5G技術在電梯物聯網中的應用探討

趙結昂，劉志剛，何國軍，包俊儀，金嵩

5G技術在電梯物聯網中的應用探討

趙結昂，劉志剛，何國軍，包俊儀，金嵩

（金華市特種設備檢測中心，浙江 金華 321000）

近幾年來，電梯物聯網迅速發展，5G的到來為電梯物聯網提供了更強大的功能，使其應用更靈活，并為其提供新的發展思路。隨著5G的發展，電梯物聯網也將朝著更高效、更智能、更安全的方向發展。結合5G技術的特點，初步探討了5G技術在電梯物聯網中的應用。

電梯物聯網；5G網絡；互聯網；智能化

電梯已成為許多人日常生活中必不可少的交通工具，隨著中國科技的不斷發展，電梯物聯網技術也取得了極大進步，電梯逐漸進入智能化時代。5G網絡通訊技術作為新一代網絡信息技術，將與電梯物聯網深度融合，為電梯產業革命和通信技術創新提供動力。在此背景下，深入、系統地研究5G技術與電梯物聯網的融合發展，促進中國電梯行業的持續穩定發展，成為了相關領域工作人員的工作重點之一。

1 5G概述

1.1 5G網絡技術

5G即第五代移動通信網絡技術。隨著大數據技術的發展，信息對數據傳輸的要求越來越高，目前的網絡技術已無法滿足，因此，人們迫切需要一種速度更快、成本更低、功耗更小、傳輸更為安全可靠的通信技術，因此5G應運而生。與傳統2G、3G、4G網絡相比，5G網絡在技術方面得到了進一步的升級，其性能變得更加優異。作為新一代移動通信網絡技術，5G在設計時就考慮了人與物、物與物之間的互聯，在與物聯網的融合中扮演著極其重要的角色。與4G網絡相比，5G技術大大減少了使用中的限制，能夠提供密集而高效的網絡支持，使人與物的聯通更方便。5G網絡信息技術在移動通信市場上應用會給各領域帶來巨大的利益，可以說，5G技術在未來的應用中具有劃時代意義，它必將為人們帶來更好的網絡信息傳輸體驗，極大地豐富人們的工作生活、娛樂體驗，未來5G技術將與人們的生活與工作緊密融合。

1.2 5G網路技術的特點

具體來說，5G技術主要有以下幾個特點：①更快的傳輸速度。目前4G通信網絡的傳輸峰值速率達到100 M/s，而5G的峰值速率將達到10 Gbps/s以上，大大提升了傳輸速率。5G的端到端時延達到毫秒級，用戶體驗速率達到100 Mbps/s～1 Gbps/s，可暢快地體驗移動高清、VR/AR、及時全息投影等。②極大的容量。5G網絡可以使每平方千米內相關設備連接數量達100萬臺，每單位面積內連接的設備可達到4G的100倍，流量密度提升1 000倍，頻譜效率可達到4G的10倍，能夠在500 km/h的速度下保證用戶體驗，其鏈接能力大大提升。③極低的時延。目前使用的4G網絡理想的端到端時延是10 ms左右，LTE的端到端時延是50～100 ms，而5G網絡的出現，將會使網絡延遲小于1 ms。④高可靠性。相比于4G網絡技術，基于物聯網、多天線等技術的5G將可以對安全防護設備進行升級，使5G在數據通信上具有更高的安全性和可靠性。

2 電梯物聯網概述

物聯網即物物相連的互聯網。電梯物聯網是指通過分布在電梯上的各種信息傳感器實時采集電梯的相關數據及故障信號，并將采集的數據利用信息技術接入互聯網，統計分析電梯的各個參數和電梯故障，實現電梯與使用單位、維保單位、制造單位、檢驗機構、物業及監管部門的數據與信息交換。電梯物聯網有利于加強對電梯安全性能的監管，提高監管前瞻性，有利于電梯安全隱患的排查，消除事故隱患，落實企業主體責任，提升行業管理水平，提高電梯運行安全性和可靠性，讓群眾放心乘梯、安全乘梯。

電梯物聯網體系結構主要分為三部分，分別是感知層、網絡層和應用層。其中，感知層主要是借助于一定的設備實現電梯數據的實時采集、信息獲取和識別。網絡層作為紐帶，連接著感知層和應用層，通過通信網絡將感知層獲取的信息安全、可靠地傳輸到應用層。應用層負責根據不同的應用需求對感知層采集的數據進行處理，將該系統底層提供的服務與其他一些行業結合起來，實現電梯物聯網與行業智能化。

電梯物聯網的發展需要有完整的網絡體系、通信協議和高度的安全性。信息要高速、可靠地傳輸，就要求電梯物聯網具有更成熟的傳感器技術、更準確的識別能力和更快速的數據處理能力。因此，5G時代的到來，能有效促進電梯物聯網的發展，使萬物互聯成為可能。

3 5G技術在電梯物聯網中的應用場景

5G在電梯物聯網中的應用主要有以下幾個方面。

3.1　完善電梯應急救援系統

電梯物聯網監控平臺可以實時監控到電梯內的任何狀況，電梯上安裝的智能物聯終端在遇到電梯故障或其他緊急突發的事件時，能夠運用5G技術與云終端將消息通過物聯網設備及時發送到救援中心。5G低時延的特點會讓信息的傳達更快速、準確，維保人員的手機會在第一時間收到警報，自動識別被困人員所在樓層，從而快速地救出被困者，使救援更加快速、精準，大大降低事故造成的損失。

5G網絡的基站不再是以往的大基站，而是很多很多小基站，基本上每相隔250 m就會有一個小基站，而且以前的大基站最多只有十幾個天線，而這些小基站會有上百個天線，所以天線的密度和數量大大增加，可以使封閉的電梯里仍然可以連接到5G信號，大大減少了電梯智能物聯終端由于信號不穩定而產生誤報、漏報的問題。

3.2 提升電梯維修保養水平

電梯數量增長迅速，但政府監管人員有限，利用電梯物聯網技術，政府監管人員可以實現對電梯維保記錄的查詢和遠程監控，從而管理和監督電梯維保工作的進行。在日常維保過程中，維保人員可以利用5G技術的可穿戴設備平臺實現遠程指導現場服務、設備檢查、維護等工作，使電梯維保人員在維保過程中得到全方位的指導，從而使維保作業標準化、專業化。通過使用該系統，電梯維保人員可以進行更精確和詳細的安全檢查，確保每個電梯使用者的安全。

3.3 電梯調度管理優化

在電梯調度管理方面，5G網絡的高傳輸速率可以實時獲取大樓內安裝傳感器的數據，收集電梯等待人數及樓層、載客人數、時間等信息，通過人工智能技術對這些數據進行統計分析，得到各個信息的大概變化趨勢，再結合系統實時采集的數據，更為精準地管理調度電梯，提高調度系統的總體效率。5G的到來使得電梯物聯網可以與智能電網、智慧樓宇、智能交通等進行信息交互，實現在乘客進入樓宇范圍前電梯就開始工作，用戶也可以通過智能終端遠程向電梯發送乘梯請求，使電梯調度系統可以提前反應，大大減少用戶等待時間。

3.4 電梯的節能優化

由于5G網絡通信帶寬大幅提高，5G網絡可以支持海量終端接入，實現大量無線設備組網通信?，F有電梯中，通過有線連接組網的設備，部分可以改為無線組網方式，從而減少大量的布線和能耗。例如，可以通過無線組網大大減少電梯轎廂中的隨行電纜和電梯機房中的布線，同時還可以減少電纜所消耗的能源。通過5G網絡，還可以實現轎廂的智能照明、電梯的智能調度，從而實現電梯的節能優化。

3.5 使電梯更加智能安全

目前，5G的UNB-IOT技術已成功實現產品化。UNB具有信號傳輸能力強、可實現廣域鏈接、邊緣計算能力強的特點，因此，可以在電梯的主要的核心部件中植入UNB檢測芯片，從而使得這些電梯部件都可以實現智慧通訊。例如，在曳引機中植入UNB檢測芯片，可以實時檢測曳引機的轉速、溫度、抱閘力矩等，通過長時間的大數據比對和邊緣計算，判斷電梯是否處于正常運行中；在限速器中植入UNB檢測芯片，可以實時獲取電梯運行參數；在電梯的層門植入UNB檢測芯片，可以隨時了解層門是否短接、門區是否正常等。所有這些部件數據的匯總，使電梯更加智能化，安全性自然會得到極大的提高。

3.6 自然災害場景的應用

4G網絡的通信基礎設施在遭到臺風、地震等自然災害破壞時，無法為電梯應急救援系統提供通信服務，但5G技術在基礎設施遭到破壞時，5G設備之間仍然可以通過單跳或多跳的端對端方式實現通訊，它也可以作為通信中繼，與附近的5G電梯智能物聯終端交互信息，提高人們安全撤離的可能性，大大減少自然災害造成的損失。

4　結束語

5G時代來臨，萬物互聯有了通訊基礎，電梯物聯網和智慧電梯必將進入實質性階段。5G為電梯物聯網提供了更強大的功能、更靈活的應用，為電梯物聯網的發展提供了新的思路。隨著5G的發展，電梯也將朝著更高效、更智能、更安全的方向發展，最終成為萬物互聯的一部分，成為智慧城市的一員。

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.15.067

2095－6835（2019）15－0160－02

〔編輯：王霞〕