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近年来,杭州市电梯数量增长迅猛,2011年底杭州市已注册在用乘客电梯4.8万部,2012年上半年又新增乘客电梯、自动扶梯近5000台。但是全市电梯维保行业从业人员的数量却没有相应增长。根据《特种设备安全监察条例》和相关电梯的安全技术规范,电梯维保工作对相关人员的综合要求相对较高,需要维保人员既能够熟悉电梯专业知识,又要能够和物管人员、小区业主等人协调沟通,同时电梯维保工作具有一定的危险性,所以一个合格的维保人员培养的过程很长。但是维保人员的工资却不高,愿意从事这个行业的人并不多,熟练的维保工人非常匮乏。所以,如何改变电梯行业依靠劳动力数量的发展方式,如何通过提高从业人员专业水平和应用科技手段提升电梯企业管理水平已经迫在眉睫。
杭州市自2010年10月开通电梯应急特服电话96333以来,在杭州市特种设备应急救援指挥平台的基础上,逐步建立、完善了覆盖主城区的基于物联网的电梯运行安全远程监控系统,实现了依靠科技手段实现电梯巡检和诊断,依托大品牌制造单位和维保单位,确保涉及民生的公共安全。
电梯应急救援指挥系统
杭州市电梯应急救援指挥体系,通过电梯运行安全物联网,采用电梯运行安全参数和音视频远程传输技术,对电梯运行进行实时监控,实时监测到的数据用作电梯制造、维保单位对电梯实施保养修理的决策依据。如监测到数据显示电梯处于安全隐患状态,系统会自动预警,提示电梯维保单位及时处理;监测到电梯故障困人,系统将自动向特种设备应急处置中心和电梯维保单位报警,以此大大提高电梯困人救援的效率。
杭州市电梯应急救援指挥体系的核心是“电梯运行安全物联网”,集成相关多项技术,包括传感技术用于电梯乘客和电梯状态检测;射频识别技术用于电梯基本信息识别,电梯维保人员考勤;网络传输技术用于电梯状态参数、音视频流的远程传输;音视频解压缩用于电梯实时图像监控的录制和传输;GPS以及电信运营商基站定位技术用于维保人员和电梯被困人员的准确定位等等。
系统应用及功能
电梯运行安全物联网规模示范网体系下分为两个子系统:一是电梯运行安全参数采集系统;二是电梯音视频图像采集、电梯运行状态显示及媒体平台综合系统。
电梯运行安全参数采集系统对电梯运行状态进行实时监控,电梯运行安全监测数据接入电梯应急处置平台。遇到电梯困人能够报警,能够对电梯故障进行统计分析,向电梯维保单位预警。
依托杭州城域网和信息化大平台,参照公交移动电视模式,在电梯轿厢内设置移动电视,一是用来显示电梯运行参数,二是作为媒体信息平台,三是作为政府公益宣传平台;四是在电梯困人时播放安抚和自救指导片。移动电视平台由政府指定单位统一运营,通过对电视的运营来弥补监控系统运营费用的不足,从而推动全市电梯物联网产品、技术、应用的有序发展。系统总体架构如图1所示。
系统软件平台采用微软.Net架构、Oracle和MS SQL Server数据库开发。前段硬件设备采用采用ARM+DSP和实时Linux架构,其处理器和存储等硬件资源满足电梯故障参数、音视频信息、各类传感器信息的接入、处理和传输。设备针对电梯行业的特殊性开发专用通信接口,完成了电梯故障参数的接入,针对不同电梯品牌的故障参数,将其归一到统一的故障参数定义标准中,供后台系统使用。除了对电梯自身状态的检测,安全网关还实现了对电梯周边环境的监测,包括电梯井温湿度、机房温湿度等。所有监测数据和视音频信息通过设备中内嵌的3G设备或者以太网传输到监控中心。
系统设计理念
终端设备功能
电梯端监控终端采用AC220V/DC12V给系统供电,并采用后备电池备用供电回路。日常记录电梯运行状况及统计,检测电梯故障及困人等事故,通过3G、Wifi或者有线网络传输数据,实现电梯定位,提供视频对话功能;同时提供预留I/O接口方便后续升级和功能扩展。终端系统图如图2所示。
终端采用工业AC220V/DC12V模块,抗干扰能力强,使用范围宽,达到国家电磁认证,通用性强,技术成熟,性价比比较高,能够达到电梯仪表电源方面的标准。采用铅酸电池及充电管理,在停电时候,能够迅速切换提供后备电源,同时铅酸电池在撞击和高温时,不会爆炸和起火,避免火灾、爆炸隐患。采用3G无线通讯模块,无线传输视频、音频及通讯数据。利用SD卡,保存运行参数、媒体视频、政府公益宣传视频、困人安抚指导视频和音频数据、求救记录,人员状况及其他状况记录等。设计人体红外感应功能,针对高温天气下困人环境的人体的热感应功能。
数据传输系统
电梯安全网关支持了多种网络传输制式,包括中国电信EVDO网络、中国联通WCDMA、中国移动TDS-CDMA等3G网络;也可以采用有线网络以及有线和wifi融合等方式;系统同时向下兼容2G网络环境,可在3G网络信号未能覆盖的区域平滑切换到2G网络模式工作。
电梯安全网关能根据无线网络视频传输的特殊环境进行优化,调整网络传输协议,并对视频编码方案进行优化,做到根据网络带宽变化自动调节视频图像的码流和图像质量。系统网络拓扑图如图3所示。
软件管理平台
系统的软件部分主要分为3个子系统:电梯安全运行监控及报警系统、流媒体系统、存储系统。电梯安全运行监控及报警系统用于监控电梯的运行、发生故障的报警,分为处置中心、电梯维保单位、电梯使用单位3级、多点平台,由于电梯维保单位监控电梯存在隐私权的问题,而电梯使用单位又无法保证使用平台全天候正常使用,故而原则上所有的运行数据、故障时的音视频数据全部保存于处置中心,另2级平台只可以查询处置中心授权的信息、数据。当电梯发生紧急情况时,处置中心第一时间通过电梯安全运行监控及报警系统对故障现场情况进行监视,视现场情况确定处理方案。流媒体系统用于当电梯发生紧急情况时,处置中心与被困乘客进行双向音视频交流时对音视频数据进行处理。存储系统嵌入于电梯安全运行监控及报警系统和流媒体系统内,对电梯平时运行数据、紧急情况时的音视频数据进行存储。
网络安全
网络安全包括物理的和逻辑的网络安全。系统可根据不同区域内安全等级的不同采取相应的安全策略,采用防火墙、路由器、前置机等措施隔离内外网数据流实现事前管理,并通过入侵检测软件、系统日志分析等实现事后管理。
采用数据加密。对关键敏感信息(如用户口令,数据交换文本等)都进行加密处理,将加密后的密文在网络中传输,并由接收方解密后分析原始数据。对于用户口令等信息,直接将密文在数据库中存储,保证了数据库存储层的安全性。
采取日志及安全审计。通过详细记录用户的操作过程,生成用户操作的日志文件。安全审计信息是电子举证的重要手段,能够用于追查网络攻击和泄密行为。另外,通过数据库管理系统本身的审计功能,在SQL语句层面上记录数据库变化的过程,辅助追踪其他方式的数据库越权操作行为。
数据存储及备份。系统采用了大容量基于SAN结构的磁盘阵列系统,所有数据集中统一存储。对于系统运行过程中产生的大量数据,选用备份管理软件进行定期数据备份。另外,通过市政府的远程灾备系统进行数据备份。
应用成效
要构建“和谐浙江,品质杭州”,就要建立并逐步完善城市电梯的安全保障体系,控制在用电梯的故障率,电梯出现故障后能对人员实施及时救援。在杭州公共场所、住宅等使用的电梯上配置电梯安全运行监控装置,依靠物联网技术,可以实现对电梯故障的实时监控。通过一年半的运行,杭州市实现了随时掌握电梯困人信息,及时第一发出指令,有效实施救援,大大提高了政府监管部门对电梯应急处置的效率。
杭州市电梯应救援指挥体系的建设,基本实现了“智慧杭州、智慧城市”的几大特性:
先进性——采用了先进的概念、技术和方法,结合面向对象的设计思路,综合数据集成的先进技术,应用流行管理理论,为用户提供直观易用的控制、故障应对、救援综合解决方案。
易维护性——提供了灵活的组织机构、用户权限、数据备份/恢复、数据追踪、数据整合、应用回退等管理工具,采用模块式组合,极大地方便了系统维护工作。
适用性——提供了可靠合理的功能和输入/输出接口,适用于不同的环境。系统可以根据不同型号的电梯进行灵活的选择配置,将不同品牌、型号的电梯集成在一个系统内。
集成性——充分考虑到信息、功能、系统集成的需要。将远程通话、远程电梯控制、远程视频控制、故障分析、远程控制等系统相连接、集成到一套系统中。
安全性——系统完全独立,自备电源不与其他系统有任何交叉,运行可靠、安全,从应用角度对系统安全和数据安全进行保护;视频监视系统在电梯正常时不起作用,当电梯故障或控制室发出指令时才可进行视频控制并同步录像,保障乘客隐私。
【关键词】3G网络;光热工程;监控系统
1.引言
随着信息技术的发展和人们生活水平的提高,无线3G网络在各行业广泛应用,人们对于用手机及电脑对太阳能远程监控的需求日益高涨。用户不需要进出设备间就能掌握热水信息,随时随地管理热水工程,及时了解设备运行情况等。因此,无线3G网络技术成为目前流行而且需求量较大的一项技术。
2.全国光热工程远程监控系统系统架构
为满足客户能够更舒适的享用放心热水,使我们的控制系统适应快速发展的太阳能热水工程市场,为满足这些客户的需求,控制柜联网、手机等设备查看运行数据、无线通讯技术和运行数据的存储打印在太阳能热水系统的研究和应用越来越受到客户的欢迎。为实现光热工程远程监控,本文采用3G无线网络通过多种途径对热水工程进行监控。
2.1 监控内容
本文设计的远程监控系统主要是对水温水位、集热器温度、用户管道温度,补水和循环过程。
2.2 数据采集传输的过程
无线数传终端(DTU)登录GPRS网络之后,根据设置的IP地址和端口来与中心平台进行TCP/IP连接。当TCP/IP连接建立之后,前端采集设备和中心软件之间就可以进行数据通讯。这样就可以实现对现场数据显示、数据存储、数据处理,可以实现现场只能故障报警和故障判断,还可以实现对现场控制器的参数设置和控制操作,最终通过互联网实现数据远程传送和远程监控。
2.3 DTU与中心平台的组网方式
根据中心平台能不能上网和如何上网的情况,DTU与中心平台有三种组网方式,分别为Internet结合固定IP地址、Internet结合动态域名、使用VPN专网。
系统架构如图1。
3.各部分功能及技术点
3.1 IP MODEM简介
IP MODEM又称无线数传终端(DTU),主要应用在工业自动化、电力、气象、水文、环保、防灾预警等需要实现远程组网传输数据的行业。通常只要是带RS232或RS485的仪表或设备都可以使用IP MODEM实现远程组网传输数据,且对环境无特殊要求,只要有手机信号即可。
IP MODEM工作原理:
IP MODEM主要通过RS232/485方式与终端设备连接,终端设备通过RS232/485只要把数据发送到IP MODEM,IP MODEM就可以把数据通过无线网络透明地发送到客户的服务器;反之,服务器下发到IP MODEM的数据,IP MODEM也会把接收到的数据透明地通过RS232/485发送到所连接的终端设备,从而实现客户终端设备与服务器间的通讯。
一般情况下,凡是有网络接入的、可以上网的办公或非办公环境,都可以架设数据中心服务器。而服务器软件的通讯模块,可以是TCP/UDP网络通讯,也可以是一些读取串口的软件,都可以与IP MODEM连接,并实现终端与服务软件之间数据的透明传输。
系统功能:
(1)用户可通过智能手机或电脑随时随地监控系统运行情况。
(2)公司能有效监控用户系统的运行情况和使用情况,发现故障及时联系用户进行服务。
(3)便于公司收集各工程运行数据,对已有系统进行总结分析。
3.2 3G通讯技术在远程监控中的应用
3G手机不仅可以用作采集实时数据信息,而且可以将信号传送到中心平台通过中心平台进行处理,并为客户端作为实时监控系统。克服了传统的网络带宽不足的制约,手机视频监控系统可很好地满足实时性和视频清晰度的要求,基本还可以实现远程监控实时控制的应用需求。
总体归纳有以下几点优势:
(1)实时随地的优势,他满足了不管在什么时间,不论在任何地点,通过何种设备都可以进行监控。
(2)成本上的优势,因为当今社会手机是基本上人人都有的,把它作为监控的一种终端设备使用时是对资源的一种多重利用,减少了一定的成本。
3.3 技术路线
方案论证:
方案一:客户端PLC————3G无线数传模块————3G网络————装有三维力控组态软件的电脑(有固定IP地址)。
方案二:客户端PLC————(下转第119页)(上接第115页)3G无线数传模块——3G网络——网关——服务器——监控电脑。
方案比较:
方案一优点:成本少,二次开发容易,已做过联机实验,方案可行,课题开发周期短,2月内可试安装运行。
缺点:数据传输速率有限,设备超过200台后可能会有较大延迟。
方案二优点:设备运行稳定,有较大数据吞吐量,设有转换协议数据传输较安全。
缺点:成本高、二次开发可能较麻烦,软件开发周期较长,半年后可试安装运行。
中国行业信息化最具成长力企业奖
中科点击(北京)科技有限公司由林博士联合中科院多位搜索引擎领域的专家、社科院博士以及新华社、人民网、经济日报社资深媒体人士,共同组建而成。公司专注于网络舆情行业,研发网络舆情监测系统,并提供网络舆情解决方案,
中科点击(北京)科技有限公司(以下简称中科点击)由林博士联合中科院多位搜索引擎领域的专家、社科院博士以及资深媒体从业人员,共同组建而成。林博士早期曾就职于Google和AOL,是Google和AOL搜索引擎的核心算法工程师。
中科点击公司所开发的软件产品统称为“军犬软件”(英文名:ADSoft,军犬软件为公司的注册商标)。中科点击专注于网络舆情行业,研发网络舆情监测系统,提供网络舆情解决方案,所研发的军犬网络舆情监控系统也是目前唯一能全面监测藏、维、彝、蒙十余种少数民族语言的软件系统。
军犬网络舆情监控系统,是由中科点击自主研发的一套网络舆情监控系统和网络舆情办公系统,它集成了舆情监测、舆情采集、舆情智能分析、舆情处理、舆情预警、舆情搜索、舆情报告辅助生成、舆情短信自动提醒、动态图表统计分析等多种功能。它不仅能够基于语义自动识别情感、自动分析信息是否为“负面”消息,还能提供360度的舆情专业词典,从各个维度深度透析相关信息。其特有的“舆情漏斗”算法,实现了把互联网“读薄”的目标,大浪淘沙般萃取舆情,并透过图表分析趋势,掌握相关事件的潜在变化规律。军犬网络舆情监控系统可在“第一时间”对境内、境外网站,各种网络载体(如新闻、论坛、博客、微博)进行“一站式”全面布控监测。通过对海量数据的智能分析,系统可以“稳、准、狠、快”地把互联网读懂、读薄。
位于我国北部边疆的,其质量技术监督局特种设备监察局作为特种设备安全的主管部门,在监管力量没有同步增长的情况下,着力提升电梯监管能力和检验检测能力,不断完善安全监察组织网络和信息化网络,运用高科技信息手段,将云平台引入监管过程,不断丰富和完善管理模式,提高监管效率。
试点
“电梯发生故障,监控系统会及时通知维保人员,请您保持冷静,电梯不是完全封闭的,没有窒息危险,为了您的安全,请您不要强行离开电梯。”这是正在试的“电梯云”终端在突发故障时对电梯内乘客的语音提示。同步接到报警提醒的还有由特种设备监察局监管的“电梯云”监控平台、电梯使用单位的安全管理人员以及维保单位工作人员的手机。故障发生3秒钟内传送报警信息,不到20分钟的时间,就有维保人员赶到故障电梯处,如今救援比传统故障解救缩短了15分钟。
2013年5月“质监系统信息化系统提升特种设备监管能力现场会”公布的统计结果显示,截止2012年底,内蒙古特种设备拥有量 134447台,各项设备均呈现逐年递增趋势。其中电梯数量超过3万台,年均增速达到36.45%。质量技术监督局特设局局长王磊表示,这种逐年递增的趋势,势必造成设备故障的增多和维护量的增加,如果使用管理、维修保养不到位将导致故障频发,甚至引发事故。
内蒙正在试点的电梯远程监控系统,需要在电梯内部安装一个设备终端实时采集运行数据。从外观看,电梯云的数据传输设备就安装在电梯外壁,其外表与IPAD大小的液晶显示屏类似,可以正常播放节目,但在该显示屏右侧有专门的电梯年检显示栏,显示屏下方还有一个摄像头和一个报警按钮。该设备可以实时监控电梯运行的各项参数,如运行参数超出提前设置的安全临界值,会自动传输信息,并按照分级响应发出预警。电梯使用单位的安全管理人员、维保单位工作人员及监管部门的手机都会收到警示信息,包含电梯位置、编号、故障状况等。一旦电梯存在停机、卡门、溜梯等情况,乘梯人也可通过报警按钮寻求救援,其报警信息也将同步发送到相关部门和单位。更重要的是,质监部门随时可以通过该系统监督电梯使用单位、维保单位的责任落实情况。监管部门在日常监管中也会对故障高发的电梯进行重点关注。
自今年起开始进行试点工作,包头、乌海和阿拉善盟为首批三个试点城市,大型商场等公共场所以及政府部门强制推行,预计到明年年底实现全区推广。
实施
记者向负责电梯云实施安装的内蒙古通用电梯有限公司了解到,电梯云平台主要是基于物联网技术,对电梯实现在线式管理,是对电梯安全监管的信息化新手段。它分为电梯行政监管系统、物业管理系统和维保管理系统,安装单位分别为电梯监管部门、电梯所属物业单位和电梯维修单位。
“电梯云”系统原理并不复杂。电梯的基本信息都被记录在系统中,通过数据传输设备实现电梯的实时监控。当电梯出现异常时,数据就被会第一时间被记录进系统,并通过短信方式发给监管、物业和维保的相关责任人,实现三方信息共享。在情况处理后,再把维保数据记录在系统中。对于日常的电梯打不开门、突然下滑、突然上升、卡在楼层中间、长时间关人等故障,系统都能迅速识别。工作人员介绍,数据接收器还自带备用电源,当停电时可以继续工作30分钟,同时将停电信息发送至监控中心和维保人员。
关键词:电梯安全 物联网 监管
中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)09-0093-01
电梯作为垂直运输工具,给人们带来安全、舒适、快捷的享受,已成为日常生活和工作中不可缺少的组成部分,随着经济的发展和城市规模的不断扩大,高层住宅、宾馆、酒店、写字楼等不断增加,电梯数量也越来越大,目前全国电梯总数量已经超过190万台,浙江省在用电梯为19.9512万余台,电梯供应商有几十家,对应的电梯运行维保公司也有几百家,这些电梯维护有的是原厂家提供,有的是第三方的服务公司提供,技术力量参差不齐,因此,发生电梯故障困人时维保公司处理的及时性和有效性有较大的差异。
每部电梯自身都带有状态存储模块,维保人员定期对电梯状态进行检测和诊断,有些电梯还具备远程故障监测模块,通过无线传输到维保中心,由维保中心对电梯进行远程监测和故障诊断。
如果让电梯厂家公开电梯部分运行状态信息,从而通过特定的设备将各电梯的故障信息通过特定的网络(移动网、互联网、专网等)将故障信息集中到监测中心平台,因此,电梯部分状态信息开放是电梯运行安全物联平台得以实施的关键。
电梯运行安全物联系统利用嵌入式控制系统和无线传感网、结合视频安防应用的技术、数字视音频编解码技术、3G无线网络传输技术、物联网技术等技术实现了电梯故障预警、电梯故障报警等安全监管功能。
1、系统总体设计
电梯运行安全物联系统总体可以分为四层结构:设备接入层、网络传输层、中心管理层和业务处理层,根据系统建设要求,系统采用电梯安全网关加摄像机、电梯参数采集模块和温湿度传感器,系统拓扑图如下图1所示:
2、系统详细设计
监测中心电梯运行安全物联系统主要由3部分组成:前端子系统、传输网络和管理中心。
前端子系统是系统的信息节点,电梯控制室安装电梯安全网关、温湿度传感器、电梯上安装摄像机、拾音器,分别作为电梯异常报警信息、环境因素、视频图像、音频数据的采集设备,经过处理之后,通过网络发送给监控中心。
传输网络主要包括固网专线传输链路、互连网或3G网等,在前端和中心平台之间传递视音频和数据信息。
中心平台是本系统核心所在,是执行日常监控和管理的场所。内部署电梯故障综合管理平台,包括数据库服务模块、管理服务模块、接入服务模块、报警服务模块、流媒体服务模块、存储管理服务模块、Web服务模块等等,它们共同形成数据运算处理中心,完成各种数据信息的交互,集管理、交换、处理、存储和转发于一体,是电梯运行安全物联系统能稳定、可靠、安全运行的先决条件。管理平台可以分为三级,一级为省安全物联总平台包括电梯故障管理子系统、流媒体子系统、解码子系统、存储子系统、管理子系统、控制/显示子系统,二级为市安全物联平台,三级为县安全物联平台包含电梯故障管理子系统、流媒体子系统、控制/显示子系统。
3、结语
引入物联网,运用嵌入式控制系统和无线传感网、结合视频安防应用的技术、数字视音频编解码技术、3G无线网络传输技术等设计的监测系统,实用性强,工作稳定、可靠,及时实现用户、相关主管部门与电梯之间的实时信息交互与处理,最大程度保证了乘客的安全性和监管的有效性。经调试,该系统各项指标均达到设计要求。
参考文献
[1]国家技术监督局.电梯使用管理与维护保养规则.中国计量出版社,2001.4.
[2]李家骥,周薇,梁广炽.香港特种设备安全管理.中国计量出版社,2005.