基于大数据的电梯远程安全监控平台研究与应用

孔晓华

(福州联奥电梯工程有限公司，福建 福州 350000)

随着城市化进程的推进，到处高楼林立，电梯作为垂直方向的交通工具,数量和使用频率都与日剧增，与之相关的电梯安全问题也日渐被人们所重视。在众多的电梯安全事件中，总会发生人员受困电梯中，导致严重后果。要使被困人员第一时间得到解救，关键在于使电梯内的状态及运行信息能够及时、有效地传递，需要有智能化的电梯远程安全监控平台。而运用大数据的技术和思维，打破各个电梯间的信息孤岛，实现各品牌电梯、各楼宇电梯间的大数据信息共享，实时掌握电梯的运行、维养、安全风险评估等信息，进而快速响应和救援，是创新当前电梯安全监管模式的重要方式和手段。

1 大数据的概念和特点

“大数据”作为一种概念和思潮由计算领域发端，之后逐渐延伸到科学和商业领域。 大多数学者认为，“大数据”概念最早公开出现于1998年，由美国高性能计算公司SGI首席科学家约翰·马西(John Mashey)提出[1]。 2014年以后，概念体系逐渐成形。经过多年来的发展，人们对大数据已经形成基本共识：大数据现象源于互联网及其延伸所带来的无处不在的信息技术应用，以及信息技术的不断低成本化。大数据泛指无法用现有的软件工具提取、存储、搜索、共享、分析和处理的海量、复杂的数据集合，用现有技术难以管理，需要用现代的逻辑和软件平台进行管理[2-3]。大数据影响着社会发展的商业、经济及其他各领域，是技术发展走向繁荣的前提。大数据广泛应用于垂直整合行业资源，互通生产资料，提高效率。

大数据具有以下四个特点：一是数据量大，过去由于数据集群不够，即使用了数据，依然不足以消除不确定性，因此数据的价值也就被严重低估。近几年，数据一直都在以每年50%的速度增长，数据量急剧增大；二是数据类型繁多，大数据由结构化和非结构化数据组成，由于企业应用的增多，如Email、文档、文件交易记录、Web 2.0数据等出现，导致类型增多。三是处理速度快，从数据的生成到消耗，时间窗口非常小，可用于生成决策的时间非常短；四是相比于巨量数据，有效价值的密度低，大量不相关信息对未来趋势与模式的可预测分析深度复杂，巨量的数据中可能仅有几个有效数据，但其商业价值却是巨大的。例如几个月的视频存量中，可能仅有几秒的画面对于还原事实真相具有决定性的作用[4-5]。

2 电梯安全监管存在的问题

2.1 专业监管团队的规模与被监管电梯不匹配

由于城市电梯数量剧增，具有专业性、技术性的电梯安全监察人员缺乏，而电梯维保的专业性强， 监察人员需要有相当的知识积累和长期的实践经验，培养周期长，导致监管人员与“监管对象” 数量配比上差距悬殊，造成了监管深度不够，力量不足，可能带来监管盲点和埋下安全隐患。维保人员素质参差不齐，甚至可能无证上岗，维保、维修不到位，存在质检安全隐患。

2.2 应急救援不能及时、有效

故障管理传统的管理方式主要依靠人或是故障现场才能发现，甚至故障前兆已经发生了，也无从了解故障真实原因，不能避免损害；故障通知方式单一，存在无法及时接听或通知发不出的情况。由于缺乏有效、科学的分析，维保人员无法判定故障真实原因，导致错失解决故障的最佳时间，也无法准确调动所需的电梯救援力量，导致救援不能及时有效。

2.3 维保质量得不到有效保障

维保公司良莠不齐，而物业公司由于缺乏专业能力，对维保公司的服务质量无法有效评估，因此监督评估手段单一，有的仅靠价格来评判或选择服务商，造成低价竞争，维保质量无法保障，更无法降低电梯事故。

3 基于大数据的电梯远程安全监控平台建设的意义

随着科学技术的发展，电梯安全监控产品已经有四代产品，从简单、单一的采集数据的黑匣子，到基于电话通信技术的有线监控系统，进而发展到基于无线局域网、互联网技术的无线远程智能监控系统。第四代产品主要是依托物联网技术、云计算技术、大数据技术应用的综合智能监管系统，提供物业、电梯、维保、技术监督局协调工作[6]。通过安装在电梯上的传感器和各终端，采集、上传城市范围内电梯设备运行信息，实现实时、智能化的远程监控、故障智能监测、困人报警、智能维保管理、设备诊断等功能，提高电梯应急救援响应及智能化管理。大数据技术应用于电梯远程监控平台，积极解决了电梯总量大、增量大、老旧量大、责任主体分散的电梯安全管理形式，有效预防和减少了电梯安全责任事故，满足了电梯安全管理法律制度的需要；积极促进了政府部门精确监管、维保单位施救及检验及时有效，社会资源更能有效共享及发挥作用，具有积极的社会意义。

4 基于大数据电梯远程监控平台的设计

4.1 平台设计思路

基于大数据的电梯远程监控平台的设计思路，从其功能需求入手，应实现以下三个方面的需求。

首先是应能满足政府监管部门的需求,可以辅助对维保公司、物业单位有效监督，对他们的资质和业绩进行监督和管理，实现对维保公司、维保人员奖惩管理和移动执法，实现对所有电梯的移动管理及应急救援处置，报警联动、事故取证，打造社会共治体系。

其次是满足使用单位的需求，建立公共服务平台，实现对电梯的年检信息、故障评估、预警报警、减少故障发生率、缩短平均救援时间、举报安全隐患，曝光不安全行为。

再者，满足维保公司和维保人员的需求，为维保人员建立有效、轻便的管理终端，提供实时运行数据、故障数据、维保数据，并提供数据分析与参考；为维保单位建立维保管理平台，实现对电梯设备、维保人员的双向监督和管理，提高维保单位管理能力和监管手段。

在以上功能需求分析基础上，设计电梯远程监控平台，如图1所示。基于大数据技术，建立完整的智能化电梯远程安全监控系统， 综合定位信息、互联网技术、无线远程通讯技术等于一体，通过安装在各部电梯的数据采集器、通过GPRS数据传输和互联网，把遍布各处的电梯运行信息实时采集、传递到监视终端。 在质监局、物业、维保单位和监控中心都同步安装监视终端，同时进行组网连接，实现对电梯的运行管理。

图1 电梯远程安全监控系统业务示意图

电梯远程监控系统中的大数据应用结构如图2所示。

图2 电梯远程安全监控系统中的大数据应用结构图

4.2 监控平台的大数据采集

为了确保电梯安全，需要集合大量、多维度的与电梯安全有关的信息。这些信息包括内部的系统数据和外部的政务信息平台数据。内部的系统数据包括电梯运行监测数据(蹦跳报警、打架斗殴、长时间挡门、反复开关门等状态)、电梯检测、检修数据、电梯维保数据、电梯故障报警数据、电梯监察数据、行业数据等[7]。政务信息平台数据包含气象数据、位置信息、互联网、用户等。大数据来源及采集动线图如图3所示。

内部数据将通过安装在电梯系统内的各种监测器采集传送，外部数据通过GPS、数据挖掘共享等获取；将获取的海量数据信息送到大数据分析平台进行分类分析，然后通过大数据的展示形式，根据信息类别和内容发送给有关单位和人员，对有关数据展示的信息进行研判，采取对应的措施，消除电梯事故隐患。

4.3 数据传输

采用电梯设备的传感器采集电梯运行状态，通过Wifi、GPRS网络等无线网络进行传输，组网灵活，扩展性好，通常用于远程数据的采集和传输。

4.4 数据分析

该电梯远程安全监控平台借助传感器、多媒体、网络通信等技术，将电梯的实时运行、故障、救援、管理等数据集合成大数据集，经过大量的数据归纳整合，应用大数据分析技术，根据不同的主题及主体对象进行数据分类处理展示(如图3所示)，整理结果以关联分析展示图、热点分布图等形式展示。

4.5 平台系统的硬件构成及移动终端

平台的系统硬件主要由三部分组成：一是传感器组件，包含采集各处信息的信号采集控制、噪音采集器、温湿度采集器、电梯振动分析仪以及视频、音频数据摄像机等；二是监控终端硬件，包括电源模块、SIM CARD模块；三是监控PC机，包括服务器、工作站、交换机、移动终端等。

应该来说，移动终端也是平台的重要设备之一，在终端方面，它的一切功能可以说都是基于大数据中心来实现的，数据中心为终端提供3个接口，分别用于监测、控制和系统管理。通过大数据分析和应用，功能简洁、画面清晰，方便终端用户操作。

5 案例运用

通过收集电梯相关海量信息，提取有价值的电梯数据，能够实现电梯安全的事先预警，真正做到防患于未然。如图4所示，根据大数据分析的结果，输出某中心商务区的电梯安全事故概率，从中可见，在8∶00-10∶00、16∶00-18∶00，发生电梯安全事故的概率明显高于其他时间段，因此需要该中心商务区的维保人员重点监控这两个时间段的电梯运行状态，并加派人员进行巡查。

图4 某中心商务区电梯事故发生率分析

建立电梯大数据应用体系，为提高城市垂直出行安全的监控、有效管理风险、提前进行突发事件预测和预警，提供了科学、有效的依据，为政府部门、维保单位、社会公众提供了全面、便携和安全可靠的服务。

6 结束语

随着公众对人身安全的重视，安全运行成为电梯企业主要运营指标之一。电梯远程安全监控系统能够有效降低电梯运行事故率，因此研发技术先进、成本低廉的电梯远程安全监控系统非常必要。本文通过对基于大数据的电梯远程安全监控平台进行研究，提出监控系统设计思路，对于实际的设计和应用具有较高的参考意义。