一種基于物聯網動態調度的電梯智慧維保救援路徑規劃系統研究

摘 要：針對我國當前電梯維保和救援調度現狀進行了分析，并結合國內外相關領域的研究成果，發現現有電梯維保和救援調度技術普遍存在依賴人工判斷、缺乏物聯網等信息化技術的支撐等問題，難以滿足大規模、多樣化的維保和救援需求。基于此，開展了基于物聯網動態調度的電梯智慧維保救援路徑規劃系統的研究設計。設計了基于物聯網動態調度的電梯智慧維保救援路徑規劃方法，通過獲取故障點的位置信息、維保人員的實時位置、日定額工作時長等數據，并調用Web Service API來實現日常維保路徑的規劃；設計了電梯智慧維保路徑更新模型，可以根據維保人員的實時工況變更維保路徑規劃，確保各項維保任務能夠靈活、高效且高質量地完成；設計了納入突發應急救援任務的維保路徑規劃模型，以突發應急或救援任務為起始點，合理調度相關維保人員，確保及時的故障救援響應。該系統可實現維保和救援路徑的合理分配和智慧優化，為電梯的安全監管和智慧運維提供有力的技術支撐。

關鍵詞：電梯維保；物聯網；動態調度；智慧運維；應急救援；路徑規劃

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2025）01-00-03

0 引 言

目前，電梯的日常維保工作模式通常為“劃片區”式，即由維保公司指定固定的維保人員負責特定區域內電梯的定期（法律規定頻率：15天/次）維保工作[1]。維保人員通常還兼顧著該區域內電梯的故障維修和應急救援任務。但由于維保行業人才短缺，維保企業人力資源緊張，常出現一個維保人員負責較大區域的電梯維保工作。若不能科學、合理地規劃維保路徑和應急救援任務，便可能出現“打卡式”維保（即到地打卡，并未認真維護保養）和應急救援響應遲緩等情況[2]。

為解決上述問題，亟需開展研究一種動態調度的電梯維保救援路徑規劃方法，構建基于物聯網的路徑規劃模型[3]。該模型需實時采集故障點位置、維保人員的實時位置、工作時長等關鍵信息，據此進行精準的路徑規劃，并及時發送路徑信息至維保人員。以此實現維保救援路徑的合理分配和智慧優化，避免維保人力資源的浪費和救援響應滯后等問題。

1 國內外相關技術研究

目前大部分在用的電梯維保和救援調度技術嚴重依賴于人工判斷，無法獲得科學統籌的規劃安排。而隨著我國按需維保理念的推行，電梯的維保和救援工作向著更加靈活機動、復雜多樣的方向發展，傳統的基于人工經驗的調度方式已難以滿足大規模、多樣化的維保和救援需求[4-8]，亟需構建一個科學、智慧、高效的維保和救援調度決策系統[9-10]。

目前，物聯網技術在電梯領域的應用主要集中在早期識別事故隱患并提供高效的維護方案[8-11]。如美國奧的斯公司、日本的日立和三菱公司的電梯遠程防控管理系統已實現了電梯運行狀態的持續在線監測、故障預測預警以及數據管理等功能[12]。在國內，北京、南京、杭州、成都等城市也已經啟動電梯物聯網示范項目的建設，跨維保、檢驗和管理等部門實現了電梯智慧聯合監管[13-14]。但目前物聯網技術的應用主要集中在電梯數據的信息化處理方面，尚未用于電梯維保和救援調度優化方面[15]。

2 基于物聯網動態調度的路徑規劃模型

本文旨在設計一種基于物聯網動態調度的電梯智慧維保救援路徑規劃系統，整合包括監測模塊、存儲器、遠程傳輸和處理器等物聯網核心組件。首先構建基于物聯網動態調度的路徑規劃模型。此模型在收集故障點位置信息、維保人員實時位置、日定額工作時長等信息后進行路徑規劃，并發送路徑信息至維保人員的移動終端。此處調用高德地圖所提供的Web Service API中的路徑規劃接口實現路徑規劃。Web Service API是一套以HTTP形式提供的步行、公交、駕車查詢及行駛距離計算接口，能夠返回JSON 或 XML格式的查詢數據，用于實現路徑規劃功能的開發（如圖1所示）。

輸入待維保電梯位置信息后，系統會統計單個維保人員所管轄區域內當月的維保任務量，并自動抽取當月任務中位置相近的j個小區/樓宇，基于維保點位置信息的路線用時和維保人員日額定工作時長展開計算。其中，路徑規劃用時的具體計算公式見式（1）：

， T≤Te " （1）

式中：T為路徑規劃總用時；Te為維保人員的日定額工作時長；由高度地圖路徑規劃API生成耗時最短的路線L，其耗時表示為TL。根據維保任務的基本情況計算維保人員當日維保任務的總耗時Tm，Tm的具體計算公式見式（2）：

...... （2）

式中：Tj為第j個維保點所需的維保時長，j∈（1， 2， ...， n）；t為單臺電梯日常維保所需的時長；d1， d2， ...， dj分別表示單個維保員的維保路線中第1， 2， ...， j個維保任務中所包含的電梯數量。

當Tgt;Te時，加派備用維保人員或重新分配維保單位的維保任務，確保規劃路徑所用時間不超過任一維保人員的工作日額定時長。

3 基于實際工況的路徑更新模型

維保人員基于上述日常維保規劃路徑進行維保，系統實時顯示維保人員的位置信息，并且在維保人員完成一個維保任務后，向下一任務點出發前需打卡，確認此處任務已完成；系統接到維保人員任務完成打卡后，計算當前人員剩余維保任務規劃用時。要注意的是，若剩余維保任務規劃用時大于日定額工作時長與已完成維保任務所耗時長的差值，則加派備用維保人員或重新分配維保單位的維保任務，然后重新進行維保路徑規劃。

當前人員剩余維保任務規劃用時的計算公式見式（3）：

（3）

式中：Tsy為剩余的維保任務規劃用時；TLy為根據剩余維保任務由高德地圖路徑規劃接口API實時生成的耗時最短路線的用時；Tmy為根據剩余維保任務的基本情況計算維保人員完成任務總耗時，Tmy的計算公式見式（4）：

......" " "（4）

式中：Tyj為第j個剩余維保點所需維保時長，j∈（1， 2， ...， n）；T為單臺電梯日常維保所需的時長；dy1， dy2， ...， dyj分別表示單個維保員的維保路線中剩余的第1， 2， ...， j個維保任務中所包含的電梯數量。

判斷計算的剩余維保任務規劃用時是否滿足Tsygt;Te-T：若滿足，則加派備用維保人員或重新分配維保單位的維保任務，由系統調用高德地圖重新規劃剩余任務的維保路徑，系統自動減少當前維保人員的當日日常維保工作任務，確保規劃路徑所用時間不超過任一維保人員的工作日額定時長；若不滿足，則繼續完成原計劃的日常維保路徑規劃。系統可根據維保人員的實時工作情況調整路徑規劃策略，避免設備、交通、人員等內外因素對維保工作時長的干擾，影響當日任務的完成。

4 應急救援在路徑規劃模型中的實現

電梯智慧維保救援路徑規劃系統架構如圖2所示。當電梯物聯網平臺接到突發電梯故障或事故報警后，系統需合理調度維保人員開展現場故障排除或救援。系統需立即重新調用路徑規劃接口展開路徑規劃；該路徑規劃由突發故障處理任務作為起始點（以故障排除和救援任務為重），加上剩余日常維保任務，開展新的路徑規劃。接到突發事故報警后剩余的維保任務規劃用時的計算公式見式（5）：

" （5）

式中：Tgy為接到突發事故報警后剩余的維保任務規劃用時；Tgz為突發報警事故處理所需用時；Tsy為接到突發事故報警后剩余的日常維保任務規劃用時。

" （6）

式中：TgL為由高德地圖路徑規劃API實時生成的維保人員從實時所在位置到順序事故報警地點耗時最短的路線用時；Tgm為維保人員完成維保故障排查/事故處理總耗時；Tg為維保人員一般完成維保故障排查/事故所需時長；n為當前維保人員收到的故障排查/事故處理任務數。

若接到突發報警后剩余維保任務規劃用時大于日定額工作時長與已完成維保任務所耗時長的差值，Tgygt;Te-Tw時，加派備用維保人員趕往事故/故障報警地點，原維保人員繼續完成原計劃的維保任務；若當前維保人員的Tgy ≤T e-Tw時，則將當前任務加入當前維保人員的剩余任務；若所選人員依然存在Tgygt;Te-Tw，則重復本步驟直到某維保人員的Tgy ≤ Te-Tw，并選擇當前人員作為當前事故/故障處理人員。Tw為已完成的維保任務所耗時長，由系統根據維保人員的定位和打卡時間自動記錄。

若任何維保人員當日工作量均不滿足Tgy ≤ Te-Tw，系統則自動減少原維保人員即第一位接到突發事故任務的人員的當日日常維保工作任務，確保故障/事故排除時間，被減少的日常維保任務自動排入當月剩余維保日內，并按照日常維保路徑規劃重新計算維保路徑。電梯智慧維保救援路徑規劃具體流程如圖3所示。

5 結 語

通過對我國在用的電梯維保和救援調度現狀的分析，開展基于物聯網動態調度的電梯智慧維保救援路徑規劃系統研究，并得出以下結論：

（1）我國在用的電梯維保和救援調度技術嚴重依賴人工判斷，難以支撐大規模、多樣化的維保和救援需求，亟需建立一個科學、智慧、高效的維修調度決策系統。

（2）設計了一種基于物聯網動態調度的電梯智慧維保救援路徑規劃方法，通過模型獲取故障點位置信息、維保人員實時位置、日定額工作時長，并調用Web Service API進行路徑規劃，最后將路徑信息發送至維保人員移動終端。

（3）設計了基于實際工況的電梯智慧維保路徑更新模型，根據系統接收維保人員任務打卡數據并結合實時工況變更維保路徑規劃，確保高質量完成各項任務。

（4）設計了納入突發應急救援任務的維保路徑規劃模型，模型以突發應急或救援任務作為起始點，合理調度相關維保人員，確保故障救援響應及時。

注：本文通訊作者為王兵。

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