智慧电梯运行监管系统设计及关键技术

孙文亮

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，本文针对物联网技术在电梯维保管理中的应用，做了简单的论述，总结了技术的应用优势和应用策略，提供给相关人员参考。经过研究验证物联网技术在电梯维保管理中的合理应用，对提高电梯维保管理水平，增强电梯运行的安全性和可靠性，有着重要的意义。现结合具体实践，进行如下分析。

关键词：物联网技术；电梯维保管理；智慧电梯；电梯物联网

引言

智慧电梯是智慧城市和平安城市建设的重点布局，对促进社会和谐发展，发挥着重要的作用。目前，部分城市已经大范围、大力度推进智慧电梯物联网智能管理创新工作。从当前物联网智慧电梯的使用实际来说，为平安城市建设以及智慧城市建设实践开启了良好开端。未来，通过引入物联网和互联网以及大数据等先进科技手段，很大程度上能够提高城市管理效能，助力平安城市、智慧城市的建设。

1電梯物联网的应用优势分析

基于大数据环境，电梯物联网以平台对接的形式，能够为企业或者有关管理部门提供数据信息，使其能够及时掌握电梯运行的情况和维保情况等，通过电梯运行数据的收集，形成最终的报告，为维保管理提供支持。主要应用优势如下：

1.1大数据共享

基于大数据和物联网技术，构建的电梯物联网数据库，其管理客户既可以是企业，也可以是政府部门，能够实现大数据共享，数据底层的信息发送给数据中心进行相应的处理，使得公众能够掌握实时场景，电梯运行和维护情况对各个客户端来说都是透明的；

1.2可靠性强

在实际应用中，电梯企业和维保企业等，能够高效开展有效信息以及数据的交换，实现对电梯的智能化管理，确保电梯运行的可靠性和安全性。基于物联网技术和大数据技术等的电梯，其运行可靠性得到了极大提升；

1.3安全性高

基于各类技术手段，电梯运行信息获取的手段和方式不断增多，使得电梯日常安全监督工作更加便利，维护与保养工作的速度不断提高，极大程度上提高了电梯的信息化水平，提高了电梯的应急处理能力。当电梯运行产生故障时，可以不再依靠受困人员或者应急警铃等提示，系统客户端能够及时获得电梯运行故障信息，提高了故障处理的效率，增强了电梯运行的安全性。

2关键技术

2.1监控单元

监控单元是传感器和辅助设备的统称，由机房设备、轿厢外设备和轿厢内设备构成。其中，机房设备主要负责实时地采集电压和电流信息，计算电梯功率及能耗并定时发送电梯能耗信息，检测故障，产生故障代码，记录故障点前后数据，并主动通过无线网络向轿厢下位处理器报警；轿厢外设备主要负责实时地采集电梯的位置信息，当电梯楼层变化时向轿厢下位处理器发送楼层信息；轿厢内设备主要负责探测电梯门的开关状态和电梯内是否有人，当电梯门开关状态变化或电梯内有人没人状态变化时，向轿厢下位处理器发送状态更新信息，并通过USB接口传输到轿厢上位处理器。发生困人故障时，自动播放安抚音视频，安抚乘客情绪，避免危险升级；轿厢上位处理器处理轿厢下位处理器的信号和音视频信号，并通过无线网络向中控台传输数据；监控单元连接强电、视频、音频、机械开关等多种传感器，负责实时监控电机、轿厢内外设备的状态，记录轿厢内的视频，并负责与中央控制系统和手持设备的信息传输。监控单元在外接电源断电时，能自动启动后备电源，保证轿厢内的照明、传感器和通信设施正常运行。

2.2信息传输

对机房设备、轿厢外设备、轿厢内设备和中控台之间信息传输要求是：实时、可靠、低成本、易维护，分别采用如下方式：1）轿厢单位与中控台通信。用于实时上传电梯系统运行的状态信息，包括电梯楼层数、电梯门位传感器、电梯振动状态等。考虑到安装的便利性，轿厢内设备与中控台通过4G无线方式信息传输，其特点是不需要铺设电信设备，便于本电梯运行状态监测系统安装。2）轿厢内设备与机房设备通信。用于实时传输机房设备采集曳引机电压信息、电流信息、振动信息，以及机房的温度信息、湿度信息。两个控制单元间采用470/433MLoRa无线扩频通信模块，采用9000波特率的串口透明传输工作模式，构成点对点数据传输网络。相比采用随行电缆的方式，不需要布线，降低了系统成本和安装成本。3）轿厢内设备与轿厢外设备通信。用于实时传输轿厢外设备采集的电梯运行状态信息，包括门位传感器信息、电梯加速度信息、电梯振动信息，因为轿厢内、外设备均安装在电梯轿厢上，采用基于RS232的有线通信方式，其特点是采用成熟的通信方案，能降低系统成本。

2.3大数据分析

系统选用Hadoop作为大数据分析工具。对1部电梯而言，中控台汇总该电梯长时间的运行状态信息，包括电梯的运行、能耗、厢体振动信息、楼层停留、电梯门的开关等信息。通过大数据分析，可判断电梯运行状态，实现电梯和电梯门的按需维保，降低维保费用。对于运行状态较差的电梯，可实现事故的预警与预报；从区域上看，中控台汇总了某个地区的电梯运行数据，包括某个区域的电梯使用频率、载客量等。通过数据分析，可以评价各品牌的电梯质量、各企业的维保水平、各物业公司的管理水平。同时给出该区域的人流、物流画像，为城市管理人员精准制订政策提供依据。

2.4云计算

为实现多个区域电梯运行监管的一体化，系统设计了基于云计算的架构，各层划分如图3所示。aas层和部分paas层复用通用的云架构要素。主要由云服务厂商提供计算、存储、性能并发、容灾、安全防护等基础能力；通信运营商提供通信通讯和带宽能力。在paas层纳入物联网行业级平台解决方案，参照业界发展较好的百度天工，用来支持saa层的行业IOT设备。类比车联网应用，以“梯联网”的方式把电梯运行监管的完整平台接入SaaS层主要是面向用户的电梯运行监管云平台的具体应用，比如应用软件、终端软件、行政行业管理软件、其他接入系统等。

2.5电梯维保APP

受到从业人员素质条件制约，维保人员管理是维保公司棘手问题，面临维保人员瞒报、漏报、维保偷工减料的问题，造成了电梯运行的安全隐患。电梯运行状态监测系统为维保公司设计了电梯维保APP，能与小区物业部门联动，快速、有效处理电梯事故。主要有两个功能：1）电梯事故处理管理。当电梯发生事故时，中控台向小区物业、电梯维保负责人的移动端推送电梯故障信息，并在中控台上实时监测维保负责人的位置信息。通过电梯内被困人员、维保人员、物业人员，以及救援人员的多方通话，快速、有效地处理电梯事故。2）电梯维保管理。针对电梯维保人维保现场管理难的行业痛点问题，中控台系统一方面检测维保人员到达维保现场、离开维保现场、停梯的时间，一方面监测电梯维保前、维保后的运行、振动状态，评估维保质量。在电梯维保时间和维保质量上全面监测，为维保单位提供维保人员责任心、专业性评估。

结语

综上所述，电梯维保管理工作中物联网技术的合理应用，发挥着积极的作用。在具体运用中，通过数据采集和管理、监控电梯运行状态、构建物联网平台等方式，辅助管理工作的开展。从实际应用的效果来说，此技术的应用，发挥着极大的作用，具有较高推广应用价值。

参考文献

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[3]郭亮.物联网技术在电梯监管系统的应用研究[J].自动化应用，2018（6）：149-150+152.

（作者单位：杭州西奥电梯有限公司）