物聯(lián)網(wǎng)技術下的電梯信息監(jiān)測改造

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摘要：目前，中國電梯產(chǎn)銷量占全球產(chǎn)銷量的2/3，電梯保有量、年產(chǎn)量、年增長量均為世界第一。傳統(tǒng)以人力巡視為主的電梯運行監(jiān)測模式已經(jīng)難以適應發(fā)展需要。文章概述了傳統(tǒng)電梯運行監(jiān)測存在的問題，歸納了基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電梯遠程監(jiān)測帶來的積極改變，提出了上海電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)路徑，并對實施效果進行了分析。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；電梯信息安全；檢測改造

電梯是一種關乎城市公共安全的特種設備，其產(chǎn)品的質(zhì)量和使用安全涉及電梯的設計、制造、安裝和維護保養(yǎng)整個過程。作為典型的機電一體化產(chǎn)品，要保證電梯的正常運行，就必須定期對電梯進行日常維護保養(yǎng)，保證其正常、有效、安全的運行。我國對電梯維護保養(yǎng)實行資質(zhì)許可制度。根據(jù)2014年1月1日起實施的《中華人民共和國特種設備安全法》，電梯的維護保養(yǎng)既可以由電梯制造單位承擔，也可以由依法取得許可的第三方維保公司承擔，負責電梯的安裝、改造和修理。承擔維保任務的單位，必須嚴格根據(jù)相關安全技術規(guī)范的要求，對電梯進行必要的維護保養(yǎng)，確保電梯的安全性能良好，一旦接到電梯故障通知，必須第一時間趕到故障現(xiàn)場，而且在維保過程中，要采取必要的救援措施和現(xiàn)場安全防護措施，確?，F(xiàn)場作業(yè)安全。

1傳統(tǒng)電梯運行監(jiān)測的問題

1.1人機不匹配

據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國電梯產(chǎn)銷量占全球產(chǎn)銷量的2/3，電梯保有量、年產(chǎn)量、年增長量均為世界第一。作為全國改革開放的橋頭堡和排頭兵，上海電梯行業(yè)起步很早，在全國有著舉足輕重的地位。幾乎所有國際知名品牌都在上海及周邊開辦過電梯獨資或合資企業(yè)。到2013年底，在上海以及周邊地區(qū)的電梯整機制造廠家已超過百家，配套零部件工廠兩百余家，已經(jīng)形成以上海為中心向江浙兩省輻射的全球最大的電梯產(chǎn)業(yè)集群，產(chǎn)能接近50×104臺，2013年產(chǎn)銷量達到40×104臺，產(chǎn)值接近1000×108元，約占整個中國電梯產(chǎn)銷量的70%，占全球電梯產(chǎn)銷量的50%?！?015年上海市特種設備安全狀況報告》顯示：截至2015年底，上海全市在用電梯達20×104余臺，居全球各大城市之首，各類電梯平均每天運送約超6000×104人次。隨著城市發(fā)展步伐的加快，上海電梯保有量還將以10%以上的速度逐年增長，保障電梯安全運行是一項十分重要而又艱巨的任務，而電梯維保則是其中的關鍵一環(huán)。電梯維保一般分為廠家維保和委托維保兩種方式。在國外，電梯的廠家維保率一般都在70%以上，而我國的這一數(shù)據(jù)恰恰相反，即便是做得較好的企業(yè)，廠家維保率也不到30%。2011年各電梯企業(yè)平均廠家維保率僅為27.67%，同比2010年提高了3.2%。截止到目前，這一問題依然沒能妥善解決，上海也不例外。電梯制造廠家的維保力量難以覆蓋所有自己生產(chǎn)的電梯，所以不得不將很大比例的電梯，交給專業(yè)的第三方維保公司?？杉词惯@樣，面對迅速井噴的電梯保有量，電梯維保依然是捉襟見肘，原因主要在于電梯維保人員數(shù)量沒能實現(xiàn)同步增長。一份電梯行業(yè)業(yè)內(nèi)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全國電梯維保企業(yè)約300家，電梯維保人員約5000人，平均每家電梯維保企業(yè)維保電梯584臺。電梯維保從業(yè)人員數(shù)量不足導致“人機不匹配問題”日益嚴重，電梯維保人員短缺和電梯數(shù)量持續(xù)快速增長的矛盾與日俱增，以人力巡視為主的傳統(tǒng)電梯維保模式，已經(jīng)很難再繼續(xù)適應城市發(fā)展的需要。

1.2缺乏預警機制

電梯結構復雜，由上千個機械和電氣元件組成，經(jīng)常大客流、滿負荷、高頻率的頻繁使用，在有些場所甚至需要24h連續(xù)運轉(zhuǎn)。隨著電梯使用年限的增加，機械磨損難以避免，零部件不斷老化，電梯的安全可靠性也會隨之下降，進而導致電梯設備故障率不斷增加，電梯安全事故風險隨之提升。與一般產(chǎn)品的質(zhì)量問題不同，電梯的質(zhì)量包括了電梯制造、電梯安裝和電梯維保三個互相獨立的環(huán)節(jié)，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題，都會最終影響電梯的安全（見圖1）。有調(diào)查顯示，在諸多導致電梯安全隱患的因素中，制造質(zhì)量約占16%，安裝質(zhì)量約占24%，維保和使用占比則高達60%。其中，尤以老舊電梯的維保為甚。由于上海電梯業(yè)發(fā)展起步較早，相應的老齡電梯數(shù)量也比其他城市更多。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，上海目前20年以上的電梯有1×104臺，約占整個電梯保有量的5%；15年以上的電梯2.8×104臺，約占到16%；而10年以上梯齡的6.32×104臺，占比36%（見圖2）。電梯一般10年以上，就要進行大修，15年以上往往需要更新改造；20年以上則基本上產(chǎn)品都已升級換代，需要更換主要零部件甚至需要更換整臺電梯。隨著“電梯老齡化”日益加劇，上海大量電梯將進入故障多發(fā)期，維保壓力與日俱增，并日趨常態(tài)化。根據(jù)相關要求，電梯應該每15天就保養(yǎng)一次，并建立相應日常檔案，每個季度形成一份季度報告歸檔，每年請相關檢驗部門進行一次年檢。但是，在實際操作中能真正達到上述要求的維保公司卻并不多見。尤其是住宅小區(qū)的老舊電梯維保，往往都是依靠一支筆、一張紙的方式，事中輕描淡寫地“打個勾、走過場”，事后也不錄入、歸檔，難以快速查詢、檢索和分析。更有甚者，連“走過場”的形式都免了。缺乏最基本的電梯日常運行、維護的數(shù)據(jù)采集和信息錄入，自然也就無法應用安全系統(tǒng)工程的原理和方法，及時識別電梯運行中可能出現(xiàn)的風險因素，并提出相應降低風險的對策和措施，保障電梯系統(tǒng)安全運行，電梯安全風險評估和預警機制只能淪為“水中花、鏡中月”。

1.3信息處理滯后

電梯安全涉及監(jiān)管部門、制造廠家、維保公司和物業(yè)等不同主體。在歐美成熟市場，大多采用基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電梯信息監(jiān)測和安全處置模式。這種模式可以實時收集電梯生命周期內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，并在使用過程中不斷地加入相關聯(lián)的其他類型數(shù)據(jù)，進一步實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的大容量、多樣性、真實性和快速性，再利用云計算、“爬蟲”等互聯(lián)網(wǎng)技術，進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)清洗和整理，并加以分析，比如通過電梯故障類型、頻率和零部件更換情況，預測健康狀況，評判電梯維保質(zhì)量，利用這些分析結果指導后續(xù)安全監(jiān)管，然后根據(jù)監(jiān)管數(shù)據(jù)再來驗證大數(shù)據(jù)分析的結果，逐步形成一個持續(xù)優(yōu)化的閉環(huán)，進而做到事前預警準確、事中處理有效、事后分析合理，達到提高安全管理效率、預判電梯運行故障、預防電梯安全事故的目的，真正體現(xiàn)“智慧監(jiān)管”。相比之下，國內(nèi)的傳統(tǒng)管理模式則存在信息獲取手段少、信息交流不充分、信息處理滯后等諸多問題。一旦發(fā)生電梯事故，通常都要經(jīng)過消費者、物業(yè)公司、維保公司、監(jiān)管部門、電梯制造企業(yè)等多層渠道層層傳遞信息，且容易出現(xiàn)信息傳遞斷層，一方面不能及時、有效對事故進行評估、處理，另一方面，也容易產(chǎn)生責任推諉。

2物聯(lián)網(wǎng)技術對傳統(tǒng)電梯運行監(jiān)測的改造

利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)對傳統(tǒng)電梯運行檢測模式的改造和升級，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程信息采集和交互，能極大地提高電梯制造商、電梯維保企業(yè)、物業(yè)、監(jiān)管部門等相關方的工作效率，提升管理實效，為保證電梯安全運行打下了牢固的技術基礎。

2.1提升監(jiān)測效率

布局物聯(lián)網(wǎng)在電梯系統(tǒng)中的應用，有助于推進電梯運行、維保、檢驗等實時信息的采集、分析和應對，從而掌握電梯安全管理的主動權，變“事后維修”為“事前維保”。采用電梯物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測技術，除了發(fā)生故障時，維修人員能夠通過電梯內(nèi)傳感裝置遠程傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，快速響應“對癥下藥”外，電梯物聯(lián)網(wǎng)的最大亮點還在于能向服務中心實時傳輸自己的“健康狀況”。例如，可檢測到包括電梯開關門次數(shù)、鋼絲升降次數(shù)等指標，通過這些數(shù)據(jù)分析，技術人員就能判斷這臺電梯什么時候該換哪些零部件。推動基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電梯遠程信息監(jiān)測和安全處置，既有利于建立以電梯制造單位為主的專業(yè)化、規(guī)?；娞菥S保模式，也有利于構建基于風險防控的特種設備分類監(jiān)管模式，通過遠程遙感和現(xiàn)場維保相結合的作業(yè)模式，實現(xiàn)人力資源的分配效率最大化，有效緩解維保服務人員短缺和電梯數(shù)量增長的人機不匹配問題，確保電梯運行監(jiān)測可持續(xù)發(fā)展。

2.2建立預警機制

電梯物聯(lián)網(wǎng)的另一優(yōu)勢，就是能夠通過連續(xù)不斷地監(jiān)視電梯所有的關鍵運行參數(shù)，應用系統(tǒng)工程的原理和方法，對電梯系統(tǒng)中存在或潛在的危險因素進行辨識、分析和預測，進而根據(jù)評估結果，研判相應降低風險的預警機制和對策措施，建立電梯系統(tǒng)安全運行的最優(yōu)方案。根據(jù)風險評價的結果，可以從2個方面對電梯維保著手優(yōu)化維保作業(yè)：一是劃分電梯安全等級，根據(jù)等級來動態(tài)優(yōu)化電梯維保間隔日期，并相應調(diào)整監(jiān)測參數(shù)；二是強化故障報警機制，一旦電梯運行發(fā)生異常，電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)可以自動發(fā)出警報信號，同時向電梯服務發(fā)出中斷信號，并在系統(tǒng)中預警發(fā)生異常電梯的地點、異常的性質(zhì)、異常的問題和電梯內(nèi)乘客的狀況，及時啟動應急處理方案。通過電梯實時監(jiān)控與故障報警可以達到被動維修向主動保養(yǎng)轉(zhuǎn)變，從年檢時的短暫檢驗向長期全過程監(jiān)測轉(zhuǎn)變。

2.3提升處置效率

電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的實施可以有效促進信息和數(shù)據(jù)交換，第一時間掌握信息、第一時間發(fā)出指令、第一時間實施救援、第一時間調(diào)查處理，有效提升了處置效率。建設基于物聯(lián)網(wǎng)技術的電梯遠程信息監(jiān)測和安全處置系統(tǒng)，有助于形成從預警、報警、安全監(jiān)測到應急響應的長效機制，用科技手段動態(tài)存儲設備運行數(shù)據(jù)、建立長效的基礎信息庫，便于統(tǒng)計、分析、查詢和對設備進行安全評級，從而提高公共場所電梯運行信息服務能力，實現(xiàn)有效降低設備事故的發(fā)生率，為城市高質(zhì)量運行提供安全保障和技術支撐。

3各地試點推廣現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)在試點推廣物聯(lián)網(wǎng)技術對傳統(tǒng)電梯運行監(jiān)測的改造過程中，也取得了一些成功的經(jīng)驗。

4成就多方共贏生態(tài)系統(tǒng)的對策建議

國內(nèi)外推進實施電梯物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的經(jīng)驗表明，原本分散于電梯制造企業(yè)、維保公司、物業(yè)公司、監(jiān)管部門等渠道的資源能夠被有效整合、實時共享，為及時響應處置打下良好的基礎。政府監(jiān)管部門、電梯生產(chǎn)廠家、電梯維保公司、物業(yè)公司以及業(yè)主等不同主體都能從電梯物聯(lián)網(wǎng)中受益，成就一個多方共贏的生態(tài)系統(tǒng)。一是鼓勵市場驅(qū)動。目前，電梯物聯(lián)網(wǎng)的推廣試點，仍以政府推動為主，用財政資金進行采購服務居多，雖然也吸引了一批電梯企業(yè)的積極參與。但是，一味依靠政府補貼的推廣模式顯然難以持續(xù)。今后，隨著社會公眾對物聯(lián)網(wǎng)技術的需求提升，未來電梯物聯(lián)網(wǎng)推廣實施應逐步由政府主導轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動，通過合理的市場行為，讓維保公司、物業(yè)、消費者共同參與，不斷探索電梯物聯(lián)網(wǎng)深層次技術和高附加值利益，真正實現(xiàn)良性、可持續(xù)發(fā)展。二是堅持標準引領。缺乏統(tǒng)一物聯(lián)網(wǎng)標準也是該技術沒有在國內(nèi)得到推廣普及的關鍵因素之一。一個新興產(chǎn)業(yè)的崛起，必然伴隨著充分競爭，產(chǎn)業(yè)鏈中的每個環(huán)節(jié)都希望能夠競逐成為市場主導者，電梯物聯(lián)網(wǎng)自然也不例外。當前，相關電梯生產(chǎn)企業(yè)紛紛跑馬圈地，致力于打造自己品牌的小型物聯(lián)網(wǎng)電梯信息監(jiān)測系統(tǒng)，并努力擴大應用范圍。各地物聯(lián)網(wǎng)電梯信息監(jiān)測系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)格式、信息通訊協(xié)議的標準各不相同，風險預警系統(tǒng)往往無法兼容，行業(yè)標準的規(guī)范和統(tǒng)一勢在必行，只有在此基礎上進行資源整合，才能更好地促進電梯行業(yè)規(guī)范可持續(xù)發(fā)展。

5結語

通過建立對全市各種電梯遠程監(jiān)測系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)管平臺，可以監(jiān)督企業(yè)電梯遠程監(jiān)測系統(tǒng)正常運行、收集重要的電梯運行故障信息并進行統(tǒng)計分析，為指導全市電梯安全工作提供依據(jù)，并通過對遠程監(jiān)測系統(tǒng)的科學評價，引導電梯物聯(lián)網(wǎng)建設健康發(fā)展。

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作者：牛鋼 單位：上海市質(zhì)量和標準化研究院