電梯大數(shù)據(jù)服務(wù)云平臺解決方案創(chuàng)新與實踐

李忠生　冷麗娟

一、問題的提出

隨著城市化進程的快速推進，人民生活水平的不斷提高，人們對生活的舒適性、便利性提出了更高的要求。近年來，高層建筑如雨后春筍，電梯數(shù)量也急劇增加。據(jù)北京市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局統(tǒng)計，截至2018年底，北京市在用電梯數(shù)量已經(jīng)達到了23萬余臺。這體現(xiàn)了電梯在人們的日常生活中，占據(jù)著越來越重要的地位。

電梯的使用給人們帶來了方便，但是因為人們的錯誤使用或未能提早發(fā)現(xiàn)潛在故障而造成的事故卻是無法彌補的。據(jù)國家質(zhì)檢總局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2017年全國電梯數(shù)量為562.7萬臺，全國發(fā)生電梯事故56起，死亡人數(shù)41人。而電梯發(fā)生故障導(dǎo)致停梯困人甚至于受傷案例的數(shù)量可以說是數(shù)以萬計。目前電梯故障已經(jīng)是一個民生問題，也逐漸成為了人們投訴的重點內(nèi)容。人們已經(jīng)不滿足于電梯不出事故，而是提出了更高的要求：電梯不能老出故障。

2018年2月9日，《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強電梯質(zhì)量安全工作的意見》指出，我國是電梯生產(chǎn)和使用大國，電梯質(zhì)量安全事關(guān)人民群眾生命財產(chǎn)安全和經(jīng)濟社會發(fā)展穩(wěn)定。近年來，我國電梯萬臺事故起數(shù)和死亡人數(shù)持續(xù)下降，安全形勢穩(wěn)定向好。但隨著電梯保有量持續(xù)增長，老舊電梯逐年增多，電梯困人故障和安全事故時有發(fā)生，社會影響較大。要求到2020年，電梯萬臺事故起數(shù)和死亡人數(shù)等指標接近發(fā)達國家水平。該意見還要求推廣“全生命周期安全最大化和成本最優(yōu)化”理念，推行“電梯設(shè)備+維保服務(wù)”一體化采購模式，探索專業(yè)化、規(guī)?；碾娞菔褂霉芾矸绞?。推動維護保養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變，依法推進按需維保，推廣“全包維?！?、“物聯(lián)網(wǎng)+維保”等新模式。

目前，不斷發(fā)展的大數(shù)據(jù)云平臺已成為優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，并且持續(xù)深化的“大數(shù)據(jù)+行業(yè)”戰(zhàn)略布局，已經(jīng)成功地應(yīng)用在通信、金融、工業(yè)、旅游、醫(yī)療、公共安全、新聞媒體、智慧城市、農(nóng)業(yè)、保險等多個領(lǐng)域，將大數(shù)據(jù)云平臺技術(shù)應(yīng)用于電梯行業(yè)勢在必行。

二、電梯大數(shù)據(jù)云平臺系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)分為四個層面：數(shù)據(jù)層、電梯大數(shù)據(jù)平臺層、應(yīng)用層、展示層，如圖所示。

圖1 電梯大數(shù)據(jù)云平臺系統(tǒng)架構(gòu)

（一）數(shù)據(jù)層

將電梯基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如電梯型號、層站數(shù)、額定速度等）、維修保養(yǎng)數(shù)據(jù)（如維保單位、維保人員、維保日期等）、預(yù)警數(shù)據(jù)（預(yù)警溫度、預(yù)警速度、預(yù)警運行時長等）錄入至數(shù)據(jù)庫中，通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集控制器將現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)（實時溫度、濕度、噪聲等）、運行數(shù)據(jù)（啟動時間、啟動次數(shù)、運行時間等）、故障數(shù)據(jù)（故障停梯數(shù)據(jù)）等信息，并將采集到的信息傳人至數(shù)據(jù)庫中。

（二）電梯大數(shù)據(jù)平臺層

將現(xiàn)場信息數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)不斷進行對比分析，通過聚類算法、預(yù)測算法、關(guān)聯(lián)算法等方式，實時得出電梯運行狀況，實現(xiàn)電梯遠程監(jiān)控，監(jiān)測電梯實時運行狀態(tài)、采集電梯實時故障信息、智能判斷故障情況并作出預(yù)置方案。

此次研究采用了聚類算法，整理出電梯設(shè)備參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，首先經(jīng)過預(yù)處理和標準化，然后用主成分降維，最后進行聚類分析，輸出聚類結(jié)果。利用聚類結(jié)果，建立SVM分類模型，并對模型的分類效果進行評估。當有了新的批次運行數(shù)據(jù)，可以自動進行分類。將運行數(shù)據(jù)的類別和其對應(yīng)的強相關(guān)控制參數(shù)導(dǎo)入操作樣本庫中，以此作為參數(shù)尋優(yōu)的樣本。在操作樣本庫中，搜索不同運行條件下目標參數(shù)的最優(yōu)值，以及對應(yīng)的強相關(guān)的操作變量的取值，進而可以實現(xiàn)推薦控制參數(shù)。

（三）應(yīng)用層

實現(xiàn)電梯運行監(jiān)控、電梯設(shè)備資產(chǎn)管理。通過歷史數(shù)據(jù)多維分析，如電梯故障統(tǒng)計分析、電梯維保數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、應(yīng)急處置統(tǒng)計分析、報警救援數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等，再根據(jù)電梯運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對電梯的關(guān)鍵運行狀態(tài)參數(shù)指標做優(yōu)化分析，比如以運行節(jié)能、曳引機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性等為目標進行優(yōu)化分析，推薦目標參數(shù)最優(yōu)時，強相關(guān)參數(shù)的取值，用于指導(dǎo)電梯的優(yōu)化運行。通過優(yōu)化分析模型，可挖掘歷史上最好的運行狀態(tài)，并固化下來，實現(xiàn)電梯控制經(jīng)驗的傳承以此實現(xiàn)電梯最優(yōu)運行狀態(tài)。對電梯做故障分析，采集多點運行數(shù)據(jù)，進行多維變量異常偵測，從而提前識別異常，并進行預(yù)警，避免重大事故的發(fā)生。通過給電梯建立風(fēng)險評估模型，可以從基本參數(shù)、使用數(shù)據(jù)、維保數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、困人數(shù)據(jù)、不安全乘梯行為等六個維度出發(fā)給電梯評分，從而當電梯發(fā)生故障時，可以準確的分析問題所在并杜絕此類故障再次發(fā)生。

（四）展示層

電梯維保人員可通過移動終端設(shè)備（如手機APP、計算機）自動記錄維保信息，方便監(jiān)督管理、維保到期自動提醒、維保數(shù)據(jù)查詢以及下載等。一旦發(fā)生故障，維保人員能及時收到故障信息。同時應(yīng)急救援接警、救援過程實時監(jiān)控、接警歷史記錄查詢、救援處置等信息都能記錄到數(shù)據(jù)庫中。

三、目標效果

（一）與傳統(tǒng)電梯監(jiān)測及維保對比

傳統(tǒng)電梯監(jiān)測及維保存在如下缺陷：

1、信息獲取手段少，日常監(jiān)督不到位

電梯維保人員應(yīng)按照電梯日常維護保養(yǎng)要求，每15天要對電梯進行一次維護保養(yǎng)。但也存在維保人員不按時進行電梯日常維護工作的現(xiàn)象，相關(guān)部門對維保人員的監(jiān)督力度不夠。

2、故障現(xiàn)象信息少

電梯日常維護保養(yǎng)要求電梯維保人員接到故障報警后，應(yīng)立即趕往現(xiàn)場。但是由于交通等種種因素，當電梯維保人員到達現(xiàn)場，詢問故障現(xiàn)象時，乘客或甲方已經(jīng)不能真實還原當時的情況，導(dǎo)致部分故障無法及時發(fā)現(xiàn)，處理時間過長。

3、盲目競爭促使維保質(zhì)量差

在用電梯設(shè)備數(shù)量的增加導(dǎo)致維保企業(yè)不斷增加，為爭奪電梯使用客戶，各維保公司不惜降低維保價格，從而導(dǎo)致維保投入減少，維保質(zhì)量差，影響到電梯的安全運行。

（二）電梯大數(shù)據(jù)云平臺優(yōu)勢

通過物聯(lián)網(wǎng)、電梯大數(shù)據(jù)云平臺的推廣和應(yīng)用，打通電梯選型、制造、安裝、驗收、保養(yǎng)、大修、更新的各個生命周期體系，將電梯在各階段產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)與物業(yè)管理部門、維保單位、監(jiān)管部門等相關(guān)部門建立起數(shù)據(jù)互通的橋梁，打破傳統(tǒng)的信息孤島局面。通過對所采集到的全部數(shù)據(jù)進行不斷的處理優(yōu)化，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y產(chǎn)，同時形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)和消費數(shù)據(jù)的完整閉環(huán)。

四、結(jié)束語

隨著城市化的不斷推進，高層建筑成為現(xiàn)代文明的代表，電梯的發(fā)明解決了攀登樓梯的繁瑣和困難。然而，近些年，電梯帶來的問題也暴露無遺，通過物聯(lián)網(wǎng)，將大數(shù)據(jù)服務(wù)云平臺應(yīng)用于電梯維修保養(yǎng)行業(yè)，不斷采集電梯運行信息并進行對比分析，可便于尋找到解決電梯故障問題的路徑。