基于大數(shù)據(jù)的電梯安全監(jiān)管應(yīng)用

◆金啟華 / 文

編者按在今年9月舉行的中國國際工業(yè)博覽會質(zhì)量創(chuàng)新論壇上，上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院副院長金啟華以《基于大數(shù)據(jù)的電梯安全監(jiān)管應(yīng)用》為題發(fā)表演講，介紹了上海電梯故障應(yīng)急三級網(wǎng)絡(luò)、智慧電梯平臺建設(shè)情況，展示了通過大數(shù)據(jù)研究，實現(xiàn)電梯故障預(yù)測及事故預(yù)防的數(shù)字化路線。本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理。

電梯作為城市樓宇、交通站點和住宅小區(qū)等各個領(lǐng)域不可或缺的交通工具，已經(jīng)成為公眾日常生活和工作的一個重要組成部分。根據(jù)國家去年6月發(fā)布的數(shù)據(jù)，全國電梯總量已經(jīng)超過340萬臺。而目前上海市電梯擁有量為24.8萬臺，數(shù)量和密度均為全球城市第一，并且以每年近2萬臺的速度增長。如此龐大的數(shù)量集中在上海這么點大的地方里，對我們的監(jiān)督檢驗工作提出了非常嚴苛的要求。

我們上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院（簡稱“上海特檢”，SSEI），位于上海市中心城區(qū)的西北角，擁有的186位檢驗師是檢驗和科研的中堅力量。十大業(yè)務(wù)部門中的電梯檢驗所，擁有4個電梯檢驗室，承擔市中心城區(qū)及部分郊區(qū)的電梯監(jiān)督檢驗和日常的定期檢驗。秉承“安全責任重于泰山”的理念，2017年“上海特檢”檢驗了17萬臺特種設(shè)備，其中僅電梯一項就達到12萬臺以上，占四分之三。

基于大數(shù)據(jù)電梯安全監(jiān)管應(yīng)用研究進展

我們通過研究運用大數(shù)據(jù)的先進技術(shù)，努力實現(xiàn)電梯故障預(yù)測和事故預(yù)防。

大數(shù)據(jù)是由數(shù)量巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型眾多的數(shù)據(jù)構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合，注重數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性，基于云計算等數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用模式，通過數(shù)據(jù)的整合共享、交叉復(fù)用形成智力資源和知識服務(wù)能力。大數(shù)據(jù)經(jīng)過處理具備更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力，將各種數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)組合，形成海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)，以產(chǎn)生更大的價值。

我們研究的路徑大體上說，是利用無線傳感、智能傳感、二維碼、RFID等電梯物聯(lián)網(wǎng)前端技術(shù)的飛速發(fā)展，通過設(shè)計端、制造端、安裝端、使用端、檢測端、媒體端等多源數(shù)據(jù)，采集全生命周期各種靜態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過數(shù)據(jù)預(yù)處理（數(shù)據(jù)清理、變形、分類等），聚類分析（分裂法、層次法、基于密度法等），關(guān)聯(lián)性分析，后處理（知識提取、事故演化模型建立、試驗驗證等），逐漸實現(xiàn)知識應(yīng)用（電梯故障預(yù)測、事故預(yù)防）。其中，電梯運行中發(fā)生的故障記錄和歷史上發(fā)生的電梯事故案例，是不可多得的珍貴數(shù)據(jù)來源，對開展多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的信息采集、數(shù)據(jù)挖掘、事故演化和預(yù)測預(yù)防技術(shù)研究意義重大，是我們向預(yù)防和減少電梯事故、提升公共安全保障能力的最終目標挺進的關(guān)鍵。

項目需要通過理論分析、數(shù)值模擬、試驗測試實驗認證等，取得初步的經(jīng)驗才能最終應(yīng)用到實際中。目前，已經(jīng)有1萬多臺設(shè)備通過各種方法接入了我們的平臺。這次進博會，180多臺電梯都是用遠程監(jiān)控的方法進行數(shù)據(jù)的采集輸入。解決電梯安全問題的線路圖，其實不僅包含了電梯，也包括整個機電類特種設(shè)備的事故預(yù)測預(yù)防。

圖1 數(shù)據(jù)采集挖掘與應(yīng)用技術(shù)路線

上海智慧電梯建設(shè)情況

我們針對電梯安全管理中存在的突出問題，開展了廣泛的大調(diào)研。“要解決電梯安全問題，必須進行改革創(chuàng)新”這一觀點已逐漸在全社會形成共識。從2014年《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》頒布實施以來，經(jīng)過不斷討論和完善，我市于2015年1月15日在上海《解放日報》刊登了上海市電梯安全解決方案。經(jīng)過三年多的反復(fù)論證和不斷補充完善，“智慧電梯”概念日漸清晰。

兩個平臺

已經(jīng)建成的市電梯應(yīng)急處置公共服務(wù)平臺，作為智慧電梯重點建設(shè)的兩個平臺之一，是智慧電梯管理的重要組成部分，應(yīng)急平臺致力于解決電梯安全中最根本、最迫切、最關(guān)乎人身財產(chǎn)安全的電梯應(yīng)急處置和救援問題。

另一個平臺在上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局里，叫“智慧電梯綜合服務(wù)中心”。它既是一個電梯大數(shù)據(jù)中心，又是一個指揮的中心。這兩個平臺構(gòu)成了我們的一期平臺，已經(jīng)建成。此外，我們設(shè)想中應(yīng)該還有一個基于大數(shù)據(jù)的一體化智慧電梯專業(yè)管理服務(wù)平臺，應(yīng)屬于未來的二期平臺。

早在2003年，上海市當時的電梯總量已經(jīng)達到6萬臺，社會上要求加強管理及監(jiān)管的呼聲非常強烈，8家大型電梯生產(chǎn)企業(yè)便共同組建了“市110電梯應(yīng)急救援服務(wù)平臺”，這也是本市最早建立的電梯應(yīng)急聯(lián)動救援機制。2005年救援網(wǎng)絡(luò)擴容升級，參與聯(lián)動救援服務(wù)的企業(yè)發(fā)展到17家企業(yè)，建立了76個救援點。2007年的時候，徐家匯突發(fā)大面積停電事故，應(yīng)急平臺連續(xù)接到困人報警54起，并立即處置妥當。如果沒有這張網(wǎng)，沒有后援隊伍，要進行快速調(diào)度、同時安排54個地點的人員解救是不可想象的。其后，應(yīng)急平臺又為許多大型活動、會議保駕護航，并從原有的企業(yè)平臺上升為政府平臺。截至2017年底，累計接報26529次，實際解困乘客4850人，平均年解救乘客被困約350人次，差不多1天就要解救1人。不能不提的是，本市電梯制造企業(yè)，承擔了大量的社會責任，在電梯應(yīng)急救援中發(fā)揮了重要作用。

隨著電梯數(shù)量的迅猛增長，僅靠“用人員疊加”的辦法已很難勝任安全防護的任務(wù)，因此必須想方設(shè)法嵌入現(xiàn)代科技，整合資源，提高我們的技術(shù)手段。

三級響應(yīng)

圖2是整合后的應(yīng)急平臺架構(gòu)，可以看到：應(yīng)急平臺對接各區(qū)和相關(guān)企業(yè)平臺，匯總來自110報警中心、網(wǎng)格化管理信息、手機APP、微信、電梯物聯(lián)網(wǎng)等信息，具備原110平臺全部功能，既可以通過原有的電話等傳統(tǒng)方式處理電梯緊急事件，又可以通過現(xiàn)代信息技術(shù)方式傳遞、監(jiān)控電梯緊急事件信息，并在線下重新梳理、科學(xué)布局了覆蓋全市的電梯三級救援網(wǎng)絡(luò)。第一級救援響應(yīng)來自電梯使用單位和簽約維保單位，現(xiàn)在已發(fā)展到1560個左右；第二級救援響應(yīng)來自比較老的單位的搶救點，已經(jīng)不是原來的17家單位，而是所有的維保單位都參加了，所以這個二級聯(lián)動救援網(wǎng)點達866個，包括了現(xiàn)在發(fā)展非常快的郊縣城區(qū)，尤其是郊縣住宅小區(qū)。第三級救援響應(yīng)來自政府相關(guān)部門。應(yīng)急平臺接到困人報警信息后，首先通知一級救援網(wǎng)點（也就是困人電梯的簽約維保單位）進行救援；如果一級救援網(wǎng)點無法及時響應(yīng)，則立即通知二級聯(lián)動救援網(wǎng)點（即電梯應(yīng)急聯(lián)動救援單位）進行救援；如果附近的二級救援無法響應(yīng)或遇到復(fù)雜救援情況，則通知由公安、消防、衛(wèi)生等組成的三級特殊救援力量（其中，主要是消防部門）。他們有完備的交通工具、解救設(shè)備，到現(xiàn)場之后能采取更有力的措施。但真正需要消防部門出面解決問題的場合，目前為止上海只有1例，那是因為電梯停在了大廈最頂樓，上不去也下不來，只能出動消防官兵把人解救出來。

目前，電梯應(yīng)急平臺主要接收來自110報警中心的困人信息，今后將進一步接收來自公眾服務(wù)的信息以及來自電梯企業(yè)平臺的電梯物聯(lián)網(wǎng)報警信息。

標準引領(lǐng)升級

為保證平臺建設(shè)對標國際先進水平，也為了保證各平臺之間數(shù)據(jù)交換順暢，整個平臺的建設(shè)非常注重標準的引領(lǐng)。我們專門組織編寫了《電梯應(yīng)急處置服務(wù)平臺基本要求》、《電梯應(yīng)急處置公共服務(wù)平臺建設(shè)的功能要求》和《智慧電梯監(jiān)測終端要求》等標準。

其中，《電梯應(yīng)急處置服務(wù)平臺基本要求》可稱為企業(yè)版應(yīng)急平臺標準，規(guī)定了企業(yè)平臺建設(shè)的基本要求，包括平臺的功能、公共輸出接口與協(xié)議，設(shè)備的數(shù)據(jù)、代碼、格式及輸出要求，電梯、自動扶梯和自動人行道物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備基本構(gòu)成等。《電梯應(yīng)急處置公共服務(wù)平臺建設(shè)的功能要求》可稱為政府版的平臺標準，規(guī)定了包括構(gòu)架組成、功能要求、平臺軟硬件系統(tǒng)技術(shù)要求、數(shù)據(jù)歸集規(guī)定等內(nèi)容。目前這兩個標準已完成報批稿，近期將出臺。而《智慧電梯監(jiān)測終端要求》可稱為智慧終端版，適用于基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所建立的上海市電梯監(jiān)測終端的開發(fā)、生產(chǎn)和檢驗，規(guī)定了智慧電梯監(jiān)測終端要求，包括試驗方法、檢驗規(guī)則、文件管理及標志、包裝、運輸和貯存的要求，目前也已完成初稿，將面向社會征求意見，爭取年底前發(fā)布。三個標準，組合起來將構(gòu)成上海“智慧電梯”的整體框架。

圖2 平臺架構(gòu)和三級響應(yīng)機制

建成的一期平臺的主要功能：一是統(tǒng)一指揮調(diào)度，由原先的企業(yè)平臺調(diào)度轉(zhuǎn)為政府平臺指揮調(diào)度，提高了救援調(diào)度的執(zhí)行率，并加強了對救援企業(yè)的監(jiān)督，此外也可與各級監(jiān)管部門和相關(guān)部門進行有效溝通；二是快速及時響應(yīng)，通過平臺調(diào)度系統(tǒng)自動派單，規(guī)劃最優(yōu)路線，對救援全過程各關(guān)鍵節(jié)點進行跟蹤；三是有效應(yīng)急處置，重新規(guī)劃、布局、考核三級救援網(wǎng)點，確保了救援及時、可靠、高效；四是積累數(shù)據(jù)，并對困人和其他故障等進行統(tǒng)計和原因分析，提出風險預(yù)警等，為電梯的監(jiān)管提供有力數(shù)據(jù)支撐。當前數(shù)據(jù)規(guī)模較小，待日后形成大數(shù)據(jù)后此功能將提出針對性的風險預(yù)警信息，如某一型號電梯的某一部件故障多發(fā)等。

圖3是整個的數(shù)據(jù)功能演示，一期平臺已經(jīng)能夠獲取想要的數(shù)據(jù)，包括困人的情況、分布的情況，以及故障的分類統(tǒng)計如人為因素、電梯門、電梯控制等。

我們也采用了一些移動救援APP手段，拓寬解救途徑：要求本市所有一級救援網(wǎng)點和二級聯(lián)動救援網(wǎng)點人員安裝移動救援APP，可自動接收救援工單并規(guī)劃最優(yōu)路線，反饋救援現(xiàn)場情況，包括視頻、圖片、故障原因等，并實時記錄每個節(jié)點的時間，便于事后分析。我覺得移動救援“很有意思”，里面有詳細的信息，包括哪一家的電梯、接單記錄等。比如，從接單一直到完成救援用了9分鐘，原因是那邊的交通規(guī)劃設(shè)置得非常方便，旁邊就有一個救援點。這種規(guī)劃，人腦也可以勝任，但到了現(xiàn)場，故障電梯在哪棟樓、哪座電梯，維保員工不一定知道，而這個APP可以具體詳細地指明故障電梯在哪棟樓的哪個位置，同時傳遞很多其他有用數(shù)據(jù)，這就是優(yōu)勢。

平臺留有物聯(lián)網(wǎng)信息系統(tǒng)接口，目前已有近5000臺電梯通過物聯(lián)網(wǎng)的方式接入平臺，此項功能正在完善中，將來可實現(xiàn)電梯故障自動報警、視頻顯示、乘客安撫和操作指導(dǎo)等功能。進口博覽會開幕前，國際會展中心內(nèi)電梯將全部與平臺對接，并自動推送故障信息至平臺，實現(xiàn)遠程實時監(jiān)測，為中國國際進口博覽會成功舉辦保駕護航。

圖3 數(shù)據(jù)分析功能演示

二期平臺展望

下一步，我們將在平臺一期的基礎(chǔ)上，進一步加快推進應(yīng)急平臺二期建設(shè)。一是要推動各區(qū)應(yīng)急平臺和企業(yè)級平臺的建設(shè)，并實現(xiàn)全市所有電梯在應(yīng)急平臺上數(shù)據(jù)可實時調(diào)用、遠程監(jiān)控管理等，并向各區(qū)推送電梯應(yīng)急信息及納入?yún)^(qū)域網(wǎng)格化管理，做好與市應(yīng)急聯(lián)動中心、住宅小區(qū)物業(yè)管理信息平臺和市場監(jiān)管總局電梯追溯系統(tǒng)的對接。二是推動建設(shè)基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯遠程監(jiān)測和按需保養(yǎng)，實現(xiàn)從人工報警到電梯自動報警，從被動救援到電梯主動預(yù)警。同時，基于電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)探索實現(xiàn)按需維保、按質(zhì)檢驗等電梯監(jiān)管新模式。一方面利用進博會契機，推動核心場館加裝遠程監(jiān)測系統(tǒng)；另一方面與衛(wèi)生、商務(wù)、交通、旅游等部門共同推動公共領(lǐng)域加裝遠程監(jiān)測系統(tǒng)；同時，結(jié)合住宅小區(qū)“美麗家園”建設(shè)，以項目的形式推動老舊電梯在改造更新時配備遠程監(jiān)測系統(tǒng)。三是風險監(jiān)測預(yù)警。通過數(shù)據(jù)匯總、分析，提出風險內(nèi)容，發(fā)布預(yù)警信息。例如：根據(jù)故障匯總分析可得知某型號電梯的某個部件異常，并導(dǎo)致較多安全事件，即可在行業(yè)內(nèi)發(fā)布相關(guān)信息。四是公眾安全服務(wù)。通過掃描電梯內(nèi)二維碼或其他技術(shù)查詢電梯相關(guān)信息，乘客也可通過微信或APP等對乘用電梯提出使用意見、管理要求、故障報修及投訴舉報等，實現(xiàn)全民監(jiān)督保安全。

電梯安全保障項目，是各級的政府、企業(yè)各部門、制造行業(yè)、維保單位，包括我們檢驗各部門，大家集體智慧和共同努力的結(jié)果。