智慧電梯運行監管系統設計及關鍵技術

孫文亮

摘要：隨著經濟和科技水平的快速發展，本文針對物聯網技術在電梯維保管理中的應用，做了簡單的論述，總結了技術的應用優勢和應用策略，提供給相關人員參考。經過研究驗證物聯網技術在電梯維保管理中的合理應用，對提高電梯維保管理水平，增強電梯運行的安全性和可靠性，有著重要的意義。現結合具體實踐，進行如下分析。

關鍵詞：物聯網技術；電梯維保管理；智慧電梯；電梯物聯網

引言

智慧電梯是智慧城市和平安城市建設的重點布局，對促進社會和諧發展，發揮著重要的作用。目前，部分城市已經大范圍、大力度推進智慧電梯物聯網智能管理創新工作。從當前物聯網智慧電梯的使用實際來說，為平安城市建設以及智慧城市建設實踐開啟了良好開端。未來，通過引入物聯網和互聯網以及大數據等先進科技手段，很大程度上能夠提高城市管理效能，助力平安城市、智慧城市的建設。

1電梯物聯網的應用優勢分析

基于大數據環境，電梯物聯網以平臺對接的形式，能夠為企業或者有關管理部門提供數據信息，使其能夠及時掌握電梯運行的情況和維保情況等，通過電梯運行數據的收集，形成最終的報告，為維保管理提供支持。主要應用優勢如下：

1.1大數據共享

基于大數據和物聯網技術，構建的電梯物聯網數據庫，其管理客戶既可以是企業，也可以是政府部門，能夠實現大數據共享，數據底層的信息發送給數據中心進行相應的處理，使得公眾能夠掌握實時場景，電梯運行和維護情況對各個客戶端來說都是透明的；

1.2可靠性強

在實際應用中，電梯企業和維保企業等，能夠高效開展有效信息以及數據的交換，實現對電梯的智能化管理，確保電梯運行的可靠性和安全性。基于物聯網技術和大數據技術等的電梯，其運行可靠性得到了極大提升；

1.3安全性高

基于各類技術手段，電梯運行信息獲取的手段和方式不斷增多，使得電梯日常安全監督工作更加便利，維護與保養工作的速度不斷提高，極大程度上提高了電梯的信息化水平，提高了電梯的應急處理能力。當電梯運行產生故障時，可以不再依靠受困人員或者應急警鈴等提示，系統客戶端能夠及時獲得電梯運行故障信息，提高了故障處理的效率，增強了電梯運行的安全性。

2關鍵技術

2.1監控單元

監控單元是傳感器和輔助設備的統稱，由機房設備、轎廂外設備和轎廂內設備構成。其中，機房設備主要負責實時地采集電壓和電流信息，計算電梯功率及能耗并定時發送電梯能耗信息，檢測故障，產生故障代碼，記錄故障點前后數據，并主動通過無線網絡向轎廂下位處理器報警；轎廂外設備主要負責實時地采集電梯的位置信息，當電梯樓層變化時向轎廂下位處理器發送樓層信息；轎廂內設備主要負責探測電梯門的開關狀態和電梯內是否有人，當電梯門開關狀態變化或電梯內有人沒人狀態變化時，向轎廂下位處理器發送狀態更新信息，并通過USB接口傳輸到轎廂上位處理器。發生困人故障時，自動播放安撫音視頻，安撫乘客情緒，避免危險升級；轎廂上位處理器處理轎廂下位處理器的信號和音視頻信號，并通過無線網絡向中控臺傳輸數據；監控單元連接強電、視頻、音頻、機械開關等多種傳感器，負責實時監控電機、轎廂內外設備的狀態，記錄轎廂內的視頻，并負責與中央控制系統和手持設備的信息傳輸。監控單元在外接電源斷電時，能自動啟動后備電源，保證轎廂內的照明、傳感器和通信設施正常運行。

2.2信息傳輸

對機房設備、轎廂外設備、轎廂內設備和中控臺之間信息傳輸要求是：實時、可靠、低成本、易維護，分別采用如下方式：1）轎廂單位與中控臺通信。用于實時上傳電梯系統運行的狀態信息，包括電梯樓層數、電梯門位傳感器、電梯振動狀態等。考慮到安裝的便利性，轎廂內設備與中控臺通過4G無線方式信息傳輸，其特點是不需要鋪設電信設備，便于本電梯運行狀態監測系統安裝。2）轎廂內設備與機房設備通信。用于實時傳輸機房設備采集曳引機電壓信息、電流信息、振動信息，以及機房的溫度信息、濕度信息。兩個控制單元間采用470/433MLoRa無線擴頻通信模塊，采用9000波特率的串口透明傳輸工作模式，構成點對點數據傳輸網絡。相比采用隨行電纜的方式，不需要布線，降低了系統成本和安裝成本。3）轎廂內設備與轎廂外設備通信。用于實時傳輸轎廂外設備采集的電梯運行狀態信息，包括門位傳感器信息、電梯加速度信息、電梯振動信息，因為轎廂內、外設備均安裝在電梯轎廂上，采用基于RS232的有線通信方式，其特點是采用成熟的通信方案，能降低系統成本。

2.3大數據分析

系統選用Hadoop作為大數據分析工具。對1部電梯而言，中控臺匯總該電梯長時間的運行狀態信息，包括電梯的運行、能耗、廂體振動信息、樓層停留、電梯門的開關等信息。通過大數據分析，可判斷電梯運行狀態，實現電梯和電梯門的按需維保，降低維保費用。對于運行狀態較差的電梯，可實現事故的預警與預報；從區域上看，中控臺匯總了某個地區的電梯運行數據，包括某個區域的電梯使用頻率、載客量等。通過數據分析，可以評價各品牌的電梯質量、各企業的維保水平、各物業公司的管理水平。同時給出該區域的人流、物流畫像，為城市管理人員精準制訂政策提供依據。

2.4云計算

為實現多個區域電梯運行監管的一體化，系統設計了基于云計算的架構，各層劃分如圖3所示。aas層和部分paas層復用通用的云架構要素。主要由云服務廠商提供計算、存儲、性能并發、容災、安全防護等基礎能力；通信運營商提供通信通訊和帶寬能力。在paas層納入物聯網行業級平臺解決方案，參照業界發展較好的百度天工，用來支持saa層的行業IOT設備。類比車聯網應用，以“梯聯網”的方式把電梯運行監管的完整平臺接入SaaS層主要是面向用戶的電梯運行監管云平臺的具體應用，比如應用軟件、終端軟件、行政行業管理軟件、其他接入系統等。

2.5電梯維保APP

受到從業人員素質條件制約，維保人員管理是維保公司棘手問題，面臨維保人員瞞報、漏報、維保偷工減料的問題，造成了電梯運行的安全隱患。電梯運行狀態監測系統為維保公司設計了電梯維保APP，能與小區物業部門聯動，快速、有效處理電梯事故。主要有兩個功能：1）電梯事故處理管理。當電梯發生事故時，中控臺向小區物業、電梯維保負責人的移動端推送電梯故障信息，并在中控臺上實時監測維保負責人的位置信息。通過電梯內被困人員、維保人員、物業人員，以及救援人員的多方通話，快速、有效地處理電梯事故。2）電梯維保管理。針對電梯維保人維保現場管理難的行業痛點問題，中控臺系統一方面檢測維保人員到達維保現場、離開維保現場、停梯的時間，一方面監測電梯維保前、維保后的運行、振動狀態，評估維保質量。在電梯維保時間和維保質量上全面監測，為維保單位提供維保人員責任心、專業性評估。

結語

綜上所述，電梯維保管理工作中物聯網技術的合理應用，發揮著積極的作用。在具體運用中，通過數據采集和管理、監控電梯運行狀態、構建物聯網平臺等方式，輔助管理工作的開展。從實際應用的效果來說，此技術的應用，發揮著極大的作用，具有較高推廣應用價值。

參考文獻

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（作者單位：杭州西奧電梯有限公司）