以信息化推进电梯风险管理提升应急处置能力

文/欧阳惠卿 薛季爱

【2016年度“质量风险与应急管理”优秀征文】

以信息化推进电梯风险管理提升应急处置能力

文/欧阳惠卿 薛季爱

基于我国电梯安全水平分析，本文提出要以信息化建设为抓手，推进电梯风险管理、提升应急处置能力。重点介绍了电梯信息化管理中两个重要手段——物联网和大数据的建设构想及其作用。最后，本文从顶层设计、法规标准、基础技术研究和管理理念四个方面讨论了如何加快推进电梯风险管理的信息化建设。

电梯 风险管理 应急处置 物联网 大数据

随着城市化的发展，电梯已成为现代社会人们日常生活不可或缺的交通工具，我国每天有超过1亿人次乘坐电梯。截至2015年底，我国在用电梯的保有量为425.96万台，相比2014年底的359.85万台，增长了18.37%。电梯质量关乎人民群众的人身安全，安全是人民群众的基本权益之一。

一、我国电梯安全水平

电梯属于具有一定危险性的设备，我国将电梯列入“特种设备”目录，并依据相关法规、标准对电梯的制造、安装、修理、维护保养、使用和检验等环节进行严格管理。尽管如此，电梯事故还是偶有发生。图1给出了2009—2015年我国在用电梯的保有量和事故数量。虽然，我国电梯整体安全（万台设备事故数量）与发达国家保持在同一水平，而且事故率呈逐年下降趋势。可，一旦发生电梯事故，往往会造成严重社会影响。

图1 2009—2015年我国在用电梯的保有量和事故数量

以2015年为例，我国共发生电梯事故58起，造成人员死亡46人。事故原因中，安全附件或保护装置失灵等设备原因39起，违章作业或操作不当原因13起，应急救援（自救）不当导致的事故2起，管理不善或儿童监护缺失以及乘客自身原因导致的事故4起。

图2 2015年58起电梯事故原因分析

通过事故原因分析，若加强对设备的风险管理和风险预警，一些事故是可以预防的。2015年，有67%的事故是由于安全附件或保护装置失灵等设备原因导致的。若加强设备的风险监控和维护保养，在一定程度上可以预防类似事故的发生。

在当今“互联网+”快速发展的情况下，电梯的风险管理可以通过大力推进“互联网+”的信息化建设，来提高电梯安全水平和应急处置能力。目前，“互联网+”信息化建设的两大重要内容就是电梯物联网建设和大数据平台建设。

二、电梯物联网的建设

国家质检总局发布的《2013年特种设备安全监察与节能监管工作要点》就提出：“推动物联网技术在电梯、起重机械等特种设备监管中的应用试点”。自2012年起，北京、上海、杭州、福州、广州和南京等地先后正式开展城市电梯物联网监控应用建设，建立了统一的电梯应急处置中心，以应对电梯快速增长和故障频发现状的需要。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，通过二维码识读设备、射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备，按约定协议，把任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。近年来，物联网技术在电梯行业中逐渐得到推广应用，基于许多电梯制造企业对其产品建立了物联网平台，一些专业第三方服务商也在建立和推广电梯管理物联网平台，部分地方特种设备安全监督管理部门同样在推动建立电梯物联网平台，用于风险监控。

1. 电梯物联网平台基本架构

各企业基于不同的技术建立了不同的物联网平台，但都具有一定的共性。从基本结构来说，电梯物联网平台一般由感知层、汇聚层、应用层构成，如图3所示。

图3 电梯物联网基本架构

感知层一般由各种类型的传感器和终端主机构成，其主要任务是由传感器采集电梯实时运行状态的数据，主要包括电梯报警数据、工作状态、异常事件、日常维保数据、主要故障代码等，并通过终端主机和无线模块收发数据。

汇聚层主要是将从感知层收集的数据进行汇总和初步处理，然后，数据通过无线网络传输至应用层的管理服务器。其中，部分数据还需要发送至应急管理人员（或平台）。

应用层主要是基于电梯运行管理服务器搭建，重点是对建立数据进行汇总和分析。应用这些数据的可能是监管部门、使用单位、维保单位等。这些不同单位依据各自的权限可以通过PC或专用客户端软件亦或手持客户端APP，对电梯的运行状态进行查询、浏览和管理。

2.电梯物联网的功能

综合运用传感器技术、RFID标签、嵌入式系统等物联网关键技术构建的电梯物联网平台，基本具有以下功能：

① 能够实现电梯远程监测技术和不同结构网络间的数据传输，包括互联网和3G/4G网等，确保在任何时间和地点都能够实现互联互通；

② 系统具有良好的开放性和兼容性，通过制定技术协议规范和要求，让制造企业、维保单位、专业服务机构、监管部门的系统能够方便接入；

③ 平台功能全面，包含电梯状态监测、故障诊断、故障预警、故障报警、维修保养管理、人员管理等功能，而且具备一定的信息分析能力。

三、大数据平台的建设

大数据是新一代信息技术的主要发展方向之一，核心理念是相关主体在各种活动中将自觉或不自觉地形成一系列数据，且这些数据具有随机性、全过程、全覆盖的特征。当电梯活动中的相关主体能得到充分的数据信息时，则可以对未来的行为作出理性判断，其活动自然会更加规范。我国在用电梯已经超过425万台，其庞大的基数构成了一个海量的数据源，从海量数据中发现知识、寻找隐藏在数据中的模式、趋势和相关性，运用这种大数据的理念去统领日常工作，并以大数据为基础构建一系列的机制去弥补现有机制的不足，这将成为我国电梯安全监管创新的一个新的方向。

电梯监管大数据平台可以由数据监测收集、数据分析、数据应用三大功能组成，数据应用还具有数据反馈的功能，总体结构如图4所示。

1.数据监测和收集

数据主要来源于电梯检验数据、监察数据、监督抽查数据、物联网数据、行业协会数据、保险机构数据、媒体数据等。一部分数据可以自动存储，如：检验数据，可以将电梯检验机构的数据按照一定规则自动上传至大数据平台；开工告知、生产单位资质、行政处罚等监察数据，也可以通过监察系统按照一定规则自动上传至大数据平台；连入物联网的电梯实时在线数据，主要包括故障、困人和维保等信息，也可以自动导入大数据平台。另一部分数据需要人为输入，如：一些行业协会的数据、保险数据、媒体对电梯的相关报道数据，对于这部分数据可以设立专门的机构或者系统进行跟踪、收集和录入。

2.大数据分析

大数据本身没有价值，只有通过加工，即从海量数据中发掘规律，才可以引导未来的行为。面对已经收集的海量数据，应进行筛选，对含有意义的数据进行专业化处理，进一步提高对数据的加工能力，通过加工实现数据的增值。如，可以从检验数据和物联网的数据中进行挖掘，某种类型的电梯常见故障，或某个部件失效的概率、甚至使用寿命，由此可以对未来的故障进行预警，从而降低事故率。或者可以从大数据中发现某种类型电梯（或部件）通用的质量缺陷，从而为产品召回、改进设计提供有力的数据支撑。

从技术上看，大数据已经无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构，也就是通过云计算来处理。大数据的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。

3.数据应用

运用大数据的最终目的是要去支撑和指导电梯风险管理工作，可以应用于应急救援、故障预警、监督抽查、行政执法、信用等级评定、法规标准的完善等工作。应用大数据开展这些工作时，也会有数据反馈给大数据平台。

图4 电梯风险监管大数据平台功能结构框图

大数据平台现已应用在电梯维保的监管上，维保人员在“何时”“何地”“维保了电梯的哪些部位”都通过物联网传感技术存储在大数据平台中，使得在维保过程中的“偷工减料”等行为无所遁形。可以依据大数据平台的数据对维保单位进行信用评级，将缺乏信用的维保单位列入“黑名单”，并实施重点安全监察。这些工作将有助于推进维保质量，降低电梯故障率，淘汰不合格的维保单位。

大数据平台的一个非常重要的应用就是在电梯困人时的应急救援。目前，全国多个地方都基于物联网和大数据平台开发了电梯应急救援系统。对入网的电梯运行信息进行实时采集，一旦发生电梯困人情况，系统能自动识别，并能在第一时间内完成对救援单位的调度，并通过物联网技术跟踪救援全过程，使得救援时间大大缩短，而且有效降低了因乘客盲目自救而导致的伤亡事故。

四、展 望

“物联网+大数据”是“互联网+”信息技术的高度集成和综合运用，是我国战略性新兴产业的重要组成部分。“物联网+大数据”在电梯风险管理领域的应用，将具有划时代的意义。虽然各地/各单位相关的平台建设也日趋成熟，但“物联网+大数据”在电梯风险管理领域的应用，还存在着目标不是很清晰、法规依据不充分、支撑技术不全面、管理理念落后等问题。为了全面推进电梯风险管理“物联网+大数据”平台的建设，未来相关工作可以重点聚焦以下几个方面：

1. 因势利导，做好顶层设计

目前，开展电梯物联网和大数据建设得到了越来越广泛的重视，地方行政主管部门、电梯制造企业、维保单位、检验机构和第三方服务公司等都在做，各自都有不同的利益诉求。因此，平台的功能和内容各不相同，有些方面存在重复建设，有些方面存在利益冲突。故，国家特种设备安全监督管理部门应做好顶层设计，重点要解决好谁来建、建什么、怎么建、怎么用等问题，通过规划好电梯物联网和大数据平台的建设，来推进电梯风险管理信息化建设又好又快发展。

2. 完善法规标准体系

目前，相关法律和标准的建设落后于电梯物联网和大数据平台的发展，一定程度上制约了其推广应用。为此，国家特种设备安全监督管理部门应制定和完善电梯物联网和大数据平台的法规和标准。在法律层面，建议修订《特种设备安全法》等法律法规，增设鼓励采用物联网和大数据等新技术、新方法以及加强对电梯安全运行监管工作的要求，为电梯风险监管信息化工作提供法律保障。在技术层面，加快推进相关标准的制修订，当前标准化的工作重点还应放在采集终端的功能、性能、接口标准，网络传输通信协议标准和数据分析处理标准等，以更好推进数据融合共享。

3. 开展关键技术研究

首先，加强硬件基础研究。在物联网技术体系中，我国最薄弱的就是微电子技术、微细加工技术、系统级芯片SoC设计技术、纳米材料与技术等基础技术，应加大研究投入和规划。其次，加强智能技术研究。大数据超出了单计算机的范围，从量变走向了质变。云计算给它提供了巨大的计算能力，互联网给它提供了海量的信息，传感网给了它主动收集所需信息的能力，需要进一步加大对相关数据的加工处理研究，以提高数据分析能力和应用有效性。

4.更新管理理念

技术发展往往会推动管理理念的更新。在电梯风险管理面对物联网和大数据的信息化时代，不论是行政主管部门，或者是制造企业、维保企业、使用管理单位，还是检验机构等，都需要及时更新管理理念和管理方式，以适用和融合“互联网+”时代的发展，更好地推进电梯风险管理，提升应急处置能力。

[1] 国家质检总局. 国家质检总局关于2009-2015年全国特种设备安全状况情况的通报[EB/OL]. [2016-04-05].http://www.aqsiq.gov.cn/xxgk_13386/ ywxx/tzsb/201604/t20160405_463840.htm.

[2] 国家质检总局. 国家质检总局2013年特种设备安全监察与节能监管工作要点[EB/OL]. [2013-2-1]. http://www.aqsiq.gov.cn/xxgk_13386/jgfl/ tzsbaqjcj/tzdt/201302/t20130204_342449.htm.

Based on the analysis of elevator safety in China, this paper proposes to promote the elevator risk management and strengthen emergency response capacity by focusing on informatization development. Then, the paper introduces two important methods of elevator information management - the concept and function of Internet of Things and large data. Finally, this paper discusses how to speed up the informatization in elevator risk management from the aspects of the top-level design, regulations and standards, basic technology research and management concept.

Elevator; Risk management; Emergency disposal; Internet of things; Big data

（作者单位：上海市特种设备监督检验技术研究院）