两种测试方法的故事（二）

在本系列的第二部分中，作者将探讨一种成熟的电子测试方法的信息、数据和结果。

凯文·赫林

如果你把车送到维修店，他们告诉你，他们会通过在车内加重物、开到高速公路上、猛踩刹车，然后测量路面上的刹车痕迹长度来检查刹车性能，以此判断刹车是否能产生足够的制动力，你会作何感想？你肯定会想：什么？！而这实际上就是目前北美大多数电梯评估关键制动性能的方法。

这里使用了夸张的修辞手法以强调重点并增强效果。经过十多年直接使用一种现有、成熟且被广泛接受的“替代”五类（CAT 5）测试方法的经验，我们发现，虽然传统的“测试”方法声称能够确保紧急停车的安全，但在许多情况下，事实并非如此。

重量法存在缺陷，更糟糕的是，我们无法保证测试是否正确进行，甚至是否真的进行了测试。提出这样的指控并不妥当；但我可以告诉你，我亲眼目睹过这种情况，而且一些受人尊敬的业内人士也向我证实，这种情况确实存在（而且比我们愿意承认的要频繁得多）。通常情况下，人们会迫于压力，只求完成CAT 5认证就万事大吉。任何检查清单都比不上经过验证的有效测试的实际数值结果。仅凭这一点，就足以令人惊讶地发现，竟然还有一些主管部门至少不愿“接受”这种已有十多年历史的替代方法。为什么不允许他们辖区内的服务承包商至少尝试一下新方法，并亲自验证它是否真的更好呢？乘客也应该享受到这种改变，因为它能让我们拥有更安全、维护更好的电梯。

展望未来，我们建议停止使用“替代”一词，而改用电子（数据导向型）测试，或者更准确地说，使用“基于仪器的 CAT 5 测试”。A17.1/B44 标准已着手更改术语，以解决“替代”一词容易造成混淆而非便于理解的问题。电子测试将被视为最佳方法。本系列文章的第一部分（EW，2025 年 2 月）已详细阐述了电子测试的所有优势以及传统称重测试的不足之处。如果您想查看更详细的解释，并回顾有关规范及其如何纳入 A17.1/B44 标准的讨论，请返回第一部分。

在本篇第二部分文章中，我们将总体探讨一套成熟的电子测试方法的信息、数据和结果。我们将详细了解如何才能实现更高效的维护和测试。

HENNING ELVI 2 – 一套全面的 CAT 5 测试系统

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目前开发的一种电子 CAT 5 测试系统 (ELVI 2) 与基于重量的 ASME A17.1/CSA B44 CAT 5 测试方法相比，代表了电梯安全测试方法的一项重大进步。该系统高效的关键在于其全面的报告功能，可提供详细的文档、可重复的结果以及所有安全关键测试的永久记录。本文将探讨 ELVI 2 系统报告的结构、内容和实际优势。每份 ELVI 2 报告都以一份全面的封面页开头，该封面页既是识别文件，也是质量体系记录。

这种标准化格式确保了所有安装的一致性，并使监管机构能够立即获取关键信息。2013 年新增的代码语言确立了这一点。报告标题包含基本的安装数据，包括精确的安装名称和位置、管辖区序列号、额定速度（以英尺/分钟或米/秒为单位）和额定负载能力（以磅或千克为单位）。测试日期由系统自动捕获，从而避免了潜在的转录错误，并在报告中嵌入了难以篡改的时间戳，进一步支持合规性。从 2013 年修订的 A17.1/B44 开始，第 8.6.11.10 节的要求对这些信息进行了更详细的规定。

第五类测试的一个关键方面（在新版和新增条款中均有明确规定）是问责制和验证。ELVI 2 报告包含专门的字段，用于填写测试人员的执照或培训证书编号。该文档满足了合格人员的监管要求，并提供了清晰的责任链。当司法管辖区要求证人在场时，报告也允许添加证人，以符合当地相关要求。

通过公司标识字段和徽标插入功能，可以轻松实现专业的展示。此功能可提升测试公司的品牌知名度，并提供权威的技术文档。执行测试的公司将被清晰地标识出来，并可包含完整的联系信息。

测试组件的版本控制可确保测试的完整性和可重复性。ELVI 2 报告会自动记录所使用的软件版本，从而创建审计跟踪，以便在对测试方法或计算算法产生疑问时进行参考。当监管机构审查历史测试数据或比较不同时间段的测试结果时，此功能尤为重要。

报告的关键统计部分提供了关于受测装置的全面技术数据。这包括详细的悬架信息（类型和配置）、绳索或皮带规格（直径、类型和数量）、车辆和配重的精确重量测量值以及计算出的平衡百分比。查看现有的满载测试“检查清单”，您会发现许多重要数据并未填写完整——这是手工表格的一大缺陷。

安全部件文档同样详尽，记录了已安装的安全装置类型、紧急制动配置以及补偿系统详情（如适用）。对于要求提供导轨间隙或其他尺寸数据特定文档的地区，这些测量数据均可精确采集。

如前所述，以上所有记录数据以及以下大部分数据均符合ASME A17.1/B44电梯安全标准（第8.6.11.10节）的要求。其中一项必要功能是对测量设备本身进行详细记录。每个传感器、加速度计和数据采集组件均通过型号、序列号、固件版本和校准状态以及具体的校准日期进行标识。这种可追溯性确保测量系统本身与被测电梯组件接受同等的审查，从而增强测试结果的有效性和可靠性。每个系统组件的校准状态均经过验证并记录，如果超过校准周期，系统会向操作人员发出警报。这种自动化校准验证相比传统的测试方法（设备校准可能单独跟踪甚至完全忽略）而言，是一项显著的质量改进。ELVI 2采用双格式呈现策略，既满足技术分析的需求，又满足法规遵从性的要求。每个测试结果均以数值数据表和图形表示两种形式呈现，既可进行即时的视觉评估，又能显示精确的测量结果和详细的分析。

ELVI 2 报告中的每项测试都会自动添加日期和时间戳，该时间戳直接从测试执行时的系统时钟获取。此功能用途广泛：它能建立测试活动的先后顺序，为监管审查提供清晰明确的文档，并创建审计跟踪，从而解决有关测试顺序或时间安排的问题。与手动记录测试时间（通常是估算或事后记录）的系统不同，ELVI 2 的自动采集功能确保了时间的精确性，消除了意外错误的可能性，并有效防止了故意虚报。

结果呈现采用冗余指示系统，通过文字说明和颜色编码的视觉指示器同时传达合格/不合格状态。这降低了误解的可能性，并有助于检查员在审阅多份报告时快速评估结果。带有竖起大拇指和“合格”字样的绿色指示器表示测试合格，而带有竖起大拇指向下和“不合格”字样的红色指示器表示测试不合格。所有测试类型均采用此系统，为读者提供直观的界面。

每项测试结果都包含一份全面的数据表，其中列出了所有相关的测量值和计算值。对于制动和安全测试，这通常包括所需的静态力（基于车辆重量、配重配置和额定载荷计算得出）、测得的动态力、各种载荷条件下的减速度值以及在满载额定载荷条件下精确推导出的性能。

该格式清晰地区分了测量值（直接从传感器数据得出）和计算值（使用代码驱动的公式从测量数据得出）。这种区分对于技术审查至关重要，因为它允许合格的审查人员验证计算方法，并评估计算结果是否适用于特定的安装环境。

每项测试结果的图形化组成部分能够提供对系统随时间变化行为的关键洞察。与可能掩盖重要瞬态行为的单一数值结果不同，时间序列图揭示了加速度曲线、力作用特性、振荡模式和稳定行为。

例如，机器制动测试图显示了从施加制动力到完全停止的完整减速过程。该图不仅显示了最终停止距离，还显示了减速度的增加率、峰值减速度以及电梯停止过程中的任何振荡情况。这种全面的视图使经验丰富的技术人员即使在技术上符合规范要求的测试中也能识别出潜在的调整需求。

图表坐标轴已标准化，以便于比较不同测试和装置的结果。时间始终显示在横轴上，而力、加速度或其他测量参数则显示在纵轴上。单位清晰标注，力以磅力 (lbf) 或千牛 (kN) 表示，加速度以 g 力表示（1 g 等于 9.81 m/s²），距离以英尺、英寸、米或毫米表示（视具体司法管辖区而定），具体单位视评估需要而定。

测试后测量值固定不变，只需在 Henning Sensor Suite (HSS) 中更改设置并再次查看报告输出即可轻松调整。这种标准化也体现在比例尺选择上，系统会自动调整垂直比例尺以适应测量值的范围，同时保持清晰易读。比例尺值始终显示，避免了因未注意比例尺差异而比较图表时可能出现的误解。每个测试结果都明确引用了适用的规范要求，同时显示测量值和允许限值。对于基于减速度的测试（制动、安全和缓冲止动测试），A17.2/CSA B44 表 2.29.2(b) 定义了基于满额定载荷条件下的最大允许减速度值。ELVI 2 报告根据测量数据和安装参数计算这些值，然后清晰地指出结果是否在规范规定的限值范围内。这些结果是根据直接测量的制动力精确计算得出的，并非估算值或模拟值！有人认为新的电子测试是“模拟”，但实际上，满负荷“观察性”测试才是真正的模拟。换句话说，简单的负载测试仅仅是为了观察安全规范规定的限值，而没有更深入地了解——既包括限值，也包括性能。

这种直接引用规范的做法消除了歧义，减轻了检查员的技术负担，他们可能需要审查多个配置各异的安装项目的报告。报告无需检查员独立验证计算结果和规范适用性，而是以与规范要求直接对应的格式呈现结果。

一个失败的机器制动测试案例说明了ELVI 2报告如何揭示性能不足的问题。数据表显示了基于车辆空载和额定载荷条件下的所需静态制动力、测得的动态制动力，以及至关重要的，在125%额定载荷下向下行驶时的估计减速度。测得/计算的减速度值为-0.02 g，表明在这种最恶劣的载荷条件下，制动器不具备最小制动力（减速度），这明显存在安全隐患。在与楼宇管理部门讨论必要的维修工作时，这些图表证据至关重要；它们提供了清晰的安全问题书面证据。

相比之下，通过紧急制动测试表明系统性能良好。在125%额定载荷下向下行驶时，测得的减速度值为0.04g，超过了最低要求值，提供了适当的（尽管略低于最低要求）安全裕度。图形显示制动器迅速接合，减速平稳，振荡极小，表明调整和维护得当。制动力曲线迅速上升至足够水平，并在整个制动过程中保持稳定。这种良好的测试结果使人对系统的完整性和正确的维护措施充满信心。

通常情况下，分发给安全官员、建筑业主和监管机构的最终报告通常只包含那些最终符合规范要求的测试结果——在某些情况下，这些测试甚至是在维护/调整后进行的。这种选择性呈现方式具有实际意义：它能清晰地记录合规情况，减少报告的篇幅和复杂性，并将重点放在成功完成所需测试上。

通过更细致的文档管理，测试机构可以选择保留完整的记录，包括失败的测试和后续的复测，即使这些中间结果可能不会出现在最终发布的报告中。ELVI 2 系统通过其基于项目的数据管理结构实现了这一功能。

虽然失败的测试结果可能不会出现在最终发布的报告中，但它们在测试机构的质量管理体系中发挥着至关重要的作用。失败的测试记录了需要纠正的问题，提供了用于前后对比的真实基线数据，并创建了审计追踪，证明了在识别和解决缺陷方面所做的努力。

无论测试结果为合格还是不合格，ELVI 2 系统都会将所有测试数据永久存储在项目文件中。这种全面的数据保留机制确保了完整的文档记录，可用于内部审查、质量保证以及应对潜在的监管问询。如果对测试的彻底性或程序执行是否正确产生疑问，完整的测试历史记录可以提供明确的答案。

当初步测试发现需要采取纠正措施的缺陷时，测试流程遵循既定顺序：初步测试识别问题，维护或调整解决问题，然后重新测试验证纠正是否成功。ELVI 2 报告系统通过生成补充报告来支持此流程。

补充报告可作为原始项目文件的附录，记录复测结果，同时与初始检测结果保持关联。这种方法既保留了完整的测试和整改历史记录，又为建筑业主和监管机构提供了整改成功的明确证据。补充报告包含与原始测试同等的完整技术文档，确保复测结果与初始测试结果一样受到严格审查。

CAT 5 测试的基本要求是验证安全关键系统（制动器、安全装置、牵引装置和缓冲止动器）在额定负载条件下能否在规定的减速度范围内运行。ASME A17.1 和 CSA B44 标准根据以下原则制定了最大允许减速度值：过度减速度会造成乘客不适和潜在的受伤风险，而减速度不足则会在紧急情况下造成安全隐患。

对于紧急制动和安全装置，规范要求减速度必须在规定的范围内：既要足以确保安全停车，又不能过于突然，以免对乘客造成伤害。ELVI 2 系统会根据这些标准评估测量性能，并考虑每个装置的具体配置。

所有减速度测量均以地球重力为参考，1 g 等于 9.81 米/秒²。² （32.17英尺/秒²这一标准化参考标准使得不同装置和测试方法之间的比较更具意义。当测试报告减速度为 0.5 g 时，表示减速度等于重力加速度的一半——这个值乘客会感觉到，但通常在可接受的舒适范围内。

选择重力加速度单位而非其他加速度测量单位（例如英尺每秒平方）既体现了电梯安全标准的历史惯例，也兼顾了实际解读的优势。以重力加速度的倍数来表示数值，能够让乘客直观地理解在紧急停止时所受到的力。

安全机构测试通常会在满载车辆上产生 0.3 g 至 1.0 g 的减速度，具体数值取决于安全机构类型、车辆重量和轨道啮合特性。瞬时安全机构（采用直接机械楔入作用）通常产生较高的初始减速度，而渐进式安全机构（旨在提供更渐进的啮合）在较长的啮合距离下则表现出较低的峰值减速度。

一个安全测试示例显示，空载时测得的减速度为 1.27 g，换算成满载时的减速度为 0.51 g。该值完全在可接受范围内，表明安全装置调整得当。对于此类示例电梯，7.7 英寸的停止距离表明其能够迅速介入，且无需施加过大的力。图形显示，安全装置最初夹紧轨道时会出现典型的尖峰，随后随着系统稳定而逐渐平缓——这是 B 型安全装置正常工作的正常预期模式。

制动和安全测试侧重于减速极限，而牵引力测试则关注另一个安全问题：驱动滑轮或皮带轮在各种负载条件下保持对悬挂绳索或皮带足够抓力的能力。牵引力不足会导致绳索或皮带打滑，从而造成潜在的危险情况，例如轿厢或配重意外移动。

牵引力测试测量静态牵引力并计算动态牵引系数——该系数表示在不同负载水平下可用驱动力与克服系统阻力所需力之间的关系。规范要求规定了最小牵引系数（动态条件下通常为 2.0），从而提供安全裕度，以应对绳索磨损、环境条件和正常性能波动等因素。

一项牵引力测试示例显示，静态系数为 3.07，动态系数为 2.76，均远超最低要求，且留有充足余量。图示显示了随着载荷逐渐增加而呈现的特征性下降曲线，末端的波动表明已超过滑移阈值。这种平稳、可预测的性能以及充足的安全裕度表明滑轮设计合理、绳索选择得当且维护措施到位。

理解图表刻度和标准化表示

ELVI 2 系统在不同类型的测试中采用一致的刻度规则，便于比较和模式识别。时间刻度通常涵盖测试事件的持续时间（制动和安全测试通常为几秒，完整运行循环测试则更长）。力或加速度刻度会自动调整以适应测量值的范围，同时保持足够的分辨率来识别关键变化。

这种标准化不仅限于单个报告，还能确保不同安装和测试环节之间的一致性。经验丰富的技术人员在查看多份 ELVI 2 报告时，即使具体安装参数有所不同，也能通过识别特征曲线形状和比较数值快速评估结果。这种模式识别能力相比传统的基于重量的测试方法有了显著的进步，后者每次测试仅产生单点数据，缺乏时间序列图所提供的背景信息。

ELVI 2 硬件系统与 HSS 软件连接，HSS 软件作为数据采集、分析和报告生成平台。HSS 提供了一个全面的电梯测试项目管理环境，其功能远不止简单的报告生成。

HSS 可实时显示传感器读数，使技术人员能够监控测试进度并立即发现问题。这种反馈功能能够快速识别设置错误、传感器故障或明显的测试失败，从而缩短测试时间，并及时处理这些问题。

测试数据以 .cpf 格式存储，这是一种专有但有文档记录的结构，可保存所有传感器数据、元数据和分析结果。该格式在测试工作流程中发挥多种作用：它为历史数据提供归档存储，支持 HSS 软件不同用户之间的数据共享，并有助于使用完整数据集（而不仅仅是汇总结果）进行高级分析。

文件可移植性对于拥有多名技术人员、多个办公地点或与其他测试公司存在合作关系的机构而言是一项优势。一位技术人员采集的数据可以传输给另一位技术人员进行审核、质量保证或详细分析。工程顾问可以从测试公司接收 .cpf 文件，并对结果进行独立验证，从而为关键安装项目提供额外的质量保证。导入和导出功能进一步增强了数据的实用性。历史测试数据可以导入到当前项目中进行比较，从而进行趋势分析，揭示性能逐渐下降的趋势，避免其达到临界水平。测试数据可以导出为其他格式，以便与楼宇管理系统、维护数据库或安全管理平台集成。

HSS按项目整理测试数据，每个电梯安装项目都是一个独立的项目。这种组织方式有诸多优势：针对特定安装项目进行的所有测试都按逻辑分组，该安装项目的历史数据易于访问，并且可以轻松进行跨多个测试日期的对比分析。

项目结构还便于在需要重新测试时生成补充报告。无需为重新测试创建一套完全独立的文档，补充报告会添加到现有项目中，从而保持初始测试和后续测试之间的关联。这种方法确保了安装的完整测试历史记录保存在一个逻辑位置。

HSS/ELVI 2 工作流程的一个关键特性是能够在最终定稿和分发报告之前查看测试数据。测试完成后，经过培训的技术人员可以检查结果，验证传感器位置是否正确，确认测量值是否合理，并评估是否需要在离开现场前重复任何测试。

这种审核功能与传统的基于重量的测试方法截然不同，后者通常只有在返回办公室后手动誊写现场笔记才能进行数据审核。而使用 ELVI 2，可以在现场识别并解决数据质量问题，此时采取纠正措施最为简便且成本最低。

审查过程还提供了与楼宇维护人员或物业经理进行初步讨论的机会。如果测试发现需要纠正的缺陷，可以立即分享图表和数字证据，以便就维护优先级和纠正措施时间表做出明智的决策。

数据审核完成后，如果结果令人满意，HSS 将生成一份全面的 PDF 报告，供所有利益相关者查阅。PDF 格式确保了通用性——几乎所有收件人无论使用何种计算机平台或软件，都能打开和查看 PDF 文档。此外，该格式还提供安全功能，可防止未经授权的修改，同时允许添加标准的注释和评论。

HSS生成的PDF报告保持了本文前文所述的专业外观和全面内容。该报告包含所有通过的测试、完整的技术规格、设备文档以及监管机构要求的认证信息。该PDF文档可作为测试的永久记录，为符合规范和安全管理尽职调查提供证据。

电子数据驱动测试的优势：文档记录和可追溯性

ELVI 2 的全面数据管理功能代表了电梯安全测试实践的变革性进步。传统的基于重量的测试虽然能够有效验证基本性能参数，但仅能提供最基本的合格/不合格记录，并且偶尔会手动记录一些停止距离（如果测试人员选择或记得将其写入测试清单）。这种情况几乎从未发生过。基于重量的测试本身不会留下任何永久记录——一旦移除配重，电梯恢复运行，可能只剩下手写笔记作为测试进行的证据。

正式的报告能够对测试的各个方面进行全面、永久且详细的记录。完整的传感器数据流将被保存，以便在出现问题时进行回顾性分析。图形化表示能够揭示系统行为特征，即使即时测试结果令人满意，这些特征也可能预示着潜在问题。设备校准状态会被记录下来，从而确保测量结果的有效性。整个过程都会被添加时间戳，并以便于监管审查和质量（系统）保证的方式进行组织。

这种文档优势不仅限于满足代码合规性要求，还能支持更广泛的安全管理目标。利用历史测试数据进行趋势分析，可以识别性能的逐步下降，从而在故障发生前进行主动维护。对多个类似装置进行比较分析，可以发现常见问题或最佳实践。数据共享功能支持在遇到异常情况时进行协作解决问题。

收集和存储的电子数据具有结构化和数字化特性，便于与更广泛的安全管理和维护管理系统集成。拥有完善的计算机化维护管理系统 (CMMS) 的楼宇业主可以将测试结果整合到数据库中，从而创建涵盖日常维护、维修、改造和安全测试的完整设备历史记录。这种集成的信息管理方法支持对维护效率、安全趋势和生命周期成本进行更深入的分析。

对于管理大量客户安装项目的测试公司而言，基于项目的组织架构和数据可移植性功能有助于提高业务效率。技术人员可以被分配到特定的安装项目，因为他们可以访问完整的历史数据。质量体系管理人员无需实际转移设备或文件即可查看测试数据。客户服务代表在回复咨询或安排后续服务时，也可以访问测试历史记录。

电子文件共享能够确保数据完整性，从而实现严格的同行评审和质量体系流程。致力于高质量工作的测试机构可以实施内部审查程序，由经验丰富的技术人员检查经验不足的人员收集的数据，以验证操作流程的正确性和解释的恰当性。如果遇到异常结果，可以将数据共享给设备制造商、顾问或其他专家进行进一步分析。

这种同行评审机制相比传统的测试方法是一项重大进步。传统的测试方法仅限于查阅手写笔记和一些计算结果。而现在，评审人员可以完全访问原始传感器数据，从而验证计算是否正确、测试条件是否恰当以及结论是否有证据支持。这种严格的审查不仅提高了测试质量，也为技术人员提供了宝贵的学习机会。

ELVI 2 报告系统远不止是测试结果呈现方式的改变，它从根本上革新了电梯安全测试的记录、审核以及与更广泛的安全管理实践的整合方式。全面的数据采集、强大的分析能力、标准化的呈现格式和灵活的数据管理相结合，构建了一个能够满足技术人员、电梯和楼宇业主、监管机构以及乘客需求的测试生态系统。

随着电梯行业采用更多测试方法，ELVI 2 等系统的文档记录和可追溯性优势将日益被视为有效安全管理的关键组成部分。不仅能够验证测试是否已执行，还能精确验证测试的执行方式和结果，从而增强人们对测试过程和被测设备的信心。这种更高的透明度和问责制代表了电梯安全验证的未来发展方向。

接下来，在第三部分中，在了解了这种电子测量过程之后，我们可以将实际测量作为例子，了解结果的含义，并看看应该采取哪些措施。