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11 8月

物联网在电梯行业中的应用研究

文 / 郑剑文

摘  要 物联网作为一项新兴的技术,备受关注。在对电梯行业事故发生原因分析的基础上,以应用需求为目标,提出了将物联网技术引入电梯行业,建立电梯物联网,提升电梯系统整体质量,并设计了电梯物联网结构示意图。最后,对物联网技术在电梯行业中的应用现状进行了阐述,重点论述了物联网在电梯行业中的巨大发展前景。结果表明,将物联网技术与电梯技术相结合具有重要意义。

 

关键词 物联网;电梯;电梯物联网;应用现状;发展前景

 

一、引言

        伴随我国大规模的经济建设尤其是房地产业的快速蓬勃发展,给电梯行业开拓了广阔的市场,电梯数量急剧增多,电梯事故也时有发生。物联网是近年来出现的一项新兴技术,广泛应用于各大领域。将物联网引入传统电梯行业,与电梯紧密相结合,研究基于物联网的电梯系统,改善电梯系统质量,确保电梯使用安全,将事故损失减到最小具有重要意义。

 

二、电梯事故原因分析

        按照电梯事故发生的不同位置,可将常见的电梯事故划分为冲顶、蹲底、门系统以及其他四种事故类型。通过对大量电梯事故的调研,电梯事故发生的原因主要分为三个方面【1-2】

(一)电梯制造方面

1、老式电梯在社会上还有一定的保有量。由于技术等各方面的原因,老式电梯存在众多安全隐患:比如轿厢顶部没有安装停止按钮、检修操作开关等。

2、近期生产的电梯,安全问题主要来自使用不合格的部件。常用的不合格部件有:导靴、限速器、安全钳、门锁、电子元件、接触器及电路板等。

3、部分电梯制造企业是通过将各种不同品牌的零配件进行组装,然后直接贴牌的方式进行电梯生产的,故电梯集成化程度不高,电梯故障率也相应较高。

 

(二)电梯安装方面

        依据国家质量技术监督局相关法规政策,电梯的安装、维修、改造都应由具有相应资质的公司或技术人员承担,但在实际施工中,存在以下问题:

1、承包公司资质欠缺甚至没有资质,管理混乱,工程存在转包问题,无法保证电梯安装质量。

2、部分安装技术人员没有接受过系统的技术培训,对安装规范一知半解。

3、部分施工单位存在偷工减料行为,给电梯日后使用留下安全隐患。

 

(三)电梯使用维护方面

1、电梯使用单位在使用电梯时缺乏安全意识和管理知识。管理制度、管理规范不健全甚至缺失,或管理制度、规范形同虚设,没有贯彻执行。

2、电梯使用不当。一方面,电梯无专人负责,司机无证操作,随意脱岗现象严重。有的司机( 一般为无证司机) 或电工对电梯知识一知半解,只为图方便而将门回路短接,使电梯长期处于开门走车状态,更有甚者,将电梯安全保护电路短接,使安全钳开关、终端限位开关、轿顶急停开关等全部失灵,造成极大危险;另一方面,有些电梯乘客损坏矫厢内的设施,用硬物选层,损坏操纵盘。

3、电梯缺乏日常的维护保养,或安排非专业人士自行进行保养的现象较为普遍。电梯是一种复杂的机电结合的科技产品,随着其不断运行,会产生不同程度的磨损、老化现象,这些问题需要专业的技术人员通过定期的维护保养来消除。然而近年来的事故表明,一些保养单位在不负责任,不能按时按规范规定保养电梯,甚至有些保养人员与电梯使用单位管理人员相互勾结,导致电梯日常维护保养只是走过场的签单,根本谈不上发现和解决问题,最终导致电梯运行出现故障,甚至导致伤人的严重事故。

 

三、物联网技术

 

(一)定义

        物联网定义最早于上世纪90年代提出,其本意是期望人和物、物和物也能像人和人之间那样相互交流,传递信息。

 

        物联网的英文名称为“Internet of Things”,简称为IOT,指的是通过各种信息采集设备,如无线射频识别(RFID)、红外感应器、激光扫描仪等,实时采集任何需要互联的物体信息,并进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络【3-6】

 

(二)体系结构及相关技术

 

        从技术架构上来看,物联网一般划分为感知层、网络层和应用层三个层次【7】:应用层是利用系统底层提供的服务,结合各类行业需求,实现行业智能化应用;网络层将底层获取的信息进行交换和处理,为应用层的各类行业智能应用提供一个大型智能互联网络;感知层主要利用各种信息采集设备,实时采集需要监控的物体信息,用来辨识物体。物联网体系结构示意图如图1所示。

图1物联网体系结构示意图

(三)电梯物联网

        电梯物联网是指为了满足相关部门对电梯的实时监管及用户安全乘梯的需求,将物联网技术应用在电梯中,从而实现对电梯的智能化管理。电梯物联网的体系结构示意图如图2所示。

图2 电梯物联网结构示意图

四、物联网在电梯行业中的应用

 

(一)物联网在电梯中的应用现状

 

        为了监控电梯运行状况,提升电梯维保质量,保障电梯的安全运行,在电梯故障时能缩短救援响应时间,国家相关部门积极制定了相关法规政策,用以电梯监控监管。但就目前来看,在用的电梯监管系统主要是利用摄像头拍摄轿厢内部状况,在电梯出现故障时,轿厢内人员通过电话对讲系统向监控中心报警,维保记录也是纸质的或是手工录入系统储存的。这种传统的电梯监管系统存在着众多缺点,如无法主动告警、监控效率低、检测故障单一、维护成本高等等。

 

        随着物联网技术的研究进展及其在各行各业的逐渐应用,一些知名电梯企业,如新时达、日立、三菱等,也纷纷在产品研发中引入物联网技术,开始着手研究物联网在电梯系统中的应用,提高产品质量,增加产品竞争力。另外,国家相关部门、各地政府也开始规划利用物联网技术辅助电梯监管,监测监控电梯的运行,如北京、上海、杭州等。

 

        目前,物联网技术在电梯中的应用研究还处于起步阶段,而且主要集中在安全保护系统部分。

 

(二)物联网在电梯中的应用前景

        利用物联网感知系统可以采集任何需要监控、检测、连接或互动的物体和过程的实时信息,从而变“被动”为“主动”,变“事后”为“事前”,实现事故超前预防的应急救援体系。为此,如何将电梯技术与物联网技术进行有机结合,充分利用物联网技术优势,提升电梯系统整体质量,让其更安全、更节能环保、更加智能化将是未来电梯发展的主要方向。具体可概括为以下几个方面:

1、分级别监控电梯各大部件。对电梯各大部件进行安全等级划分,根据其安全等级,设置部件维保间隔日期,安全等级高的应缩短维保日期,并相应增加监测参数。

2、跟踪记录电梯部件老化信息。从电梯部件投入使用开始,跟踪记录其整个生命周期,一方面,若相关部件经常出现故障,应查明原因后及时更换合格替换品;另一方面,若部件使用年限到,即使其到目前为止没有出现任何故障,也应强制报废,杜绝隐患。

3、督促约束维保人员定期对电梯进行规范保养。电梯维保人员在对电梯进行维保时,应佩戴电子识别卡,当其在对电梯进行维保时,安装在电梯相关部件上的读卡器会读取电子识别卡里的身份信息,从而记录维保人员此次维保的信息,主要包括维保人、维保日期、维保部件等;另外,维保人员还需携带能与监控中心连接的终端设备,当其发现问题部件时,应将问题是什么,什么现象,如何处理的等相关信息利用终端设备记录下来,并上传到监控中心。

4、强化故障报警机制。在电梯出现故障后,应第一时间启动应急处理方案,记录现场语音和视频信息、锁定故障电梯的位置、识别故障状态和等级,并及时通知相关人员去现场处理。

5、加大力度开发人性化服务功能。如在电梯运行时,播放小区通知、提示信息(如提示某住户,信箱中有信件未取等)、人脸识别乘梯人员并进行自动选层等等。

6、加强电梯行业技术规范的制定。制定适合电梯行业的技术体系标准,从法制的角度,规范约束电梯企业优化电梯质量。

 

五、结束语

        物联网被公认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的世界信息产业的又一次浪潮。随着物联网技术在各个行业的逐渐融合渗透,作为已经进入成熟发展时期的电梯行业,如何抓住机遇,将物联网技术与自身紧密结合,寻求新的技术突破,挖掘深层次的用户需求,进一步拓展市场空间将成为电梯企业乃至电梯从业人员未来研究的重点。

 

参考文献

[1] 易风华,徐义.电梯事故原因分析与预防措施[J].电力安全技术,2011,6[13]:22~23.

[2] 林德羽.电梯门系统故障原因分析及防治措施[J].科学之友,2012,4:19~20.

[3] 马鑫,黄全义,疏学明,等.物联网在公共安全领域中的应用研究[J].中国安全科学学报,2010,7:170~176.

[4] 王瑞刚.物联网主要特征与基础理论研究[J].计算机科学,2012,6:201~203.

[5] 刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,6:1~10.

[6] 彭瑜.物联网技术的发展及其工业应用的方向[J].自动化仪表,2011,1:1~12.

[7] 张周,曹善西,付士军.物联网技术在煤矿行业中的应用现状与发展[J].山东煤炭科技,2011,6:88~89.