自动返回安全楼层并断电保护，保障乘客的安全。同时，故障信息通过远程平台同步给维保人员，便于实时远程诊断与处理，提高响应效率。

3.4 法规标准与合规性保障

电梯控制系统必须严格遵守相关法规和标准，确保设计、安装及运行符合安全要求。控制策略设计需符合《特种设备安全法》以及《GB/T 10058-2009》等国家标准， 以保障电梯在运行过程中的安全性与合规性。此外，数据采集与处理需符合《个人信息保护法》和 《网络安 》的要求，保障乘客隐私与数据安全。系统还需通过第三方检测认证，确保符合所 关数 经过第三方检测认证的电梯系统合格率超过 98% ，保证了其设计、安装、运行等环节 合规性保障还包括日志记录与审计追踪功能，确保电梯运行过程可追溯，进一步提高电梯系统的透明度与可管理性，为安全保障提供全面支持。

第四章结论

电梯安全信号识别与控制策略是确保电梯安全运行的核心技术。通过引入非侵入式传感器部署、智能信号融合算法和多层次控制策略，电梯系统 够实 和高效的故障处理。未来，随着人工智能、边缘计算和5G 技术的进一步发展， 平的智能化与自动化。这些技术不仅能够提升电梯运行的安全性和稳定性，也为老旧电梯的智能化改造提供了宝贵参考，推动城市垂直交通的高效、安全运行。

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