智慧電梯大數據平臺研究

解澤楷　翟凌宇　孫凱旋

摘 要：智慧城市利用先進的信息技術實現城市智慧式管理和運行。利用智慧城市的思想，結合大數據分析以及物聯網技術來解決電梯運行中的安全問題，進而為城市中的人創造更美好的生活，促進城市的和諧、可持續發展。首先對智能電梯大數據平臺模塊基本設計思路進行介紹與闡述，之后介紹了關于平臺的子系統擴展，并運用GIS網格化沙盤決策分析方案可行性，方便讀者對于現代智慧城市中基于大數據與物聯網技術的電梯安全問題做進一步了解。

關鍵詞：智慧電梯;大數據平臺;物聯網;GIS網格化;網關;電梯運維

中圖分類號：TP39文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）03-00-03

0 引 言

伴隨著經濟的快速發展和城鎮化進程的不斷深入，我國電梯行業正經歷著一個高速發展期，對電梯安全性能和控制系統的要求也越來越高。生活在城市里，我們每個人每天都至少要乘坐一次電梯。到2050年，城市居住人口將高達70%，電梯的擁有量和使用量都將迅速增長。我們每天都在使用電梯，看似很熟悉，但據調查顯示，每部電梯平均每年都有2天無法工作，或因故障，或因保養。而近年來，電梯安全事故頻發，僅2016年，就有41人被困電梯而殞命[1-2]。電梯安全問題頻發，加之維護成本、物業管理成本高，傳統的技術和手段已經很難從根本上解決問題，物聯網大數據因其具有數據收集全面、傳輸迅速等特點，成為了解決電梯問題的重要倚仗[3-4]。

1 基本設計思路

目前電梯物聯網網關分為分離式和集成式共兩種。分離式方案將網關功能與DTU功能分離，缺點不做過多贅述。現有集成方式的通信部分也面臨需要兼容各種接口而現場只使用其中一種或幾種的情況，導致了不必要的浪費。兼容較多的接口給現場接線也帶來了不便，接口的固定很難適應復雜的現場[5]。考慮到上述問題，本文提出了集成網關的通信接口模塊化設計。基本設計思路：在硬件上采用相對統一的接口，接口的統一化需要底板與模塊板的對接部分均使用TLL電平。通信模塊分為三種類型，分別為RS 232，RS 485和CAN通信模塊。

CAN模塊中部分MCU的CAN控制器數量較少，可考慮采用SPI方式擴展，因此CAN模塊需要區分普通CAN模塊和擴展CAN模塊。電梯物聯網黑匣子的通信模塊設計不僅要做到接口豐富，更要實現即插即用、任意插接自動識別，無需參照繁瑣的通信電路接線圖即可方便接線，同時還可以根據現場情況任意對接[6-7]。

2 智能電梯大數據平臺設計思路

智能電梯大數據平臺基于5G網絡的推廣，圍繞電梯安全、應急救援、電梯維保的信息化服務，打造國家級物聯網大數據服務平臺。智能電梯大數據平臺設計思路如圖1所示。

國家智能電梯大數據平臺建設內容主要分為三大體系、四個層面，采用五個手段、七大算法、實現九大能力，具體內容如下：

（1）“三大體系”包括信息安全保障體系、建設運行保障體系、標準規范保障體系;

（2）“四大層面”包括基礎設施層（系統平臺、應用桌面、移動終端、電梯覆蓋）、數據資源層、應用支撐層（采用各類接口完成平臺無縫連接應用系統）、業務應用層;

（3）“五大手段”包括圖表技術、模板技術、地理信息、視頻管理、痕跡管理;

（4）“七大算法”包括EAV模型（Entity-Attribute-Value，實體-屬性-值）、人工智能、流程管理、預案執行、推算機制、預警機制、觸發聯動;

（5）“九大能力”包括語言接口、百萬并發、即時通信、敏捷響應、關系處理、云端計算、橫向連接、并存拓展、技術支持。

3 平臺子系統擴展

3.1 電梯應急救援處置系統

該系統以電梯設備安全運行為目標，以應急救援呼叫響應為核心，以GIS網格化管理為指引，以多種互聯網+產品為工具，在開展電梯應急救援三級響應、故障處置以及事件處理等工作中，提供信息化手段支持，提高指揮、調度、協調效率，改善指導、支援、安撫互動效果，并完整記錄過程痕跡和相關文本資料和報告[8-9]。應急救援處置系統流程如圖2所示。

3.2 電梯運維管理系統

該系統以物聯網和云計算技術為依托，對電梯維保進行全網管理和實時監控，能覆蓋維保合同管理、維保預約、維保任務、軌跡跟蹤以及人員、電梯管理的全流程[10-11]。通過佩戴智能作業設備將傳統的運維上報轉變為文件+現場視頻上報模式，模式的革新將有效杜絕電梯維保作業頑疾，并提供真實可靠的維保數據，業務流程如圖3所示。

3.3 電梯隱患排查預計系統

該系統通過事故隱患表單報告的方式實現各類電梯事故隱患排查治理工作數據的記錄、流轉和處理，從而達到隱患排查治理信息閉環的效果。借助電梯動態監測儀和運行數據異常情況實時監測系統模型，電梯預警信息管理系統構建了安全預警模型和電子機器人算法，能夠實時監控電梯安全風險發展趨勢，并根據監控結果發出預警信息，提醒相關單位及時采取安全風險預控措施[12-13]。電梯行政監察管理系統流程如圖4所示。

3.4 電梯GIS地理信息沙盤決策支持系統

沙盤模型結合投影技術是一種集藝術性、演示性以及知識性為一體的高科技展覽展示手段。使用者可俯瞰所轄電梯全局，同時與沙盤進行互動，全方位、多角度立體了解事物全貌及運動規模。本系統同時具有GIS地理信息電梯定位、相關責任單位定位、人員軌跡監控、應急調度指揮等功能，可為安全管理工作提供地理位置信息的數據支持[14-15]。以規定地理、圖表、報表等方式，實現“縱到底”“橫到邊”“底子清”“狀況明”的直觀俯瞰功能。以自定義方式有針對性的進行數據深入挖掘，采用多種統計分析模型獲得結果，并以多媒體方式表達，為領導決策提供技術手段[16-17]。

本系統可以定位個案，查看應急救援與日常運維等人員的軌跡、地圖定位、視頻、案件報告等痕跡信息，可立即干預和下達指令。地理信息沙盤決策支持系統如圖5所示。

3.5 電梯動態運行監測系統

該系統使用動態監測儀實時采集電梯主板信息，利用信息挖掘技術采集系統中的信息資源，并可根據監測項目如廠家、地區、種類、環境等的需求，動態監測該類電梯的運行狀態，構建基于物聯網、大數據以及云計算技術的分析模型，進行海量數據分析處理，為政府、廠家、商家等提供電梯數據分析服務。系統具有自身檢驗功能、數據通信功能、時間采集功能、采集運行狀態、采集異常信息、斷電保護功能等[18]。

4 結 語

當下我國電梯行業正經歷著高速發展期，通過將大數據分析與物聯網技術的結合，建立智慧城市下的電梯安全解決方案具有較高的可行性，但同時也需要大量的資金以及技術支持，該方案對于電梯安全問題的解決方案做出了系統闡述，隨著科技的發展，電梯安全問題將會大幅度減少甚至消失，這也正是大數據強分析能力的魅力所在。

參 考 文 獻

[1]申章民.大數據在智慧城市研究與規劃中的應用[J].城市建筑，2019（9）：47-48.

[2]楊亞西.PPP在智慧城市項目中的運用研究[J].科技經濟導刊，2018（16）：161-162.

[3]王靜遠，李超，熊璋，等.以數據為中心的智慧城市研究綜述[J].計算機研究與發展，2014（2）：239-259.

[4]楊華.電梯物聯網現狀及發展方向思考[J].中國電梯，2019（16）：27-33.

[5]張慧穎.物聯網技術在智慧城市建設中的應用[J].黑龍江科技信息，2013（36）：151.

[6]蔣硯雅.物聯網形勢下的5G通信技術應用[J].智庫時代，2019

（37）：243-244.

[7]侯月美.關于物聯網技術在智慧城市中的應用研究[J].通訊世界，2019（8）：212-213.

[8]湛永松，盧兆明，袁國杰.基于WebGIS的分布式城市應急決策支持模型[J].微電子學與計算機，2008（10）：51-53.

[9]黃飛.基于公共安全角度的城市應急能力評估指標體系建設研究[J].智能城市，2019（14）：19-20.

[10]王央央.淺談電梯的安全隱患原因及監督檢驗對策[J].機電信息，2011（15）：65-67.

[11]蔡成偉.大數據時代下的電梯安全管理[J].中國電梯，2018（14）：61-62.

[12]馬愛萍.電梯維保存在的問題及解決措施探討[J].科技視界，2013（20）：57-91.

[13]孫大為.大數據流式計算：關鍵技術及系統實例[J].軟件學報，2014（4）：839-862.

[14]胡麗，陳友福.智慧城市建設不同階段風險表現及防范對策[J].中國人口·資源與環境，2013（11）：130-136.

[15]毛國君.基于分布式數據流的大數據分類模型和算法[J].計算機學報，2017（1）：161-175.

[16]李綱.智慧城市應急決策情報體系構建研究[J].中國圖書館學報，2016（3）：39-54.

[17]宋俊輝.負載均衡的分布式系統任務調度優化算法[J].吉林大學學報（理學版），2017（2）：383-387.

[18]李強.城市公共安全應急響應動態地理模擬研究[J].中國科學（地球科學），2015（3）：290-304.