智慧电梯大数据平台研究
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摘 要：智慧城市利用先进的信息技术实现城市智慧式管理和运行。利用智慧城市的思想，结合大数据分析以及物联网技术来解决电梯运行中的安全问题，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续发展。首先对智能电梯大数据平台模块基本设计思路进行介绍与阐述，之后介绍了关于平台的子系统扩展，并运用GIS网格化沙盘决策分析方案可行性，方便读者对于现代智慧城市中基于大数据与物联网技术的电梯安全问题做进一步了解。
关键词：智慧电梯;大数据平台;物联网;GIS网格化;網关;电梯运维
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2020）03-00-03
0 引 言
伴随着经济的快速发展和城镇化进程的不断深入，我国电梯行业正经历着一个高速发展期，对电梯安全性能和控制系统的要求也越来越高。生活在城市里，我们每个人每天都至少要乘坐一次电梯。到2050年，城市居住人口将高达70%，电梯的拥有量和使用量都将迅速增长。我们每天都在使用电梯，看似很熟悉，但据调查显示，每部电梯平均每年都有2天无法工作，或因故障，或因保养。而近年来，电梯安全事故频发，仅2016年，就有41人被困电梯而殒命[1-2]。电梯安全问题频发，加之维护成本、物业管理成本高，传统的技术和手段已经很难从根本上解决问题，物联网大数据因其具有数据收集全面、传输迅速等特点，成为了解决电梯问题的重要倚仗[3-4]。
1 基本设计思路
目前电梯物联网网关分为分离式和集成式共两种。分离式方案将网关功能与DTU功能分离，缺点不做过多赘述。现有集成方式的通信部分也面临需要兼容各种接口而现场只使用其中一种或几种的情况，导致了不必要的浪费。兼容较多的接口给现场接线也带来了不便，接口的固定很难适应复杂的现场[5]。考虑到上述问题，本文提出了集成网关的通信接口模块化设计。基本设计思路：在硬件上采用相对统一的接口，接口的统一化需要底板与模块板的对接部分均使用TLL电平。通信模块分为三种类型，分别为RS 232，RS 485和CAN通信模块。
CAN模块中部分MCU的CAN控制器数量较少，可考虑采用SPI方式扩展，因此CAN模块需要区分普通CAN模块和扩展CAN模块。电梯物联网黑匣子的通信模块设计不仅要做到接口丰富，更要实现即插即用、任意插接自动识别，无需参照繁琐的通信电路接线图即可方便接线，同时还可以根据现场情况任意对接[6-7]。
2 智能电梯大数据平台设计思路
智能电梯大数据平台基于5G网络的推广，围绕电梯安全、应急救援、电梯维保的信息化服务，打造国家级物联网大数据服务平台。智能电梯大数据平台设计思路如图1所示。
国家智能电梯大数据平台建设内容主要分为三大体系、四个层面，采用五个手段、七大算法、实现九大能力，具体内容如下：
（1）“三大体系”包括信息安全保障体系、建设运行保障体系、标准规范保障体系;
（2）“四大层面”包括基础设施层（系统平台、应用桌面、移动终端、电梯覆盖）、数据资源层、应用支撑层（采用各类接口完成平台无缝连接应用系统）、业务应用层;
（3）“五大手段”包括图表技术、模板技术、地理信息、视频管理、痕迹管理;
（4）“七大算法”包括EAV模型（Entity-Attribute-Value，实体-属性-值）、人工智能、流程管理、预案执行、推算机制、预警机制、触发联动;
（5）“九大能力”包括语言接口、百万并发、即时通信、敏捷响应、关系处理、云端计算、横向连接、并存拓展、技术支持。
3 平台子系统扩展
3.1 电梯应急救援处置系统
该系统以电梯设备安全运行为目标，以应急救援呼叫响应为核心，以GIS网格化管理为指引，以多种互联网+产品为工具，在开展电梯应急救援三级响应、故障处置以及事件处理等工作中，提供信息化手段支持，提高指挥、调度、协调效率，改善指导、支援、安抚互动效果，并完整记录过程痕迹和相关文本资料和报告[8-9]。应急救援处置系统流程如图2所示。
3.2 电梯运维管理系统
该系统以物联网和云计算技术为依托，对电梯维保进行全网管理和实时监控，能覆盖维保合同管理、维保预约、维保任务、轨迹跟踪以及人员、电梯管理的全流程[10-11]。通过佩戴智能作业设备将传统的运维上报转变为文件+现场视频上报模式，模式的革新将有效杜绝电梯维保作业顽疾，并提供真实可靠的维保数据，业务流程如图3所示。
3.3 电梯隐患排查预计系统
该系统通过事故隐患表单报告的方式实现各类电梯事故隐患排查治理工作数据的记录、流转和处理，从而达到隐患排查治理信息闭环的效果。借助电梯动态监测仪和运行数据异常情况实时监测系统模型，电梯预警信息管理系统构建了安全预警模型和电子机器人算法，能够实时监控电梯安全风险发展趋势，并根据监控结果发出预警信息，提醒相关单位及时采取安全风险预控措施[12-13]。电梯行政监察管理系统流程如图4所示。
3.4 电梯GIS地理信息沙盘决策支持系统
沙盘模型结合投影技术是一种集艺术性、演示性以及知识性为一体的高科技展览展示手段。使用者可俯瞰所辖电梯全局，同时与沙盘进行互动，全方位、多角度立体了解事物全貌及运动规模。本系统同时具有GIS地理信息电梯定位、相关责任单位定位、人员轨迹监控、应急调度指挥等功能，可为安全管理工作提供地理位置信息的数据支持[14-15]。以规定地理、图表、报表等方式，实现“纵到底”“横到边”“底子清”“状况明”的直观俯瞰功能。以自定义方式有针对性的进行数据深入挖掘，采用多种统计分析模型获得结果，并以多媒体方式表达，为领导决策提供技术手段[16-17]。 本系统可以定位个案，查看应急救援与日常运维等人员的轨迹、地图定位、视频、案件报告等痕迹信息，可立即干预和下达指令。地理信息沙盘决策支持系统如图5所示。
3.5 电梯动态运行监测系统
该系统使用动态监测仪实时采集电梯主板信息，利用信息挖掘技术采集系统中的信息资源，并可根据监测项目如厂家、地区、种类、环境等的需求，动态监测该类电梯的运行状态，构建基于物联网、大数据以及云计算技术的分析模型，进行海量数据分析处理，为政府、厂家、商家等提供电梯数据分析服务。系统具有自身检验功能、数据通信功能、时间采集功能、采集运行状态、采集异常信息、断电保护功能等[18]。
4 结 语
当下我国电梯行业正经历着高速发展期，通过将大数据分析与物联网技术的结合，建立智慧城市下的电梯安全解决方案具有较高的可行性，但同时也需要大量的资金以及技术支持，该方案对于电梯安全问题的解决方案做出了系统阐述，随着科技的发展，电梯安全问题将会大幅度减少甚至消失，这也正是大数据强分析能力的魅力所在。
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