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摘 要 电梯控制系统故障的诊断是确保电梯安全性的重要保障方法之一。基于对有限状态机本质及其原理的分析与理解，文章提出将有限状态机作为电梯控制系统诊断的一种方法。该方法有效的将电梯控制系统的各个状态进行存储，通过对电梯控制系统的各个状态的分析，判断电梯控制系统不同的故障情况，并对电梯控制系统进行实时监控，以确保其正常运行，避免事故发生。
关键词 有限状态机；电梯控制系统；故障诊断
中图分类号：TP306 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0056-01
当今社会，科技发展日新月异并逐步渗透、影响着人类的工作和生活方式。电梯在人类的日常生活中逐渐成为不可或缺的重要部分，同时电梯安全也成为人类所关注的主要安全问题之一。而维护电梯安全保障的重要手段就是对电梯控制系统系统故障诊断的方法。如何对电梯控制系统障碍进行准确无误的诊断即成为了人类需要面对的课题之一。
1 电梯安全现状与故障诊断现有方法
1.1 电梯安全现状
当今社会，城市的现代化发展进程在不断的加速，电梯逐渐成为人类日常生活中不可或缺的重要部分。与其他现代化交通工具或运载工具相比，作为特种设备的电梯的安全问题同样与人类的生命和财产安全息息相关、密不可分。尽管随着科技的不断进步，电梯的可靠性得到了很大的提升，但是电梯安全事故仍旧时有发生。例如，2013年5月14日，红庙坡祥福家园小区发生电梯坠亡事故，一女士在电梯未到达的情况下迈进电梯门，顺着电梯井从15层跌落，当场身亡[2]。又例如，厦门仅在2014年7月8号一天就发生了11起被困电梯的事件，30余人被困于电梯之中。以上案例说明，尽管现代电梯的可靠性因科技进步而有所提升，却仍旧不可避免如电梯夹人、蹲底、冲顶等事故的发生。针对各类电梯安全事故的发生，相关人士将出现类似事故的原因总结为电梯控制系统障碍，通常表现为自动门、电气原件、电磁干扰等方面的问题。这些问题的存在直接关系到电梯是否按照正常程序进行相应的运行活动。由此可见，对于电梯控制系统故障的检测和诊断问题是确保电梯安全性的有效途径之一。
1.2 电梯故障诊断的现有方法
1）专家系统分析法。所谓专家系统故障诊断分析法，即指检测系统中实现录入专家经验，在对电梯控制系统进行故障检测的过程中，利用计算机技术进行对电梯控制系统信息的采集，进而进行一系列的推理，明确电梯故障所在。就专家系统分析法而言，这样的障碍诊断方法首先要依靠和依赖专家的经验，而专家的经验又具有有限性，同时这些专家的经验也并未做到实时更新，不具有时效性。因此一些不常出现的或者第一次出现的电梯故障问题并不能及时被诊断系统发现，或者在障碍的诊断过程中出现误判等严重问题，影响电梯的安全运行工作。
2）故障树故障诊断分析法。故障树故障诊断分析法师，指将电梯系统故障的形成原因按照框架理论，由整体到部分进行树枝状逐级细化的进行分析活动而形成的具有动态性质的诊断分析系统，对于电梯故障的产生原因、发生概率及影响具有概括分析的作用[2]。然而，当电梯出现的障碍问题没有被实现归纳到故障树系统中，故障树诊断分析法就没有办法及时、准确的对电梯故障进行诊断，从而使电梯安全无法得到确切的保障。
然而，以上两种方法主要针对电梯故障中的硬故障进行了检测，忽略了软故障对于电梯安全的严重影响，这些软故障受到天气、环境、设备老化等原因的影响，其故障表现具有瞬间性的特点，即电梯障碍于瞬间发生又于瞬间消失。这种具有瞬间性的软故障与硬故障相比更难察觉、诊断，危害性更大。如何对软故障进行准确的诊断是电梯安全现如今面临的严峻问题。
2 有限状态机的概念界定和原理分析
有限状态机（FSM），又称有限状态自动机，是表现有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型[1]。有限状态机的运作原理在于储存与过去相关的状态与信息，也就是说，这个数学模型所反映的中心内容是整个系统从开始到现在时刻的输入变化。具体的讲，在有限状态机中进入动作就是在进入状态时进行的，退出动作是指退出状态时所进行耳朵[1]。与此同时，在有限状态机对状态进行存储时，要依赖当前状态和输入条件进行动作的输入，同时在进行特定转移时进行转移动作[1]。换句话说，有限状态机是一种十分重要的具有时序性的数学模型和函数关系，它通过字符或数字的表现形式对于事物的不同状态和动作进行记录和储存，并依据一定的逻辑关系表现出来。因此有学者认为，有限状态机是逻辑序列和状态存储器的叠加组合[1]。
正是依据有限状态机的概念定义和科学原理，有限状态机被广泛应用于各个领域，其最早被运用于计算机信息科学中，科学家以有限状态机的形式对于二进制的计算机语言进行富有逻辑性的总结和表达，从而促进了计算机科学的进一步发展。
3 基于有限状态机的电梯控制系统故障诊断方法
通过对有限状态机概念界定和原理进行理解和分析，专家、学者将有限状态机的特点总结为具有以一个状态作为系统的开始状态，通过有限个状态对不同的状态来对不同的意义进行表达，并用相应的字符串表现出来[1]。基于有限状态机的这一特点，专家建立了新的电梯控制系统故障检测的方法，即有限状态机故障诊断方法。
1）创建一个有限状态机模型。这要求相关人员以正在正常运转的无故障电梯为参照物，以进行有限状态机模型的建造。并对这个关于电梯控制系统障碍诊断的有限状态机模型分别对电梯控制系统的几个状态、动作信息进行录入，即包括电梯系统的开关量、模拟量、上升状态、停止状态等，同时所录入内容可以详尽到上升开门状态、上升关门状态、下降开门状态和下降关门状态等。对于电梯控制系统中状态的划分和录入越详细越有利于日后对于电梯控制系统故障的诊断活动[3]。
2）在有限状态机成功录入正常运转中电梯的控制系统的各个状态、动作之后，生成该系统特有的有限状态机模型，即有关于电梯控制系统各个状态、指标的数学模型和函数关系。正常运转中电梯的各个动作与状态依靠数学模型和函数关系进行表达。也就是说，数学模型和函数关系的确定更有助于直观的对电梯控制系统障碍进行判断和分析。
3）将建立好的有限状态机与电梯实体机相结合，即将数学模型和函数关系具体应用于对其他相同类型电梯控制系统的监督与检查工作中，也就是在电梯实体的运行过程中，相关的工作人员将电梯在运行工作中呈现的各个状态、所得数据等和有限状态机模型内录入的同类电梯耳朵各个不同状态中所得的函数关系，字符串等进行对比，从而对电梯控制系统是否出现故障进行推理、判断，同时，以事先录入有限状态机中正常无障碍的电梯控制系统的数据作为电梯维修工作的参照，并依照该有限状态机中的相关数据进行电梯控制系统的维修和日常维护，以确保电梯的正常运行。
4 结论
综上所述，基于有限状态机的故障诊断方法，是对电梯控制系统进行了合理的监控，以正常运行中的电梯为参照物进行有限状态机模型的建立，并确定相关的数学模型和函数关系，从而进行电梯控制系统障碍诊断。该方法是对于之前各种诊断分析方法的一种完善行为，同时该方法的出现也为电梯安全的维护作出了贡献，为我国特种设备的维护、维修工作提供了良好的启示。
参考文献
[1]谭同超.有限状态机及其应用[D].华南理工大学，2013.
[2]马永芳.电梯故障诊断系统的构架设计和算法研究[D].华东理工大学，2011.
[3]刘勤.电梯控制策略的研究[D].苏州大学，2010.
关键词 有限状态机；电梯控制系统；故障诊断
中图分类号：TP306 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0056-01
当今社会，科技发展日新月异并逐步渗透、影响着人类的工作和生活方式。电梯在人类的日常生活中逐渐成为不可或缺的重要部分，同时电梯安全也成为人类所关注的主要安全问题之一。而维护电梯安全保障的重要手段就是对电梯控制系统系统故障诊断的方法。如何对电梯控制系统障碍进行准确无误的诊断即成为了人类需要面对的课题之一。
1 电梯安全现状与故障诊断现有方法
1.1 电梯安全现状
当今社会，城市的现代化发展进程在不断的加速，电梯逐渐成为人类日常生活中不可或缺的重要部分。与其他现代化交通工具或运载工具相比，作为特种设备的电梯的安全问题同样与人类的生命和财产安全息息相关、密不可分。尽管随着科技的不断进步，电梯的可靠性得到了很大的提升，但是电梯安全事故仍旧时有发生。例如，2013年5月14日，红庙坡祥福家园小区发生电梯坠亡事故，一女士在电梯未到达的情况下迈进电梯门，顺着电梯井从15层跌落，当场身亡[2]。又例如，厦门仅在2014年7月8号一天就发生了11起被困电梯的事件，30余人被困于电梯之中。以上案例说明，尽管现代电梯的可靠性因科技进步而有所提升，却仍旧不可避免如电梯夹人、蹲底、冲顶等事故的发生。针对各类电梯安全事故的发生，相关人士将出现类似事故的原因总结为电梯控制系统障碍，通常表现为自动门、电气原件、电磁干扰等方面的问题。这些问题的存在直接关系到电梯是否按照正常程序进行相应的运行活动。由此可见，对于电梯控制系统故障的检测和诊断问题是确保电梯安全性的有效途径之一。
1.2 电梯故障诊断的现有方法
1）专家系统分析法。所谓专家系统故障诊断分析法，即指检测系统中实现录入专家经验，在对电梯控制系统进行故障检测的过程中，利用计算机技术进行对电梯控制系统信息的采集，进而进行一系列的推理，明确电梯故障所在。就专家系统分析法而言，这样的障碍诊断方法首先要依靠和依赖专家的经验，而专家的经验又具有有限性，同时这些专家的经验也并未做到实时更新，不具有时效性。因此一些不常出现的或者第一次出现的电梯故障问题并不能及时被诊断系统发现，或者在障碍的诊断过程中出现误判等严重问题，影响电梯的安全运行工作。
2）故障树故障诊断分析法。故障树故障诊断分析法师，指将电梯系统故障的形成原因按照框架理论，由整体到部分进行树枝状逐级细化的进行分析活动而形成的具有动态性质的诊断分析系统，对于电梯故障的产生原因、发生概率及影响具有概括分析的作用[2]。然而，当电梯出现的障碍问题没有被实现归纳到故障树系统中，故障树诊断分析法就没有办法及时、准确的对电梯故障进行诊断，从而使电梯安全无法得到确切的保障。
然而，以上两种方法主要针对电梯故障中的硬故障进行了检测，忽略了软故障对于电梯安全的严重影响，这些软故障受到天气、环境、设备老化等原因的影响，其故障表现具有瞬间性的特点，即电梯障碍于瞬间发生又于瞬间消失。这种具有瞬间性的软故障与硬故障相比更难察觉、诊断，危害性更大。如何对软故障进行准确的诊断是电梯安全现如今面临的严峻问题。
2 有限状态机的概念界定和原理分析
有限状态机（FSM），又称有限状态自动机，是表现有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型[1]。有限状态机的运作原理在于储存与过去相关的状态与信息，也就是说，这个数学模型所反映的中心内容是整个系统从开始到现在时刻的输入变化。具体的讲，在有限状态机中进入动作就是在进入状态时进行的，退出动作是指退出状态时所进行耳朵[1]。与此同时，在有限状态机对状态进行存储时，要依赖当前状态和输入条件进行动作的输入，同时在进行特定转移时进行转移动作[1]。换句话说，有限状态机是一种十分重要的具有时序性的数学模型和函数关系，它通过字符或数字的表现形式对于事物的不同状态和动作进行记录和储存，并依据一定的逻辑关系表现出来。因此有学者认为，有限状态机是逻辑序列和状态存储器的叠加组合[1]。
正是依据有限状态机的概念定义和科学原理，有限状态机被广泛应用于各个领域，其最早被运用于计算机信息科学中，科学家以有限状态机的形式对于二进制的计算机语言进行富有逻辑性的总结和表达，从而促进了计算机科学的进一步发展。
3 基于有限状态机的电梯控制系统故障诊断方法
通过对有限状态机概念界定和原理进行理解和分析，专家、学者将有限状态机的特点总结为具有以一个状态作为系统的开始状态，通过有限个状态对不同的状态来对不同的意义进行表达，并用相应的字符串表现出来[1]。基于有限状态机的这一特点，专家建立了新的电梯控制系统故障检测的方法，即有限状态机故障诊断方法。
1）创建一个有限状态机模型。这要求相关人员以正在正常运转的无故障电梯为参照物，以进行有限状态机模型的建造。并对这个关于电梯控制系统障碍诊断的有限状态机模型分别对电梯控制系统的几个状态、动作信息进行录入，即包括电梯系统的开关量、模拟量、上升状态、停止状态等，同时所录入内容可以详尽到上升开门状态、上升关门状态、下降开门状态和下降关门状态等。对于电梯控制系统中状态的划分和录入越详细越有利于日后对于电梯控制系统故障的诊断活动[3]。
2）在有限状态机成功录入正常运转中电梯的控制系统的各个状态、动作之后，生成该系统特有的有限状态机模型，即有关于电梯控制系统各个状态、指标的数学模型和函数关系。正常运转中电梯的各个动作与状态依靠数学模型和函数关系进行表达。也就是说，数学模型和函数关系的确定更有助于直观的对电梯控制系统障碍进行判断和分析。
3）将建立好的有限状态机与电梯实体机相结合，即将数学模型和函数关系具体应用于对其他相同类型电梯控制系统的监督与检查工作中，也就是在电梯实体的运行过程中，相关的工作人员将电梯在运行工作中呈现的各个状态、所得数据等和有限状态机模型内录入的同类电梯耳朵各个不同状态中所得的函数关系，字符串等进行对比，从而对电梯控制系统是否出现故障进行推理、判断，同时，以事先录入有限状态机中正常无障碍的电梯控制系统的数据作为电梯维修工作的参照，并依照该有限状态机中的相关数据进行电梯控制系统的维修和日常维护，以确保电梯的正常运行。
4 结论
综上所述，基于有限状态机的故障诊断方法，是对电梯控制系统进行了合理的监控，以正常运行中的电梯为参照物进行有限状态机模型的建立，并确定相关的数学模型和函数关系，从而进行电梯控制系统障碍诊断。该方法是对于之前各种诊断分析方法的一种完善行为，同时该方法的出现也为电梯安全的维护作出了贡献，为我国特种设备的维护、维修工作提供了良好的启示。
参考文献
[1]谭同超.有限状态机及其应用[D].华南理工大学，2013.
[2]马永芳.电梯故障诊断系统的构架设计和算法研究[D].华东理工大学，2011.
[3]刘勤.电梯控制策略的研究[D].苏州大学，2010.