IC卡系统用于电梯的安全问题分析

文章出处：http://www.nexussmartsolutions.com 作者：毛欣航，周冯   人气： 发表时间：2011年10月09日

    概述

    电梯IC卡控制功能，通过对持有IC卡乘客的身份认证来控制或限制电梯的使用，为中高层建筑增添了垂直通道的安全屏障。电梯IC卡控制功能不仅可以单独安装在电梯上，也可以与大楼的IC卡门禁系统配合使用，组成双重安防系统，大大增加了中高层建筑的安全性，已经越来越得到建筑管理者的重视和采用。

    对于出厂的电梯要在现场加装IC卡系统，由于改动了原有电梯设备的电气线路，改变了电梯原有的操作和运行模式，按照国标《国质检锅[2003]251号 机电类特种设备安装改造维修许可规则（试行）》附件五"电梯施工类别划分表"指出，加装IC卡系统归属为电梯改造施工。IC卡技术的成熟加快了日趋广泛的应用，针对近年来IC卡系统用于电梯的需求日益增加，电梯加装IC卡系统对于电梯改造施工安全和使用安全带来了相应的影响，2009年12月召开的第四届特种设备安全技术委员会电梯分委会第二次会议再次明确了电梯加装IC卡系统施工属于电梯改造的范围，应按照有关电梯改造的国家相关法规进行管理。

    电梯加装IC卡系统涉及的国家强制标准和法规管理

    需要特别指出的是，电梯是专管的特种设备，不同于普通的机电或电子产品。电梯产品的制造和安装须依照强制性国家标准《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》。而且，还要由国家质量监督检验检疫总局核准的特种设备检验检测机构按照以上标准实施对口的专业管理和强制检验。

    为了确保国家标准能够得以有效实施，不仅所有型号的电梯，要取得国家型式试验认证，新交付的电梯，也要经过国家质量监督检验检疫总局下属的各地分支机构进行安全检测后，才能够交付使用。对已使用的电梯，还必须由国家质量监督检验检疫总局核准的特种设备检验检测机构以每年一次进行安全检测后，才能够继续使用，以确保电梯乘客的安全。

    为此，国务院和国家质量监督检验检疫总局专门颁布了一系例相关的实施条例：如《国务院令第373号 特种设备安全监察条例》、《TSG T7001-2009 电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》、《国质检锅[2003]251号 机电类特种设备安装改造维修许可规则（试行）》。这些条例不仅对电梯整机和部件制造厂家的产品认证提出了明确的要求，还对电梯的安装、维修、改造和保养作业进行了明确的规定。

    其中，与电梯施工过程作业相关的典型条款有：

    1）"凡从事电梯、起重机械、客运索道和大型游乐设施等机电类特种设备（以下统称机电类特种设备）安装、改造、维修和日常维护保养的单位（以下统称施工单位），必须取得《特种设备安装改造维修许可证》（以下简称《许可证》），并在许可的范围内从事相应工作。电梯日常维护保养单位必须取得电梯维修的资格许可。"（《国质检锅[2003]251号 机电类特种设备安装改造维修许可规则（试行）》 第一章 第二条）；

    2）"实施电梯安装、改造或者重大维修的施工单位（以下简称施工单位）应当在按规定履行告知后、开始施工前（不包括设备开箱、现场勘测等准备工作），向规定的检测机构申请监督检验。"（《TSG T7001-2009 电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》 第五条）；

    3）"电梯安装、改造、维修，必须由电梯制造单位或者其通过合同委托、同意的取得本规则许可的施工单位进行。"（《国质检锅[2003]251号 机电类特种设备安装改造维修许可规则（试行） 第五章 第二十三条之（一））；

    4）"锅炉、压力容器、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆的作业人员及其相关管理人员（以下统称特种设备作业人员），应当按照国家有关规定经特种设备安全监督管理部门考核合格，取得国家统一格式的特种作业人员证书，方可从事相应的作业或者管理工作。"（《国务院令第373号 特种设备安全监察条例》 第三十八条）

    其中，与电梯使用单位相关的典型条款有：电梯使用单位应当在安全检验标志所标注的下次检验日期届满前1个月，向规定的检验机构申请定期检验。"（《TSG T7001-2009 电梯监督检验和定期检验规则-曳引与强制驱动电梯》 第五条）。

    总而言之，电梯工程作业实施前，要向当地质量技术监督局备案报批，电梯的工程作业人员要具备电梯设备特种作业的资质，电梯工程作业实施后，要报质量技术监督局进行检测，取得电梯安全使用合格证后，才能投入使用。在用的电梯，每年要报质量技术监督局实施年度安全检测。

    电梯加装IC卡系统的安全问题分析

    这里就目前在电梯上实现IC卡功能的实际事例，针对现状从工程施工方面存在的安全隐患提出笔者自己的见解，以期与大家共同探讨相应的对策。

    电梯IC卡系统介绍

    与普通IC卡系统一样，电梯IC卡系统，也有IC卡的发行、授权、注销以及按身份和权限进行的操控。电梯作为垂直运输工具，其IC卡应用的特点是，在电梯轿厢内设置读卡器，对操纵箱的楼层按钮进行权限控制。由于电梯轿厢是处于运动状态，IC卡系统的通讯、控制、供电都受到了一定的限制。

    鉴于电梯轿厢是运动部件，从安装的便利性考虑，一般弱电公司都将IC卡控制器放置在电梯轿厢顶部，并设法从电梯取得AC220V电源。如果控制器放置在其他位置，如电梯机房，将会大大增加控制器与读卡器间的布线难度。

    为了进行在线的发卡和权限注销作业，还需要将控制器与物业中心发卡电脑进行联网，这就使得控制器的安装位置选择处于两难处境，即无论是选在轿顶还是机房，均存在布线的困难。

    实施情况分析

    目前的电梯IC卡系统工程实施主要由专业电梯安装公司或弱电公司承担。对于由专业电梯安装公司实施的系统，基本都是由电梯制造企业按电梯的制造标准要求进行设计制造并实施。对于由弱电公司实施的系统，全部都是采用点对点方式进行电梯召唤按钮线路的改造进行系统设计和实施。由于电梯是特种设备，线路的接入和改造比一般的弱电系统要求更加严格，因此这里主要就由弱电公司设计、施工的电梯加装IC卡系统，从人员安全和设备安全两方面进行深入分析。

    人员安全方面

    这里的人员安全主要是指作业人员资质与安全的问题。

    当电梯IC卡系统出现故障时，必须到轿厢顶部对控制器进行检修。而弱电公司的维修人员一般不具备电梯维修作业资格（取得《特种设备作业人员证》），贸然进入轿厢顶部作业，作业过程不符合规范要求，同时危及电梯乘客和作业者本身的安全，非常危险。从收集到的2009年媒体资料显示，关于非电梯安装人员使用了电梯机械钥匙打开厅门的坠落伤亡事件已经达到4宗。即便是电梯公司的专业维修人员，在电梯轿顶作业时，也是安全事故多发区，常见的伤亡事故有夹压、碰撞和坠落等。如果放任这些无电梯作业资质的人员在电梯轿厢顶部进行作业，必然造成更多非电梯作业人员引起的安全事故。

    设备安全方面

    1.对消防员操作的影响

    当电梯进入消防员状态时（通过消防通道层的消防开关投入或是通过消防中心的控制开关投入），而电梯没有自动退出IC卡状态，消防员因没有IC卡而不能操作电梯，会延误消防员的灭火或救援作业，将不可避免造成大楼内人员生命危险和财产损失。因而，安全隐患尤其突出。 

    2.改装控制装置及对电梯的影响

    图1所示的是弱电公司对电梯操纵箱按钮的接线进行修改后的情况。电梯操纵箱内部空间狭小，线路复杂繁多，而在现场剪断所有操纵箱楼层按钮的接线，再接入到IC卡控制器上，其接线工艺、接线人员素质、接线质量均难以达到电梯制造企业要求的水平，为产品质量留下隐患。

    3.加装设备安装不规范带来的问题 

    实例1:图2所示的是笔者在工作中发现的一个IC卡系统控制器安置于电梯轿顶的案例--控制器箱体上端挂在轿顶护栏边，下端没有设置固定点，安装时为限制控制器箱体在电梯运行时摆动，弱电施工人员使用一块长形木夹板，一端夹在护栏与箱体之间，木夹板另一端支撑在横梁侧面安全钳连杆动作杆上。显然，作业人员并不知道，电梯安全钳是防止电梯超速运行的安全装置，用木板顶住安全钳的联动装置，妨癨-安全钳的正常动作，严重时将使安全钳失效。对电梯安全钳的动作造成安全隐患。 

    

    实例2:图3所示的是一个电梯加装电梯IC卡系统的项目，电梯被弱电公司增加了一条随行电缆，随行电缆跨过井道中线箱，敷设到轿顶。随行电缆的增加，不仅增加了电梯系统的负载，还改变了电梯的平衡系数，不仅影响电梯运行舒适感，还需要检查电梯系统质量和平衡系数是否超过安全值允许的范围。要消除相关影响，一方面要调整降低电梯的额定载重，另一方面，要重新按照电梯厂家的产品标准调整电梯的平衡系数和配重。按照电梯厂家的产品标准需要增加多种难度较大的电梯作业。然而弱电公司是否一定会严格按照电梯厂家的产品标准现场实施调整，就不得而知了。这对电梯的安全运行无疑增添了隐患。 

    实例3:图4所示，为缩短接线路径，弱电公司在电梯操纵箱上方开了个孔，进行读卡器和IC卡控制器的接线连接，破坏了操纵箱的防尘和防水设计。大大增加了电梯操纵箱部件的故障发生几率。

    4.通信电缆质量问题 

图五

    捆绑在电梯随行电缆上的IC卡系统用通信电缆（如图5所示）并不适宜长期的弯曲运行，按照电梯维修经验丰富的维修人员介绍，在电梯正常使用情况下，普通的通信电缆一年内极有可能折断，从而影响电梯的安全使用。同时，电梯的随行电缆并不适宜捆绑其它外加电缆，电梯随行电缆的承载力是根据其运行中的自重因素设计，捆绑的其它外加电缆自重会加大随行电缆的额外承载受力，不仅影响随行电缆的运行性能和寿命，而且捆绑使得随行电缆受力改变容易导致其运行轨迹发生改变，严重时会发生随行电缆碰撞井道部件，甚至导致电缆和井道部件损坏，发生电梯紧急制停，致使乘客受到惊吓和困人的严重故障，这种现象随电梯额定运行速度越高变得越明显。

　　5.对电梯其他操作功能的影响

　　一些厂家的电梯端站楼层按钮，兼作调试慢速运行的上下行按钮。但端站楼层按钮接入了IC卡系统后，将不起作用。此时，要进行调试运行，必须退出IC卡系统。但这样的操作要求，并没有给电梯调试和管理人员提供任何指引，给相关作业人员带来困惑和不便。

　　6.并联电梯的安全漏洞

　　2台并联运行电梯无运行指令待机时，为提高运行效率，通常会有1台电梯在中间层待机。换言之，没有IC卡的乘客，是可以到达该中间层的。对于此中间层的住户，显然存在安全上的漏洞。如果是电梯厂家配置的IC卡系统，则可以设置成电梯无指令运行到此中间层后，电梯不开门，且开门按钮失效，保障了电梯IC卡系统的安全性能。

　　7.对电梯控制电源的影响 

    （1）分断IC卡系统电源操作的要求： IC卡系统占用电梯机房、轿厢顶的电源插座（如图6、图7所示）进行供电。电梯主开关不能分断电梯IC卡系统，则违反了国标《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》第13.4.1条的规定：机房应设置"能切断该电梯所有供电电路的主开关。该开关不应切断下列供电电路：b）轿顶电源插座；d）机房、滑轮间和底坑电源插座". 

    （2）对电梯电源容量的影响：弱电公司加装该装置取电来自于电梯控制电源，而电梯控制电源的容量是否能提供足够的功率，这只有电梯制造企业才清楚。因此，加装的IC卡控制器有可能造成电梯控制系统电源容量不足，也有可能造成更加严重的后果，使电梯控制系统出现故障和安全问题。

    8.对电梯设备场地的影响

    国标《GB7588-2003 电梯制造与安装安全规范》的第5.8节规定了电梯井道的专用，明确"井道内不得安装设与电梯无关的设备、电缆等".第6.1.1节规定电梯机房"不能应用于电梯以外的其他用途，也不应设置非电梯用的线槽、电缆或装置"的要求。如图8所示，IC卡系统显然占用了电梯轿厢顶部的位置，阻癨-电 靴等调整作业。另外，敷设在轿顶的电线没有捆扎布置，凌乱不堪，可能会拌倒作业人员导致意外发生。

    总结

    综上所述，由弱电公司设计、加装的电梯IC卡系统，不仅修改了电梯的操纵箱接线，在电梯轿厢顶设置了控制器，在电梯电缆上捆绑了其他用途的电缆，并改变了电梯调试运行和消防运行的模式。在系统功能和工程作业安全性方面均存在多种缺陷与安全隐患。

    反观电梯厂家配置的电梯IC卡系统，则全面符合安全标准，完全没有上述的问题。而且，随着电梯厂家的技术和资金投入的强化，相对于弱电公司配置的系统，电梯厂家配置的电梯IC卡系统的价格差距也越来越小，能更好地满足客户的需求。

    严格地讲，对于电梯这样的特种设备，弱电公司在电梯现场加装的电梯IC卡系统，由于涉及电梯控制系统、控制装置、电梯功能等配置的改变，属于电梯改造的范畴。因此，作业单位应严格遵裓-国家的相关规定，到质量技术监督局办理备案和报装手续，接受安全监管。承接相关工程的公司和人员也必须具备电梯改造设计、施工资质。同时应该征得电梯企业、维保单位的同意才能进行设计和施工。只有遵守国家法规，才能更好地保障电梯安全使用，同时也是对开展电梯加装IC卡业务的弱电公司自身的保护。

    我们高兴地看到，以上现象已引起国家相关部门的重视，并正在研讨解决方案。同时，一些弱电公司也将电梯IC卡业务的重点，转移到向电梯厂家提供配套产品和服务上来。

    从电梯用户安全利益考虑，一方面希望弱电公司充分了解到此项业务的潜在风险，并采取有效的防范措施；另一方面，也希望国家的监管部门，能加强对此项业务的监管，以防范于未然。