IC卡系統用于電梯的安全問題分析

文章出處：http://5052h112.com 作者：毛欣航，周馮   人氣： 發表時間：2011年10月09日

    概述

    電梯IC卡控制功能，通過對持有IC卡乘客的身份認證來控制或限制電梯的使用，為中高層建筑增添了垂直通道的安全屏障。電梯IC卡控制功能不僅可以單獨安裝在電梯上，也可以與大樓的IC卡門禁系統配合使用，組成雙重安防系統，大大增加了中高層建筑的安全性，已經越來越得到建筑管理者的重視和采用。

    對于出廠的電梯要在現場加裝IC卡系統，由于改動了原有電梯設備的電氣線路，改變了電梯原有的操作和運行模式，按照國標《國質檢鍋[2003]251號 機電類特種設備安裝改造維修許可規則（試行）》附件五"電梯施工類別劃分表"指出，加裝IC卡系統歸屬為電梯改造施工。IC卡技術的成熟加快了日趨廣泛的應用，針對近年來IC卡系統用于電梯的需求日益增加，電梯加裝IC卡系統對于電梯改造施工安全和使用安全帶來了相應的影響，2009年12月召開的第四屆特種設備安全技術委員會電梯分委會第二次會議再次明確了電梯加裝IC卡系統施工屬于電梯改造的范圍，應按照有關電梯改造的國家相關法規進行管理。

    電梯加裝IC卡系統涉及的國家強制標準和法規管理

    需要特別指出的是，電梯是專管的特種設備，不同于普通的機電或電子產品。電梯產品的制造和安裝須依照強制性國家標準《GB7588-2003 電梯制造與安裝安全規范》。而且，還要由國家質量監督檢驗檢疫總局核準的特種設備檢驗檢測機構按照以上標準實施對口的專業管理和強制檢驗。

    為了確保國家標準能夠得以有效實施，不僅所有型號的電梯，要取得國家型式試驗認證，新交付的電梯，也要經過國家質量監督檢驗檢疫總局下屬的各地分支機構進行安全檢測后，才能夠交付使用。對已使用的電梯，還必須由國家質量監督檢驗檢疫總局核準的特種設備檢驗檢測機構以每年一次進行安全檢測后，才能夠繼續使用，以確保電梯乘客的安全。

    為此，國務院和國家質量監督檢驗檢疫總局專門頒布了一系例相關的實施條例：如《國務院令第373號 特種設備安全監察條例》、《TSG T7001-2009 電梯監督檢驗和定期檢驗規則-曳引與強制驅動電梯》、《國質檢鍋[2003]251號 機電類特種設備安裝改造維修許可規則（試行）》。這些條例不僅對電梯整機和部件制造廠家的產品認證提出了明確的要求，還對電梯的安裝、維修、改造和保養作業進行了明確的規定。

    其中，與電梯施工過程作業相關的典型條款有：

    1）"凡從事電梯、起重機械、客運索道和大型游樂設施等機電類特種設備（以下統稱機電類特種設備）安裝、改造、維修和日常維護保養的單位（以下統稱施工單位），必須取得《特種設備安裝改造維修許可證》（以下簡稱《許可證》），并在許可的范圍內從事相應工作。電梯日常維護保養單位必須取得電梯維修的資格許可。"（《國質檢鍋[2003]251號 機電類特種設備安裝改造維修許可規則（試行）》 第一章 第二條）；

    2）"實施電梯安裝、改造或者重大維修的施工單位（以下簡稱施工單位）應當在按規定履行告知后、開始施工前（不包括設備開箱、現場勘測等準備工作），向規定的檢測機構申請監督檢驗。"（《TSG T7001-2009 電梯監督檢驗和定期檢驗規則-曳引與強制驅動電梯》 第五條）；

    3）"電梯安裝、改造、維修，必須由電梯制造單位或者其通過合同委托、同意的取得本規則許可的施工單位進行。"（《國質檢鍋[2003]251號 機電類特種設備安裝改造維修許可規則（試行） 第五章 第二十三條之（一））；

    4）"鍋爐、壓力容器、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施、場（廠）內專用機動車輛的作業人員及其相關管理人員（以下統稱特種設備作業人員），應當按照國家有關規定經特種設備安全監督管理部門考核合格，取得國家統一格式的特種作業人員證書，方可從事相應的作業或者管理工作。"（《國務院令第373號 特種設備安全監察條例》 第三十八條）

    其中，與電梯使用單位相關的典型條款有：電梯使用單位應當在安全檢驗標志所標注的下次檢驗日期屆滿前1個月，向規定的檢驗機構申請定期檢驗。"（《TSG T7001-2009 電梯監督檢驗和定期檢驗規則-曳引與強制驅動電梯》 第五條）。

    總而言之，電梯工程作業實施前，要向當地質量技術監督局備案報批，電梯的工程作業人員要具備電梯設備特種作業的資質，電梯工程作業實施后，要報質量技術監督局進行檢測，取得電梯安全使用合格證后，才能投入使用。在用的電梯，每年要報質量技術監督局實施年度安全檢測。

    電梯加裝IC卡系統的安全問題分析

    這里就目前在電梯上實現IC卡功能的實際事例，針對現狀從工程施工方面存在的安全隱患提出筆者自己的見解，以期與大家共同探討相應的對策。

    電梯IC卡系統介紹

    與普通IC卡系統一樣，電梯IC卡系統，也有IC卡的發行、授權、注銷以及按身份和權限進行的操控。電梯作為垂直運輸工具，其IC卡應用的特點是，在電梯轎廂內設置讀卡器，對操縱箱的樓層按鈕進行權限控制。由于電梯轎廂是處于運動狀態，IC卡系統的通訊、控制、供電都受到了一定的限制。

    鑒于電梯轎廂是運動部件，從安裝的便利性考慮，一般弱電公司都將IC卡控制器放置在電梯轎廂頂部，并設法從電梯取得AC220V電源。如果控制器放置在其他位置，如電梯機房，將會大大增加控制器與讀卡器間的布線難度。

    為了進行在線的發卡和權限注銷作業，還需要將控制器與物業中心發卡電腦進行聯網，這就使得控制器的安裝位置選擇處于兩難處境，即無論是選在轎頂還是機房，均存在布線的困難。

    實施情況分析

    目前的電梯IC卡系統工程實施主要由專業電梯安裝公司或弱電公司承擔。對于由專業電梯安裝公司實施的系統，基本都是由電梯制造企業按電梯的制造標準要求進行設計制造并實施。對于由弱電公司實施的系統，全部都是采用點對點方式進行電梯召喚按鈕線路的改造進行系統設計和實施。由于電梯是特種設備，線路的接入和改造比一般的弱電系統要求更加嚴格，因此這里主要就由弱電公司設計、施工的電梯加裝IC卡系統，從人員安全和設備安全兩方面進行深入分析。

    人員安全方面

    這里的人員安全主要是指作業人員資質與安全的問題。

    當電梯IC卡系統出現故障時，必須到轎廂頂部對控制器進行檢修。而弱電公司的維修人員一般不具備電梯維修作業資格（取得《特種設備作業人員證》），貿然進入轎廂頂部作業，作業過程不符合規范要求，同時危及電梯乘客和作業者本身的安全，非常危險。從收集到的2009年媒體資料顯示，關于非電梯安裝人員使用了電梯機械鑰匙打開廳門的墜落傷亡事件已經達到4宗。即便是電梯公司的專業維修人員，在電梯轎頂作業時，也是安全事故多發區，常見的傷亡事故有夾壓、碰撞和墜落等。如果放任這些無電梯作業資質的人員在電梯轎廂頂部進行作業，必然造成更多非電梯作業人員引起的安全事故。

    設備安全方面

    1.對消防員操作的影響

    當電梯進入消防員狀態時（通過消防通道層的消防開關投入或是通過消防中心的控制開關投入），而電梯沒有自動退出IC卡狀態，消防員因沒有IC卡而不能操作電梯，會延誤消防員的滅火或救援作業，將不可避免造成大樓內人員生命危險和財產損失。因而，安全隱患尤其突出。 

    2.改裝控制裝置及對電梯的影響

    圖1所示的是弱電公司對電梯操縱箱按鈕的接線進行修改后的情況。電梯操縱箱內部空間狹小，線路復雜繁多，而在現場剪斷所有操縱箱樓層按鈕的接線，再接入到IC卡控制器上，其接線工藝、接線人員素質、接線質量均難以達到電梯制造企業要求的水平，為產品質量留下隱患。

    3.加裝設備安裝不規范帶來的問題 

    實例1:圖2所示的是筆者在工作中發現的一個IC卡系統控制器安置于電梯轎頂的案例--控制器箱體上端掛在轎頂護欄邊，下端沒有設置固定點，安裝時為限制控制器箱體在電梯運行時擺動，弱電施工人員使用一塊長形木夾板，一端夾在護欄與箱體之間，木夾板另一端支撐在橫梁側面安全鉗連桿動作桿上。顯然，作業人員并不知道，電梯安全鉗是防止電梯超速運行的安全裝置，用木板頂住安全鉗的聯動裝置，妨癨-安全鉗的正常動作，嚴重時將使安全鉗失效。對電梯安全鉗的動作造成安全隱患。 

    

    實例2:圖3所示的是一個電梯加裝電梯IC卡系統的項目，電梯被弱電公司增加了一條隨行電纜，隨行電纜跨過井道中線箱，敷設到轎頂。隨行電纜的增加，不僅增加了電梯系統的負載，還改變了電梯的平衡系數，不僅影響電梯運行舒適感，還需要檢查電梯系統質量和平衡系數是否超過安全值允許的范圍。要消除相關影響，一方面要調整降低電梯的額定載重，另一方面，要重新按照電梯廠家的產品標準調整電梯的平衡系數和配重。按照電梯廠家的產品標準需要增加多種難度較大的電梯作業。然而弱電公司是否一定會嚴格按照電梯廠家的產品標準現場實施調整，就不得而知了。這對電梯的安全運行無疑增添了隱患。 

    實例3:圖4所示，為縮短接線路徑，弱電公司在電梯操縱箱上方開了個孔，進行讀卡器和IC卡控制器的接線連接，破壞了操縱箱的防塵和防水設計。大大增加了電梯操縱箱部件的故障發生幾率。

    4.通信電纜質量問題 

圖五

    捆綁在電梯隨行電纜上的IC卡系統用通信電纜（如圖5所示）并不適宜長期的彎曲運行，按照電梯維修經驗豐富的維修人員介紹，在電梯正常使用情況下，普通的通信電纜一年內極有可能折斷，從而影響電梯的安全使用。同時，電梯的隨行電纜并不適宜捆綁其它外加電纜，電梯隨行電纜的承載力是根據其運行中的自重因素設計，捆綁的其它外加電纜自重會加大隨行電纜的額外承載受力，不僅影響隨行電纜的運行性能和壽命，而且捆綁使得隨行電纜受力改變容易導致其運行軌跡發生改變，嚴重時會發生隨行電纜碰撞井道部件，甚至導致電纜和井道部件損壞，發生電梯緊急制停，致使乘客受到驚嚇和困人的嚴重故障，這種現象隨電梯額定運行速度越高變得越明顯。

　　5.對電梯其他操作功能的影響

　　一些廠家的電梯端站樓層按鈕，兼作調試慢速運行的上下行按鈕。但端站樓層按鈕接入了IC卡系統后，將不起作用。此時，要進行調試運行，必須退出IC卡系統。但這樣的操作要求，并沒有給電梯調試和管理人員提供任何指引，給相關作業人員帶來困惑和不便。

　　6.并聯電梯的安全漏洞

　　2臺并聯運行電梯無運行指令待機時，為提高運行效率，通常會有1臺電梯在中間層待機。換言之，沒有IC卡的乘客，是可以到達該中間層的。對于此中間層的住戶，顯然存在安全上的漏洞。如果是電梯廠家配置的IC卡系統，則可以設置成電梯無指令運行到此中間層后，電梯不開門，且開門按鈕失效，保障了電梯IC卡系統的安全性能。

　　7.對電梯控制電源的影響 

    （1）分斷IC卡系統電源操作的要求： IC卡系統占用電梯機房、轎廂頂的電源插座（如圖6、圖7所示）進行供電。電梯主開關不能分斷電梯IC卡系統，則違反了國標《GB7588-2003 電梯制造與安裝安全規范》第13.4.1條的規定：機房應設置"能切斷該電梯所有供電電路的主開關。該開關不應切斷下列供電電路：b）轎頂電源插座；d）機房、滑輪間和底坑電源插座". 

    （2）對電梯電源容量的影響：弱電公司加裝該裝置取電來自于電梯控制電源，而電梯控制電源的容量是否能提供足夠的功率，這只有電梯制造企業才清楚。因此，加裝的IC卡控制器有可能造成電梯控制系統電源容量不足，也有可能造成更加嚴重的后果，使電梯控制系統出現故障和安全問題。

    8.對電梯設備場地的影響

    國標《GB7588-2003 電梯制造與安裝安全規范》的第5.8節規定了電梯井道的專用，明確"井道內不得安裝設與電梯無關的設備、電纜等".第6.1.1節規定電梯機房"不能應用于電梯以外的其他用途，也不應設置非電梯用的線槽、電纜或裝置"的要求。如圖8所示，IC卡系統顯然占用了電梯轎廂頂部的位置，阻癨-電 靴等調整作業。另外，敷設在轎頂的電線沒有捆扎布置，凌亂不堪，可能會拌倒作業人員導致意外發生。

    總結

    綜上所述，由弱電公司設計、加裝的電梯IC卡系統，不僅修改了電梯的操縱箱接線，在電梯轎廂頂設置了控制器，在電梯電纜上捆綁了其他用途的電纜，并改變了電梯調試運行和消防運行的模式。在系統功能和工程作業安全性方面均存在多種缺陷與安全隱患。

    反觀電梯廠家配置的電梯IC卡系統，則全面符合安全標準，完全沒有上述的問題。而且，隨著電梯廠家的技術和資金投入的強化，相對于弱電公司配置的系統，電梯廠家配置的電梯IC卡系統的價格差距也越來越小，能更好地滿足客戶的需求。

    嚴格地講，對于電梯這樣的特種設備，弱電公司在電梯現場加裝的電梯IC卡系統，由于涉及電梯控制系統、控制裝置、電梯功能等配置的改變，屬于電梯改造的范疇。因此，作業單位應嚴格遵裓-國家的相關規定，到質量技術監督局辦理備案和報裝手續，接受安全監管。承接相關工程的公司和人員也必須具備電梯改造設計、施工資質。同時應該征得電梯企業、維保單位的同意才能進行設計和施工。只有遵守國家法規，才能更好地保障電梯安全使用，同時也是對開展電梯加裝IC卡業務的弱電公司自身的保護。

    我們高興地看到，以上現象已引起國家相關部門的重視，并正在研討解決方案。同時，一些弱電公司也將電梯IC卡業務的重點，轉移到向電梯廠家提供配套產品和服務上來。

    從電梯用戶安全利益考慮，一方面希望弱電公司充分了解到此項業務的潛在風險，并采取有效的防范措施；另一方面，也希望國家的監管部門，能加強對此項業務的監管，以防范于未然。