城市電梯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

陳照春

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，福建福州 350008）

城市電梯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

陳照春

（福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，福建福州 350008）

本文闡述了城市電梯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必要性，通過對電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)的分析與研究，構(gòu)建了城市電梯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，并對該網(wǎng)絡(luò)的主要功能模塊進(jìn)行了分析說明，最后給出了建立健全城市電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組織體系。

電梯；遠(yuǎn)程監(jiān)控；數(shù)據(jù)采集；網(wǎng)絡(luò)

1 概述

隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，電梯作為日常生活不可缺少的交通工具,其安全及管理問題已是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。電梯關(guān)人、故障停梯、運(yùn)行不正常、不能及時(shí)維修等已成為城市安全的隱患。因此，提高電梯管理水平、預(yù)防電梯事故發(fā)生已是迫在眉睫。

城市電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種對在運(yùn)電梯進(jìn)行中央集中化遠(yuǎn)程監(jiān)測的新興技術(shù)，是當(dāng)前電梯管理領(lǐng)域的前沿技術(shù)。它能全天不間斷地對城市網(wǎng)絡(luò)中的電梯進(jìn)行監(jiān)視，實(shí)時(shí)地分析、記錄運(yùn)行狀況，并根據(jù)故障記錄自動(dòng)統(tǒng)計(jì)電梯故障率。通過它可對電梯狀況和維保單位工作質(zhì)量實(shí)行有效地監(jiān)督，并為年審考核提供可靠依據(jù)。它是一種全新的電梯管理模式，充分利用了先進(jìn)的計(jì)算機(jī)和電信技術(shù)，是當(dāng)今電梯運(yùn)行管理現(xiàn)代化的必由之路，對城市電梯的管理、檢驗(yàn)、以及電梯故障預(yù)防、事故應(yīng)急處理等方面能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的現(xiàn)代化管理。項(xiàng)目的實(shí)施能夠確保電梯在安全監(jiān)控體系下運(yùn)行、確保一旦出現(xiàn)電梯故障或險(xiǎn)情就能得到全方位的救援保障。

2 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必要性

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程步伐的不斷加快，電梯的擁有量與日俱增。在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，電梯發(fā)揮著不可替代的作用。但在高效服務(wù)的同時(shí)，難免遇到停電、電氣故障、機(jī)械故障等一系列突如其來的問題，對乘客的人身安全造成極大的威脅。近年來因使用電梯造成多起人身傷亡事故，社會(huì)反應(yīng)強(qiáng)烈，特別得到了政府和新聞部門的密切關(guān)注。電梯安全事故的頻發(fā)，造成了巨大的人員和財(cái)產(chǎn)損失，對建設(shè)和諧海西、維護(hù)安定團(tuán)結(jié)產(chǎn)生了不利的影響。

電梯是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品，其質(zhì)量的焦點(diǎn)反映在運(yùn)行可靠性上。電梯運(yùn)行可靠性的提高一方面要通過改進(jìn)設(shè)計(jì)、提高制造、安裝質(zhì)量來解決，另一方面要依靠完善的維修保養(yǎng)體系和先進(jìn)的監(jiān)控手段來解決。

利用聯(lián)網(wǎng)檢測把分散記錄電梯運(yùn)行狀態(tài)的信號進(jìn)行集中監(jiān)控，所有入網(wǎng)電梯運(yùn)行情況一目了然，電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)可以發(fā)揮兩方面作用：一是防患于未然。監(jiān)控中心為每一部電梯建立“履歷”，將所有資料、數(shù)據(jù)通過電腦系統(tǒng)實(shí)施統(tǒng)一管理，定期打印電梯運(yùn)行狀態(tài)分析報(bào)告，定期進(jìn)行電梯的強(qiáng)制性保養(yǎng)，可以有效防止故障發(fā)生。二是實(shí)施危機(jī)應(yīng)急處理。電梯發(fā)生故障時(shí)，信號自動(dòng)接通監(jiān)控中心，監(jiān)視裝置顯示用戶名稱、電梯機(jī)號、故障狀況等信息，中心立即向維修部門發(fā)出指令，確保第一時(shí)間趕到現(xiàn)場。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)24小時(shí)對電梯進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、記錄，實(shí)時(shí)監(jiān)控可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，自動(dòng)記錄的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為電梯的監(jiān)督管理、維修保養(yǎng)提供了高科技的支持，為安全監(jiān)察、特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)提供最直接的依據(jù)。由于監(jiān)控系統(tǒng)能夠儲(chǔ)存電梯的日常運(yùn)行數(shù)據(jù)和日常發(fā)生的故障記錄，這就使得安全監(jiān)察、特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)部門能對一段時(shí)間內(nèi)特定電梯的運(yùn)行情況有一個(gè)全面的了解。對那些工作質(zhì)量差、技術(shù)水平低、責(zé)任心不強(qiáng)的維保單位，安全監(jiān)察、特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)部門就可及時(shí)采取相應(yīng)的管理措施。

3 電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)

在電梯設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)中，關(guān)鍵點(diǎn)有四個(gè)：一是現(xiàn)場電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集；二是數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程通訊傳輸；三是當(dāng)電梯發(fā)生故障時(shí)的報(bào)警處理；四是電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。

3.1 現(xiàn)場電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集

（1）第一種方式是通過電梯本身控制系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，目前國內(nèi)這幾年生產(chǎn)的電梯一般都有數(shù)據(jù)接口，可通過串口、并口或電梯廠商提供的其他接口進(jìn)行采集。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及時(shí)，電梯監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場安裝調(diào)試時(shí)間短等；缺點(diǎn)是由于各個(gè)廠家的數(shù)據(jù)接口的通訊協(xié)議不一致，故在數(shù)據(jù)處理時(shí)上位計(jì)算機(jī)的軟件處理量比較大。若電梯本身控制系統(tǒng)出問題（出現(xiàn)概率較小），如控制系統(tǒng)死機(jī)時(shí)，此時(shí)可能無法采集到電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，還存在一個(gè)問題就是年代較舊的電梯沒有數(shù)據(jù)接口，不能采用這種方式采集。

（2）第二種方式是利用電梯系統(tǒng)本身的各種傳感器，如接近開關(guān)、紅外開關(guān)以及一些模擬量傳感器等。通過采集這些傳感器的狀態(tài)，得知電梯的運(yùn)行狀態(tài)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是通用性較強(qiáng)，各類型電梯均適合，系統(tǒng)現(xiàn)場安裝調(diào)試時(shí)間較短；缺點(diǎn)是需要電梯維保單位的配合進(jìn)行系統(tǒng)接線，電梯運(yùn)行系統(tǒng)和電梯監(jiān)控系統(tǒng)不能完全隔離。

（3）第三種方式是獨(dú)立于電梯本身的監(jiān)控系統(tǒng)。電梯的各個(gè)運(yùn)行參數(shù)通過獨(dú)立于電梯本身運(yùn)行系統(tǒng)的傳感器采集回來，在井道、機(jī)房、轎廂、層門內(nèi)安裝各種接近開關(guān)、紅外開關(guān)以及一些模擬量傳感器。通過采集這些傳感器的狀態(tài)，得知電梯的運(yùn)行狀態(tài)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是通用性較強(qiáng)，各類型電梯均適合，監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立；缺點(diǎn)是系統(tǒng)現(xiàn)場安裝調(diào)試時(shí)間較長，電梯控制主板出現(xiàn)的一些問題不能被監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控到。（如用戶在使用電梯時(shí)實(shí)際選的是5層，而電梯卻開到別的樓層等情況。）

3.2 遠(yuǎn)程通訊傳輸

（1）通過GPRS無線方式通訊，速度最高可為171.2Kbit/s；該通訊方式具有網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)帶寬較寬、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

（2）通過公話網(wǎng)絡(luò)PSTN通訊，通訊速度最高為3.6Kbit/ s。利用PSTN，不要另裝用戶線、中繼線和交換機(jī)，只需加裝MODEM即可，計(jì)費(fèi)按PSTN方法計(jì)時(shí)收費(fèi)。PSTN的缺點(diǎn)是只能“點(diǎn)對點(diǎn)”，通過MODEM撥號以后才能通信，不能同時(shí)“點(diǎn)對多點(diǎn)”通信，且不能實(shí)時(shí)在線。如果監(jiān)控點(diǎn)較多的話，這個(gè)方法顯然不適合。

（3）采用寬帶或ADSL進(jìn)行通訊，其最高通訊速度可達(dá)10Mbit/s或100Mbit/s;該通訊方式通訊速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、故障率低、技術(shù)最成熟等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 故障的報(bào)警處理

在電梯故障時(shí)，一般情況下都是轎廂內(nèi)人員撥打求助電話或按動(dòng)報(bào)警按鈕通知電梯現(xiàn)場管理人員處理故障。報(bào)警的形式大都是聲光報(bào)警，如報(bào)警燈、蜂鳴器等方式報(bào)警，在一些遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中可做到遠(yuǎn)程自動(dòng)撥號進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警。

3.4 電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析

對電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，通過電梯運(yùn)行分析系統(tǒng)分析評估，得出電梯整體、局部的性能評價(jià)和預(yù)測電梯故障隱患。若電梯的性能評價(jià)偏低，則說明該電梯存在較嚴(yán)重安全隱患；若出現(xiàn)如緩沖器、安全鉗等信號接通，則說明電梯已出現(xiàn)重大安全事故。

4 城市電梯監(jiān)控網(wǎng)的建立

4.1 前端電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)采集

采用獨(dú)立于電梯系統(tǒng)的采集方式進(jìn)行采集。采集的數(shù)據(jù)主要包括溫度濕度、運(yùn)行速度、維修檢修狀態(tài)、曳引機(jī)狀態(tài)、制動(dòng)器狀態(tài)、平層信號、轎門層門狀態(tài)、上下限位、安全窗狀態(tài)、限速器狀態(tài)、安全鉗狀態(tài)、張緊輪狀態(tài)、緩沖器狀態(tài)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

城市電梯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)共四層，分別為監(jiān)控中心站、監(jiān)控分中心站、監(jiān)控站以及電梯信號采集器。電梯信號采集器采用GPRS或局域網(wǎng)向監(jiān)控站發(fā)送數(shù)據(jù)；監(jiān)控站通過Internet網(wǎng)絡(luò)向所管轄的監(jiān)控分中心傳輸數(shù)據(jù)；監(jiān)控分中心也通過Internet網(wǎng)絡(luò)向所管轄的監(jiān)控中心傳輸數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖見圖1。

城市的電梯分布廣、數(shù)量多。如果把電梯采集信號直接傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)會(huì)存在兩個(gè)問題：1）傳輸數(shù)量大，易造成網(wǎng)絡(luò)堵塞，使通訊不暢；2）中心網(wǎng)絡(luò)一旦出故障，全市電梯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)將癱瘓。因此，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用分級傳輸?shù)臉?gòu)架。電梯信號采集器與監(jiān)控站之間主要采用二次布線組建局域網(wǎng)的方式。如果存在無法布線的情況，就采用無線GPRS網(wǎng)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)。

5 城市電梯監(jiān)控網(wǎng)主要功能

5.1 電梯故障監(jiān)控

圖1 城市電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

系統(tǒng)通過監(jiān)控終端，實(shí)時(shí)不間斷地監(jiān)視電梯運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)測到故障和異常狀態(tài)時(shí)自動(dòng)發(fā)報(bào)及傳送故障信息。監(jiān)控中心對監(jiān)控電梯的信息進(jìn)行記錄、統(tǒng)計(jì)和分析。

5.2 故障快速反應(yīng)

系統(tǒng)通過電梯故障自動(dòng)檢測，減少了以往要管理人員去發(fā)現(xiàn)電梯故障的時(shí)間，監(jiān)控中心在收到故障信息的同時(shí)通過指揮系統(tǒng)向?qū)?yīng)維保公司發(fā)送電梯位置和故障信息，使其在最短時(shí)間內(nèi)指派人員到場，實(shí)現(xiàn)了故障的快速反應(yīng)。

5.3 救援指揮及緊急救援

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理所有電梯信息及對應(yīng)的維保公司，當(dāng)電梯出現(xiàn)故障時(shí)向維保公司發(fā)送“出動(dòng)”信息。如果維保公司不能及時(shí)到場，特別是重點(diǎn)場合重點(diǎn)活動(dòng)時(shí)，監(jiān)控中心將按緊急救援處理，立即向城市110，119，122等應(yīng)急救援系統(tǒng)請求援助，并指派距離最近的聯(lián)動(dòng)保養(yǎng)點(diǎn)出動(dòng)救援。在第一時(shí)間內(nèi)解救被困乘客。

5.4 重點(diǎn)單位、重點(diǎn)活動(dòng)的電梯保障

黨政機(jī)關(guān)、賓館、醫(yī)院、商場、公共場所等重點(diǎn)單位的電梯重點(diǎn)監(jiān)控；在交易會(huì)、國慶慶典等重點(diǎn)活動(dòng)前，通過運(yùn)行記錄檢查電梯的運(yùn)行狀態(tài)避免故障產(chǎn)生，活動(dòng)時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及調(diào)配人員待命保障在重點(diǎn)場合的電梯安全運(yùn)行。

5.5 電梯維保公司的監(jiān)督管理

通過數(shù)據(jù)庫記錄電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障數(shù)據(jù)，建立電梯數(shù)據(jù)檔案。對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，對故障率高的電梯責(zé)成維保公司進(jìn)行整改。對不能保證安全運(yùn)行的電梯，要求進(jìn)行改造升級或更換。根據(jù)電梯的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，客觀評價(jià)維保公司的質(zhì)量，保障人們使用電梯的安全。

6 建立健全城市電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組織體系

保證該中心在政府的統(tǒng)一部屬下，在城市相關(guān)電梯安全管理單位、城市110、119、122等應(yīng)急救援系統(tǒng)、各電梯公司、電梯保養(yǎng)維修等單位參與下，對電梯實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控管理。在此基礎(chǔ)上，電梯監(jiān)控中心對電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如發(fā)現(xiàn)電梯出現(xiàn)故障和存在故障隱患的，指派電梯公司、電梯維保單位進(jìn)行緊急搶修；如發(fā)現(xiàn)電梯出現(xiàn)重大安全事故的，請求110、119、122進(jìn)行緊急救援。

圖2 城市電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組織體系

[1] 王金奇，李翔，石文，“對電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究”[J]，中國質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督，2010.05

[2] 劉琳，陳虹，朱菲菲等，“基于WebAccess的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究”[J]，電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011.02

[3] 張興旺，“一種電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)”[J]，工藝與設(shè)計(jì)，2014.02

[4] 李曉剛，劉劍，孟彬，“電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀與研究方向”[J]，中國電梯，2006.09

陳照春,男,福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)院,高級工程師,研究方向?yàn)殡娞菰诰€監(jiān)測技術(shù)研究

Elevator Monitoring Network System for City

Chen Zhaochun
（Fujian Special Equipment Inspection Institue,Fuzhou 350008,Fujian,China）

This paper introduces the necessity of the construction of elevator monitoring network for city. By the analysis and research of the key technology of the elevator remote monitoring, the paper constructs the elevator monitoring network for city, and analyzes the main function modules of the network, and finally gives the organization system of elevator remote monitoring system for city.

Elevator; Remote Monitoring; Data Acquisition; Network