物聯網趨勢下特種設備可視化管理的研究

徐晉科

（中國電子科技集團公司第四十九研究所）

新的技術運用是保證特種設備管理效率的關鍵，特種設備管理過程要想實現可視化管理，必然要借助有效的技術方法，通過實踐分析，總結了特種設備可視化管理過程運用物聯網技術的有效方法。作為相關技術人員，要加強物聯網技術的應用與學習能力，全面的探索更加高效的可視化管理方案，從而高效的運用到特種設備管理過程，進一步為特種設備管理工作開展提供有效技術支持，具體分析如下：

一、物聯網技術和特種設備

信息科技產生的第三次革命就是物聯網技術，該技術主要是依據約定的協議，利用信息傳感設備，連接設備與網絡，從而保證物體在信息傳播媒介中，將信息的交換與信息的通信工作全部完成，讓智能化識別，定位、跟蹤等多個功都能發揮出來。廣泛應用物聯網技術，讓傳統意義上網絡技術的束縛被打破，而設備運行信息也可以動態記錄下來，還能在較適合的時間內詳細分析數據信息。物聯網技術是利用智能系統開展管理設備的工作，并且應用在特種設備檢查系統當中非常實用。所謂特種設備是在生產的整個過程中，廣泛應用的設備，具體包括電梯，壓力管道，鍋爐等。依據性質的基本特點，特種設備可以分類為承壓類，機電類兩種類型，而特種設備的典型代表就是鍋爐，壓力容器以及壓力管道，整體上都屬于承壓類特種設備。機電類特種設備的典型代表主要包括大型游樂設施，電梯和起重機械等。不管是哪一種設備，都在生活和生產中發揮著應有的作用，其中在生活中應用較為頻繁的是電梯，需要充分考慮電梯維修的復雜程度和危險性，在物聯網技術的大力發展與實際應用下，電梯檢驗管理過程相對比較完善，應用效果也很好。

針對特種設備管理工作而言，本質上有些難度，特種設備檢驗管理的發展趨勢目前已經向著可視化，動態化管理方向發展，以實時測量系統與特種設備安全大數據為代表，在特種設備中應用可視化管理方法。特種設備可視化管理，主要有兩個優勢較為明顯，必須加強重視程度。第一，利用可視化管理，能夠讓設備位置與運行狀態直觀顯示出來，設備運行時可以全方位實施監管，有利于對過程變化的詳細追溯。第二，延展性是可視化靜態的特點，除了能夠讓特種設備管理水平增強以外，還能把可視化模型直接接入設備，并實時運行數據信息，讓三維模型狀態得到有效構建，切實提高數據應用水平。另外，可視化表達能夠讓功能不斷延展，而特種設備智能化管理，安全隱患排查等都可以在延展中不斷發展。

二、特種設備可視化管理的優勢

關于特種設備監管工作，目前是有挑戰面臨，只是將監管人員數量在增加，無法與改革方向相符合，而且操作相對較為困難。目前發展的形勢下，各個地方在運用電梯安裝，能夠實時運行監測系統和特種設備安全大數據的建設工作。特種設備信息采集，有關設備參數信息仍然是在利用數據庫來完成，該數據庫不僅結構簡單迅速，而且在底層數據當中非常適用，可以充分滿足未來物聯網的多方面需求，但是不能給用戶和監管帶來更大的方便。單元仿真模型的建立使用，是把特種設備數據直接轉換成可視化的表達，促使更多的優勢得以真正顯現。

1.設備狀態的動態管理

狀態實時變化是特種設備的主要特點，而且可以變化的還有設備位置和設備狀態。但是，眾多使用單位，在管理水平上不強，頻繁更換安全的工作人員，無法及時記錄設備的狀態，導致實際情況與信息監管出現各種問題，也讓數據產生無效的結果，進一步增加了監管工作的難度。運用可視化表現，對設備位置與狀態的直觀化有利，還有利于及時進行變更，對追溯變化過程非常有幫助。通過全面的實施動態管理，這對提高特種設備使用安全有著重要的作用，因此，相關研究過程要加強對設備的可視化動態管理研究能力。

2.可視化表達的延展性

可視化表達具有延展性特點，有利于設備的日常管理，對未來物聯網發展也有幫助，這是可以視化表達的最大價值。物聯網底層終端接入網絡以后，設備感知層可以提供很多設備，全面運行數據信息，而管理平臺中應用層系統不要只是停留在數據庫信息狀態下，否則信息無法得到良好利用。除此之外，仿真的可視化模式，能夠將信息順利接入，并且能詳細展示信息內容。應用層可以進行功能延展的基礎是通過可視化表達來實現，為特種設備智能化管理，排查安全隱患帶來更為廣闊的發展空間。

特種設備監管不同于其他監管工作，在不斷使用設備的過程中，積累了很多故障與風險問題，加上設備的迅速增長，很多問題會集中化出現。制造技術在更新的狀態下，不僅最新設計理念與設備類型需要評估安全性能，而且還要在老舊設備不能依據新標準優化的情況下，全方位評估設備的可靠性，促使特種監管難度不斷加大。實施可視化管理，可切實讓整體管理水平獲得提高，保證設備運行時的安全性。

三、特種設備可視化管理的實現

為了全面的實現特種設備可視化管理，必然要對現有設備進行全面的升級，同時運用智能化技術，結合物聯網發展實際，全面的加強設備管理，提高檢驗儀器運用效率，從而構建更加完善的可視化信息服務平臺，為特種設備的可視化管理提供有效技術保證，具體分析如下：

1.升級改造

要想讓生產廠家升級改造老舊的通信模塊，并在特殊環境下布置信號增強模塊，可運用5G 技術特點，讓會話數據在較小空間實現終端的無線傳輸，有效避免在空間布置基站進行線纜的連接。通過結合具體設備，全面的進行升級改造是必要的，在此過程中需要技術人員深入工作之中，結合特種設備使用情況，全面的運用物聯網技術，有效的將技術運用到特種設備的升級改造過程，保證設備能夠實現可視化管理。

2.檢驗人員的檢驗儀器必須智能化

人員必帶有效工具的檢驗是通過5G 通信終端完成，利用智能終端檢驗儀器，對設備數據進行直接讀取，有利于對特種設備的檢驗。具體而言，以下有三個場景技術，分別承載著各自的功能：

第一，mMTCf 場景技術可以讓傳感參數采集需求獲得更多支持。

第二，eMBB 場景技術可以讓特種設備檢驗行業的超高清視頻傳輸與大帶寬業務需求得到有效解決。

第三，urLLC 場景技術能夠讓無人機檢驗設備之間的通信需求得到充分滿足。

在特種設備的運維管理系統過程中應用5G 通信技術，能夠讓設備行業的智能化進程加快，為智能化特種設備運維監管奠定堅實的網絡通信基礎。利用視頻，聽覺、觸覺等感知特種設備運行情形，主要是智能化情景高度模擬人工行為，再運用5G 通信技術傳輸特種設備運行特征參數，后臺數據庫利用數據的整合，讓運維驗證監管平臺能夠統一化，并積極處理與開發數據信息，讓大數據中心集中分析形成，有效結合視頻圖形的詳細分析與定位，利用云平臺進行內容的發布，促使專家視頻輔助驗證和平臺檢驗的可能性實現。除此之外，對于管理層來講，可以全面管理特種設備運維部門和人員檢驗，讓一個中心指揮實現，也讓實時聯動完成，進而將指令，救援、調查全面統一起來，真正意義上形成特種設備智能化運維管理機制的全面性覆蓋。

3.特種設備可視化信息服務平臺

作為監督管理的部門，需要讓特種設備廠商開放通信端口能夠大力得到推動，監督管理與檢驗部門利用多種方式讓在線監控，只監不控實現，以此獲得特種設備參數當前運行的情況。5G 基站和信號增強模塊的布置，能夠讓檢驗儀器，采用數據的復雜性積蓄得到避免，切實也讓數據檢驗的可靠性提高。低功耗的特征，讓便攜式一體化檢驗工具的供電問題得到解決，有利于檢驗人員的工作，也讓檢驗的質量和檢驗的效率不斷提高。所以信息服務平臺，整體數據在來源方面是屬于多樣化的，包括檢驗人員的移動感知數據，在線監測等，在平臺動態化管理特種設備，能夠全面監測設備的實用，信息參數等情況，再運用云技術統一集中存儲通道數據信息，在分析與開發中讓資源共享得以實現，透過系統重點及時預警存在的問題或者是超周期檢驗的特種設備，將問題直接報告給社會監管部門。數據中心本質上與服務平臺兼容，能夠將設備預約檢驗與網絡打印報告整合起來，形成特種設備和檢驗管理系統，還能提供信息服務的相關平臺。每一臺特種設備，如果都有附碼，用戶在使用時就可以利用手機進行掃碼登錄客戶端，從而將設備需要的信息獲取下來，有利于特種設備使用的安全性，對預警也有積極作用。

四、物聯網趨勢下特種設備管理可視化的設計

有效的開展特種設備可視化設計是必要的，運用物聯網過程，需要針對性的加強設計水平，從而提高特種設備可視化管理能力，保證特種設備管理安全。

1.物聯網技術的特種設備信息化平臺設計

在科學技術日益發展的今天，信息化越來越受重視。所謂信息化平臺，基礎就是特種設備可視化的良好實現。可視化管理可以利用信息化平臺，將建模處理工作完成，從而為特種設備管理工作提供全方位的技術扶持。設計特種設備信息化平臺時，設計平臺系統構建應該涉及分析模塊，儲存模塊和傳遞模塊幾個方面，而且在使用的硬件設施中也是多樣化的，包括儲存系統，數據傳感器節點、平臺數據處理器等。通過設計模塊與硬件設施的有效聯合，可以讓特種設備數據分析水平不斷提高，還強化平臺運行的穩定。定位特種設備信息化需求與功能定位，特種設備信息化平臺設計可以讓企業資產管理系統的連接問題得到有效解決。以特種設備信息化平臺為例，可以依據設備實際運行的現狀，將檢驗周期與有效期生成，從而生成設備管理信息，還要系統化記錄設備的維修與保養狀態，讓預期的管理目標能夠實現。通過結合物聯網技術，全面的構建信息化平臺，不僅能為可視化管理提供保證，同時也加強了對設備的全方面監管，提高了設備使用安全，以更好地保證特種設備運行質量。

2.三維可視化仿真系統的設計

在物聯網的發展形勢下，特種設備管理在可視化功能方面趨于科學化與先進化，很大程度上提高了三維可視化仿真系統的設計水平。特種設備三維可視化仿真系統，是由多個方面組成，包括系統設計，可視化功能、數據庫信息訪問，以及網頁學習等功能。

進行系統界面設計的整個過程中，在信息化平臺上可以顯示特種設備信息，比如標題欄，顯示列表、工具欄等，而在眾多信息中負責多媒體庫模塊與相關管理內容的是控制面板，能夠準確將數據庫內容顯示出來，有的學習模塊信息，在顯示時非常準確，可以讓模型顯隱操作得以形成。開展結構與功能可視化設計的工作，可依據特種設備結構，應急演練模塊情況，促使設備管理能力不斷加強，而且還能實現結構與功能的可視化。最為重要的是可視化仿真文化可以集成到平臺，特種設備結構模型可以讓運行中的信息更好的被顯示出來，而且依據設計的基本需要對相關功能進行添加。為讓工作人員操作與管理特種設備更為方便，可以充分考慮在系統當中加入視角切換功能和交互操作。

SkecthUp 軟件的功能和作用很強大，可以讓建模仿真需求得到完成，該軟件是3D 建模軟件，在復雜造型與深度渲染方面雖然不是很完善，有諸多不足之處，但是應用在建筑場景當中，直接影響并不大。

第一，關于特種設備管理可視化，在建模的過程不需要對操作進行強化，只要結合車間BIM 就能夠讓管理目標真正實現，當然設備運行信息與設備位置信息也能夠直觀表達出來，進一步發揮出SkecthUp 軟件的優勢所在。

第二，SkecthUp 軟件模型數據庫有很多，電梯和起熱處理機可以采用標準模式，特種設備即使不同也可以同樣使用該軟件，只要在標準模型前提下，基本參數加以改變就能夠讓快捷性表達完成。

第三，該軟件的有效應用，可以構建標準模型，再把模型構建視為一個標準化的圖元，有效結合參數對內容進行全面優化與修正。

第四，把設備安裝在需要的虛擬環境中，如果有移裝和加裝的需要，可對設備的位置進行改變，以此讓實際的需求真正得到滿足。

關于特種設備管理，可視化變得越來越專業化，智能化和精細化，在物聯網的形勢下解決現有特種設備運行管理的難度至關重要。特種設備未來運行管理的整個過程中，不僅要建立可視化模型，而且還要對特種設備下的BIM 應用技術進行全面創新，從而獲得特種設備下的可視化數據信息，促進特種設備可視化管理的未來發展。

五、結束語

總之，新時期技術的不斷發展，也進一步為特種設備管理工作開展提供了有效保障，特種設備的管理更加需要實現可視化，可視化管理保證了設備使用安全，能夠實時對設備進行全面監控，提高了設備使用效率。作為工作人員，更要不斷加強對物聯網技術的研究，通過將其融入到可視化管理過程，必然能保證特種設備管理安全。希望通過以上闡述，能進一步提高物聯網趨勢下特種設備可視化管理水平。