一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法

摘要

本发明公开了一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法，具体包括：S1、构建电梯安全性评估指标体系；S2、基于层次分析法和熵值法分别确定主观权重ω”和客观权重ω'j，从而确定综合权重W；S3、建立模糊综合评价模型，从而确定评价矩阵R和评价集U，并基于评价矩阵R、评价集U以及综合权重W确定综合评估分值F；S4、基于综合评估分值F与评价集U的对应分值，评估电梯运行状态；通过层次分析法AHP和熵值法相结合的赋权方法，并与模糊综合分析法相配合，对电梯运行状态进行综合的安全评估，真实的反应电梯运行状态。

说明书

技术领域

本发明涉及一种乘客电梯安全设备技术领域，尤其是涉及一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高和城镇化的不断推进，电梯成为人们生活生产中接触最多、使用最频繁的特种设备之一，然而随着越来越多的电梯投入生产和生活的使用中，电梯的安全性成为民众讨论的热点、社会关注的焦点、政府监管的重点。目前，电梯安全指标信息大多数来自维护人员的人工统计、安全规范标准的概述和安全评估模型的分析。对于电梯而言，由于指标因素众多，很难在建立安全评价指标体系时，同时满足指标体系建立的完备性、科学性和可行性。

传统的安全性评估是在有经验的现场操作人员和专家意见的基础上进行打分评判，这种方法的准确性具有很大的局限，并且依靠个人经验进行评判，主观性过强。目前，各种先进的定性和定量综合评估方法已经得到广泛应用和发展。但是这些方法仍存在不足之处，定性评价方法具有评价精度较低、主观随意性较大；定量评价方法对数据资料的完整性要求较高，针对复杂系统实现难度较高。

发明内容

本发明为了克服目前电梯安全评估方法存在的不足，提供了一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法，将主观赋权和客观赋权相结合，基于层次分析法和熵值法相结合的赋权方法，对电梯运行状态做出综合评判和决策。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出的一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法，具体包括：S1、构建电梯安全性评估指标体系；S2、基于层次分析法和熵值法分别确定主观权重ω”和客观权重ω'

进一步的，步骤S1具体包括：S11、选取若干个电梯运行性能指标作为评估指标；S12、将评估指标分为若干个层次，建立层次结构模型。

选取电梯运行性能指标的原则是选取尽可能少的，并且对电梯运行影响重要的指标作为评估指标。

进一步的，所述评估指标至少包括速度曲线、振动加速度和振动信号能量分布，所述速度曲线包括速度曲线变异度、X轴振动峰峰值、Y轴振动峰峰值和Z轴振动峰峰值，所述振动加速度包括X轴振动均方根、Y轴振动均方根和Z轴振动均方根，所述振动信号能量分布包括Z轴振动小波包能量熵。

建立的评估指标第二层是速度曲线、振动加速度和振动信号能量分布，第三层为速度曲线变异度、X轴振动峰峰值、Y轴振动峰峰值、Z轴振动峰峰值、X轴振动均方根、Y轴振动均方根、Z轴振动均方根和Z轴振动小波包能量熵。

进一步的，步骤S2中基于熵值法确定客观权重具体包括：S211、取n个电梯运行性能指标为X＝{X

进一步的，步骤S2中基于层次分析法确定主观权重具体包括：S221、基于层次标度法的标度原则，得到各电梯运行性能指标的标度值；S222、基于电梯安全性评估指标体系,构建判断矩阵A＝(a

进一步的，步骤S2中基于主观权重和客观权重确定综合权重具体包括：主观权重和客观权重通过线性组合方式结合获得综合权重，W＝αω'

主观权重和客观权重同样重要，线性系数α＝0.5，则W＝0.5ω'

进一步的，步骤S3具体包括：S31，建立电梯运行性能指标集V＝{V

本发明的有益效果是：

1、采用层次分析法AHP和熵值法相结合的赋权方法，并与模糊综合分析法相配合，对电梯运行状态进行综合性的安全评估，较为真实的反应电梯实际运行状态。

2、构建电梯安全性评估指标体系选用了尽可能少的对电梯运行影响较大的重要指标，降低了电梯安全评估的难度。

3、具有普适性，可运用到无法提供足够多信息的电梯进行安全评估。

附图说明

图1为本发明实施例的一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法流程示意图；

图2为本发明实施例的一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法子流程示意图；

图3为本发明实施例的一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法的电梯安全运行性能指标层次图。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例所述的一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法具体包括：S1、构建电梯安全性评估指标体系；S2、基于层次分析法和熵值法分别确定主观权重ω”和客观权重ω'

下面结合图2和图3对本发明一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法的步骤逐一描述。如图2所示，为本发明一种基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法包括的各个子步骤流程图。

步骤S1具体包括：S11、选取影响电梯性能的若干个电梯运行性能指标作为评估指标；S12、将评估指标分为若干个层次，建立层次结构模型。建立的电梯安全性评估指标体系如图3所示，在本实施例中，选用了8个电梯运行性能指标作为评估指标，并分为3个层次。在对电梯安全运行性能指标评价时尽量选取少的重要指标用于实际评估。第二层次的评估指标包括速度曲线、振动加速度和振动信号能量分布，第三层次的电梯运行性能指标包括速度曲线变异度C1、X轴振动峰峰值C2、Y轴振动峰峰值C3、Z轴振动峰峰值C4、X轴振动均方根C5、Y轴振动均方根C6、Z轴振动均方根C7和Z轴振动小波包能量熵C8。

步骤S2具体包括：基于层次分析法和熵值法分别确定主观权重ω”和客观权重ω'

其中，基于熵值法确定客观权重具体包括：S211，取n个电梯运行性能指标，并对每个电梯运行性能指标进行m次采样。在本实施例中，从所选的年检电梯里，选取三个样本作为采样样本。选用8个电梯运行性能指标，对每个电梯运行性能指标在三个样本中进行7次采样。其中样本数据选用同类型的但不同年限的电梯的运行性能指标样本数据，样本电梯运行状态可以根据历史维修记录和日常运行状态判断其性能状态。

S212，基于样本S以及标准化样本数据数据得到无量纲化的数据矩阵B＝(b

S213，从而得到每一个电梯运行性能指标的信息熵值：

S214，得到客观权重ω'＝(0.0806,0.0958,0.0992,0.3942,0.0808,0.0730,0.1003,0.0762)。

基于层次分析法(AHP)确定主观权重具体包括：

S221、基于层次标度法的标度原则，得到各电梯运行性能指标的标度值，标度原则如下表所示。

其中，A、B分别指的是电梯安全性评估指标体系中的两个电梯运行性能指标相对于上一层指标的重要程度，以速度曲线为例，X轴振动峰峰值对于速度曲线的重要程度即为A，Y轴振动峰峰值对于速度曲线的重要程度即为B。

S222、基于电梯安全性评估指标体系,构建判断矩阵A＝(a

在发明的实施例中，基于图2所示的电梯安全性评估指标体系构建判断矩阵

S223、基于公式AX＝λX，得到最大的特征值λ

S224、进行一致性校验，若随机一致性比率

S225、对最大特征向量进行归一化处理，得到主观权重向量ω”＝(ω”

在本实施例中，其对应的特征向量，进行归一化后即获得电梯运行性能指标的主观权重向量ω”＝(0.0991，0.1715,0.1715,0.0991,0.1303,0.1303,0.0991,0.0991)。

将得到的主权权重和客观权重通过线性组合方式获得综合权重。根据客观赋权和主观赋权有着各自的优点和缺点，因此将得到的主观权重和客观权重通过线性组合方式结合在一起，获得最终的综合权数，其线性关系为：ω

步骤S3包括：建立模糊综合评价模型，从而确定评价矩阵R和评价集U，并基于评价矩阵、评价集以及综合权重确定综合评估分值F。具体的，S31，建立电梯运行性能指标集V＝{V

S32，基于电梯运行的安全状况分析，确定评定标准，并基于评定标准建立评价集U、确定评定标准的对应的评估分，以及，得到对应评定标准的加权向量M。

根据电梯运行的安全状况分析，将评定标准分为五种类别，相应的评价集为U＝{U

S33，基于对电梯运行性能指标V1-Vn的专家评价，确定各个电梯运行性能指标对评价集U的隶属程度r

S34,基于单个电梯运行性能指标得到模糊评价矩阵

在本发明实施例中，组织10名评估人员按照国标GB-T20900文件对某一年限电梯进行实际安全状况等级评估，得到一级指标各评价因素的模糊评价矩阵

在本发明的一个实施例中，得到总体安全评估矩阵B＝WR＝[0.1943 0.26570.3790 0.1629 0.0689]，根据评估等级对应的分值，可得到不同评估等级对应分值的加权向量M＝(100 85 60 40 20)。从而得到总目标层的综合评估分值为F＝BM

选用使用年限为2、3、7、12年的同型号电梯进行验证，由于不同年限的同一型号电梯其运行状态不一样，一般年限越久的电梯性能越差。电梯运行状态可以根据历史维修记录和日常运行状态判断其性能状态。采集不同电梯的数据，通过本发明实施例中所述的基于组合赋权模糊综合评价的电梯安全评估方法，得到的电梯运行状态的结论与实际情况一致，因此可将本发明所述的电梯安全评估方法运用到没有足够多信息的电梯进行安全评估。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。