基于3G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下的電梯遠程監(jiān)控與實時診斷系統(tǒng)研究

龔東舫

引言：電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)是當(dāng)今電梯控制領(lǐng)域的先進技術(shù)，是繼PLC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)和VVVF調(diào)速系統(tǒng)之后又一次大的技術(shù)進步。PLC控制成功地解決了困擾電梯行業(yè)的可靠性問題，而VVVF調(diào)速系統(tǒng)則成功地解決了電梯運行舒適感的問題。采用電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)意味著可以為用戶提供高層次的服務(wù)。本文主要基于3G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架下的電梯遠程監(jiān)控與實時診斷系統(tǒng)研究。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)是維保單位提高服務(wù)質(zhì)量的重要工具，一個維修保養(yǎng)單位如果安裝了遠程監(jiān)控系統(tǒng)，維修保養(yǎng)工作將會變被動保養(yǎng)為主動保養(yǎng)，可使用戶故障停梯時間大大縮短，從而提高一個服務(wù)檔次，維保單位可使用戶感到其技術(shù)實力十分雄厚，將電梯委托其維修保養(yǎng)很放心，擁有遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對承接電梯保養(yǎng)業(yè)務(wù)，洽談電梯改造工程以及代理銷售電梯都有很大幫助[1]。

一、系統(tǒng)概述

電梯遠程監(jiān)控與實時診斷系統(tǒng)的主要目的是對在用電梯進行遠程數(shù)據(jù)維護、遠程故障診斷及處理故障的早期預(yù)告及排除以及對電梯運行狀態(tài)（群控效果、使用頻率、故障次數(shù)及故障類型）進行統(tǒng)計與分析等。由于各個遠程監(jiān)控系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家的不同以及用戶要求的差異，具體到每一種遠程監(jiān)控產(chǎn)品的功能也有所不同。電梯遠程監(jiān)控與實時診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

二、電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的功能

（一）監(jiān)視與控制

遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括遠程監(jiān)視與遠程操作控制，完成下述功能。①數(shù)據(jù)采集程序 完成電梯狀態(tài)信號的采集工作，此程序又包括兩個子程序：通信程序，數(shù)據(jù)采集、存儲程序。通信子程序完成主監(jiān)測計算機與數(shù)據(jù)采集模塊的通信任務(wù)，包括設(shè)置模塊地址、波特率、校驗狀態(tài)等；數(shù)據(jù)采集、存儲子程序則主要用于采集并存儲數(shù)據(jù)。②監(jiān)測子程序 完成電梯運行狀態(tài)的監(jiān)測，包括電梯運行方式：自動、司機、檢修、消防、電梯運行狀態(tài)；開梯、安全、急停、門鎖、開門、關(guān)門、關(guān)門到位（門區(qū)）、超載、呼梯、運行、定向、層樓指示、上下行指示，并對數(shù)據(jù)庫中提供的實時數(shù)據(jù)進行異常判斷。③提供實時的圖形界面監(jiān)控窗口。服務(wù)器可同時提供顯示多臺電梯的全中文、圖型化、動態(tài)的監(jiān)控界面，操作員可直觀觀察到該電梯的輸入輸出端口、電梯位置、門狀態(tài)以及呼梯狀態(tài)等，如果電梯正在運行，則可動態(tài)觀測到電梯的運行狀態(tài)。操作員通過該監(jiān)控窗口，可進行遠程的故障診斷[2]。

（二）圖像監(jiān)視

在電梯轎廂內(nèi)安裝攝像頭，通過一定的傳輸網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)中心可直觀地看到轎廂內(nèi)的圖像。其主要目的是防止惡意的操作與犯罪，而且其傳輸距離受到傳輸網(wǎng)絡(luò)的影響一般為同軸電纜不會太遠，常用于智能樓宇的自動保安系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。只能算作是真正意義上的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的補充。

（三）故障處理

（1）提供故障信息記錄庫。主動偵測電梯有無異常，并將故障信息傳送回監(jiān)視中心，得以指揮服務(wù)人員迅速前往檢修，往往在客戶還沒有發(fā)覺電梯故障之前，網(wǎng)點服務(wù)員就已經(jīng)修復(fù)完成。服務(wù)器將前端機發(fā)來的故障信息包展開后，存儲在故障信息數(shù)據(jù)庫中，供操作員隨時查看。該數(shù)據(jù)庫包括故障類型、故障時間、故障樓層等內(nèi)容，即使計算機關(guān)機，故障記錄也不會丟失，操作員可以刪除任何過時的故障記錄。

（2）提供用戶檔案信息庫。服務(wù)器中設(shè)置了一個電梯用戶檔案數(shù)據(jù)庫，并提供了針對該數(shù)據(jù)庫的高級數(shù)據(jù)庫操作功能。操作員可隨時更新數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，并可根據(jù)前端機發(fā)來的信息，從該數(shù)據(jù)庫中查找出有關(guān)這臺電梯的詳細資料。

（3）及時安撫處理、防止意外。萬一乘客被困在轎廂內(nèi)時，轎廂內(nèi)會自動播放安撫語音，經(jīng)由對講機告知已出動救援，緩和乘客焦躁的情緒，并提醒乘客勿貿(mào)然自行脫困，以免發(fā)生意外，防止危險事故的發(fā)生。被困在轎廂內(nèi)的乘客還可以通過引導(dǎo)語音和監(jiān)視中心直接通話，讓乘客能更加安心地等待救援。

（四）其他功能

（1）支持高級電源管理功能。當(dāng)服務(wù)中心無人值守時，服務(wù)器可進入休眠（低功耗）狀態(tài)，此時，來自MODEM遠程呼叫信號可將服務(wù)器自動喚醒。

（2）支持信息自動轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)服務(wù)中心無人值守時，可以通過設(shè)定，將前端機傳來的信息自動轉(zhuǎn)發(fā)到用戶指定的計算機、電話機上，利用此功能可實現(xiàn)不需要24h專人值守的招修熱線。

（3）支持對前端機進行遠程撥號設(shè)置。服務(wù)器可以遠程設(shè)置前端機撥號的號碼，即如果服務(wù)中心的電話號碼發(fā)生變更，操作員無須到現(xiàn)場，在服務(wù)中心就可以遠程設(shè)置前端機的向服務(wù)中心撥號的電話號碼。在服務(wù)中心還可以遠程設(shè)置前端機自動呼叫維修人員手機的號碼，維修人員收到前端機打來的電話后，根據(jù)電話號碼就可知道是哪臺電梯出了故障，以便及時進行處理。

三、電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的軟件

系統(tǒng)軟件由三部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集程序、監(jiān)測程序、專家系統(tǒng)診斷程序。

（一）數(shù)據(jù)采集程序

數(shù)據(jù)采集程序完成電梯狀態(tài)信號的采集工作，此程序又包括兩個子程序、通信程序、數(shù)據(jù)采集、存儲程序。通信子程序完成主監(jiān)測計算機與數(shù)據(jù)采集模塊的通信任務(wù)，包括設(shè)置模塊地址、波特率、校驗狀態(tài)等；數(shù)據(jù)采集、存儲子程序則主要用于采集并存儲數(shù)據(jù)。

（二）監(jiān)測程序

監(jiān)測子程序完成電梯運行狀態(tài)的監(jiān)測，包括電梯運行方式：自動、司機、檢修、消防、電梯運行狀態(tài)；開梯、安全、急停、門鎖、開門、關(guān)門、關(guān)門到位、超載、呼梯、運行、定向、層樓指示、上下行指示，并對數(shù)據(jù)庫中提供的實時數(shù)據(jù)進行異常判斷[3]。

（三）專家系統(tǒng)診斷程序

當(dāng)監(jiān)測程序發(fā)現(xiàn)有故障時，發(fā)出故障報警，管理人員便可起動專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)專家系統(tǒng)程序，專家系統(tǒng)診斷程序的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（1）知識庫是專家系統(tǒng)的核心之一，其主要功能是存儲和管理專家系統(tǒng)中的知識，適當(dāng)?shù)闹R表示是建立知識庫系統(tǒng)的關(guān)鍵，常見的知識表示方法有：產(chǎn)生式規(guī)則表示法、語義網(wǎng)表示法、框架表示法、概念圖表示法，等等。

（2）推理機是專家系統(tǒng)的另一核心，推理機實質(zhì)上是一組計算機程序，其主要功能是協(xié)調(diào)控制整個系統(tǒng)，決定如何選用知識庫中的有關(guān)知識，對電梯故障進行判斷推理。系統(tǒng)采用深度優(yōu)先搜索策略，以電梯的所有故障集作為一個狀態(tài)空間，在此狀態(tài)空間中所有故障由一棵倒置的故障樹表示。

（3）數(shù)據(jù)庫是專家系統(tǒng)中用于存放反映系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)事實數(shù)據(jù)的“場所”。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分為動態(tài)數(shù)據(jù)庫和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫兩種，診斷數(shù)據(jù)主要來源于實時檢測數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在工作時定時檢測各采樣點的數(shù)據(jù)，并存入動態(tài)數(shù)據(jù)庫[4]。

（4）故障查詢機構(gòu)：為用戶提供了電梯的常見故障、有關(guān)電梯的知識。

（5）知識獲取機構(gòu)：負責(zé)管理知識庫中的知識，包括知識的修改、刪除、更新，并對知識的完整性和一致性進行維護，系統(tǒng)中知識的獲取通過兩個途徑：直接輸入知識，利用自學(xué)習(xí)能力。根據(jù)每次診斷后的結(jié)果，更新數(shù)據(jù)，如原因置信度等。

（6）人機界面實現(xiàn)用戶與系統(tǒng)的交互，系統(tǒng)采用符合WINDOWS標(biāo)準(zhǔn)的界面形式，使用戶可以通過菜單選擇和屏幕提示，方便地進行電梯運行監(jiān)測、電梯故障診斷等操作，專家也可通過人機界面補充給專家系統(tǒng)新的知識、經(jīng)驗。

四、結(jié)束語

總之，本系統(tǒng)主要由前端機隨時采集電梯的運行狀態(tài)和有關(guān)信息，在電梯發(fā)生故障時，通過3G網(wǎng)絡(luò)將故障信息傳送給中心計算機。維護人員可以在中心計算機上通過3G網(wǎng)絡(luò)接通前端機，通過監(jiān)控窗口可以直觀地觀察到任意電梯的動態(tài)運作信息，并可以進行遠程的故障查找或操作。

參考文獻

[1]張進進.電梯安全性遠程監(jiān)控技術(shù)與故障診斷分析[J].信息通信，2013，04：280-281.

[2]伊新，宋長亮.基于GPRS和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].電子世界，2013，08：14-15.

[3]鄭永康，陳俊武，李強.基于3G+Internet網(wǎng)絡(luò)的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機時代，2013，07：32-35.

[4]徐葉，袁敏，李國軍.嵌入式Web服務(wù)器遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機與現(xiàn)代化，2013，02：94-98.

（作者單位：湖南省特種設(shè)備檢驗檢測研究院常德分院）