“要让电梯更安全、更舒适、更智能”

近日，天津大学机械学院2015级工程博士王琪冰参与的森赫电梯“河南林州天平山——悬崖上的电梯”重点项目荣获由世界电梯杂志《电梯世界》主办评选的第十七届“2016年度电梯世界工程奖”三等奖。“电梯世界工程奖”，是电梯行业内的最高奖项，被选出的项目都是代表全球电梯领域的经典之作。作为全球电梯行业中的最高奖项，王琪冰获得的此奖项也是本年度唯一一名获得此项荣誉的中国大陆高校的研究生。

王琪冰本科就读于北京师范大学汉语言文学专业，谈起当时转战机械工程研究方面的经历，他也有些无奈：“大学生刚进企业不会让你直接进办公室，而要放到一线去磨练。既然是去生产研究一线，就要和一些机械、技术打交道，那就只能重新学过啊。”王琪冰解释，“那时候最苦恼的就是那些设计图纸，很难理解，只能厚着脸皮多问问工程师，才能有些进展。”而这之后，才有了他不断求学、四处交流的科研经历。

王琪冰在天津大学攻读工程博士期间，在博导冷永刚教授的指导下围绕“基于极端条件下高性能大型乘客电梯设计及产业化研究”科研项目展开了一系列的创新性研究工作。这次获奖的项目“河南林州天平山——悬崖上的电梯”，就充分展示了王琪冰在这方面的研究成果。

电梯作为天平山景区交通的全新体验，它的建成也对景区的客流量起着科学的调配作用。但是作为一个完全裸露在野外的电梯，不仅极端天气、峡谷的湿气对于电梯设计有极大挑战，还有极具挑战的120米的提升高度，这些都导致电梯设计时，在安全检测方面有高要求，也有高难度。王琪冰参与的项目不仅克服了这些难题，而且还让电梯“更安全、更舒适、更智能”。

电梯曳引绳通常使用钢丝绳，其状态直接影响到电梯的安全运行。由于曳引绳工作时一直处于与电梯绳轮绷紧摩擦的状态，因此不可避免地将存在断裂的隐患。在曳引绳断裂之前，通常会出现不同程度的毛刺现象。如能检测到曳引绳的毛刺情况，便可获悉曳引绳的安全性。针对全球范围内电梯曳引绳磨损状态还依赖于人为定期维护观察，尚未实现曳引绳磨损状态的实时监控监测，较细的毛刺故障难以检测的难题，王琪冰和他的团队提出了曳引绳智能隐患预警技术，开发了基于高精度激光检测技术的曳引绳断裂安全隐患自动检测与报警系统。该系统应用高精度激光检测设备，在曳引绳升降过程中利用激光照射扫描曳引绳各区域，当曳引绳上出现初期丝状毛刺时，图像采集屏将接收衍射图案，后台处理器将持续比较图像采集屏获取的图案信息，当系统判断曳引绳出现毛刺时，将自动通过隐患报警指示灯发出隐患警报，毛刺检测分辨率达到300微米，从而实现了电梯曳引绳断裂安全隐患的自动检测与报警。“也就是说，我坐在办公室就能知道电梯现在的安全情况。”王琪冰解释。

王琪冰和他的团队在项目中改进了传统的电梯限速器，设计了一种绳轮制动器，实现了当电梯意外移动时，对系统进行保护，触发双向安全钳动作，将电梯停留在电梯导轨上的功能。电梯限速器系统，是在电梯发生超速和断绳时起保护作用的安全装置。传统的限速器，其侧板上没有任何附加部件，不具备使电梯意外移动的情况下立即停止的可能。经他们改进后的绳轮制动器的研发则填补了目前电梯缺少防意外制动装置的空白，实现了意外事故时轿厢及时准确的制动。“像最近发生的一些电梯停不到位，或者是意外移动导致的事故，都是因为没有防止轿厢意外移动的装置。”王琪冰介绍， “这种装置对于电梯安全其实非常重要！我们国家今年刚通过发布的《电梯制造与安装安全规范》中就新增了这个关于防止轿厢意外移动的要求。”

王琪冰团队还开发了电子式轿厢智能减震技术，通过在轿厢的底面上设置减震地板，并在减震地板和轿厢的底面之间设置阻尼减震单元，以动态力实时补偿方式抵消震动过程中速度变化产生的不适感，提供实时匹配的缓冲力，最大振幅降低60%，其缓冲效果相对弹簧减震高很多，乘客的舒适度也极大地得到了提高。此外，他们还开发了基于智能物联网与云计算技术开发的电梯远程监控云服务平台,实现了移动终端与云端中央监控中心对电梯运行关键数据的同步显示，工作人员可随时随地获取所需的电梯实时运行数据。基于电梯远程监控数据，王琪冰团队的项目还实现了电梯故障智能预警功能。通过在软件平台人为预设各类关键数据的故障阈值，采用云端巡检方式不间断监控和对比相关数据，当所采集的数据突破预设的故障阈值时，系统可自动向多渠道（云端维保中心，维保人员移动终端APP等）发送电梯维修预警信息。预警信息以故障信息包的方式显示，包括了故障电梯编号、故障类型、故障楼层等重要信息，方便维修人员开展后续维修工作。

“在做这个项目的时候，我们先实地考察了半年，设计方案用了两年，之后还有不断地重复实验过程。”王琪冰说，“在做曳引绳的拉力破坏实验时，因为不同型号的钢丝绳，它的毛刺状况、磨损情况，以及激光用什么角度检测等等，都需要我们一点一点的去试验、调试。”王琪冰坦言:“相当磨人，大家都是在不断地试验以保证它是准确无误的。必须要说，团队的协作、相互支撑是我们最终能够成功的关键。最后能获得这个奖，以及得到检测中心的认可，大家都非常的高兴，证明之前的所有努力都没有白费。”

森赫电梯股份有限公司已将项目相关技术成果成功应用于GRPS系列乘客电梯产品。该技术投入市场以来，为企业带来了良好的经济效益与社会效益，近3年直接经济效益9.6亿元，利润1亿元，实现了代替国外同类产品的目标，被科技部授予国家火炬计划产业化示范项目。

而对于未来，王琪冰表示，明年5月，他将会申请到英国利物浦大学深造，在有关智能化技术方面进行学习交流，希望把一些国外先进的新技术引入到国内，使国内电梯行业更好地发展。同时，他也会申请2017年的国家项目，继续研发电梯新技术，攻克新难关。（中国日报天津记者站）