淺析“電梯智能化安全管理系統”的構建

摘要:隨著2017年新的電梯維護保養規則,特種設備使用管理規則的頒佈實施,國家對於電梯設備管理越來越緊,本文從安全方面考慮,提出了信息採集、安全監管和動態監測報警管理系統的設計方案,該設計方案均基於物聯網而構建。通過採集電梯日常管理和維保過程中各類數據,並及時將各種信息通過門戶網站發送到後臺管理員,從而達到使得乘客安全乘梯的目的,進而提高安全係數。

前 言

電梯(elevator)是一種常見的特種設備,通常是以曳引電動機為動力的垂直升降裝置,運送著人員與貨物。隨著社會科技水平高速發展,高層建築已成為我國城市建設中的常見項目,而電梯在逐漸成為人們出行的必用工具的同時,越來越得到人們的依賴,無論在車站、住宅樓等地,與人們的生活息息相關,為人們提供著高效、方便的服務。特別是近幾年,人們對於電梯設備的安全越來越關注,同時我們對電梯的需求量也在急劇上升。在不斷自主研發和引進國外電梯高新技術的過程中,我國國內電梯企業技術有了突飛猛進的發展,產生了一大批中外合資體型的企業隊伍:如中國迅達公司、天津奧梯斯公司、上海三菱公司等,都在奮力的爭奪著國內電梯市場,這就使得我們對於電梯設備的安全管理疏於嚴謹,甚至現在很多小區物業電梯管理人員都是非專業團隊,這給電梯乘客埋下了較大安全隱患,亟待解決。

面對複雜的環境,面對種類如此之多的電梯設備,雖然《特種設備安全監察條例》對於電梯的日常維護保養、設備管理已有明確的規定,但是電梯管理依舊存在很多問題,並且近些年頻頻出現電梯傷人事故,針對管理過程中的職責劃分一直混亂不清,直至2014年1月1日,《特種設備安全法》開始實施,這意味著更加明確了電梯的製造單位、使用單位、公眾的職責主體,將電梯等特種設備管理提高到前所未有的法律層面,簡而言之,設備管理變得有法可依,但這還遠遠不夠,我們要敢於挑戰傳統,採用電腦互聯網等高科技手段實現安全管理的智能化。因此,本文通過結合實際,對如何提高電梯設備安全管理水平,達到智能化管理,最終提出解決方案。

1、電梯智能化信息採集系統設計

1.1 信息採集系統簡述

正如TSG 08—2017《特種設備管理規則》中規定的那樣,要求負責辦理使用登記的特種設備安全監管部門應當按照特種設備信息化管理的規定,建立特種設備管理信息系統,及時輸入、更新有關數據。因此,我們應當建立一套完整的信息收集系統,對電梯設備的基本信息實行實時統計,實時掌握,準確瞭解,利用信息化手段實現電梯設備身份信息登記、更新、做到一梯一檔,讓電梯設備有自己的“身份證”。

1.2 信息採集系統構成

1.2.1 系統錄入軟件

以基層站段車間管理單位為例,可利用凡客建站軟件,建立管理系統門戶網站,設置信息錄入、統計表格填寫、大修設改歷史、配件更換記錄等板塊,實現電梯資料的管理、用戶的管理、電梯維保記錄的管理以及故障維修等各種與電梯相關的基本信息的管理,並用於物管、維保人員以及主管單位的監控。網站運行過程中,管理人員可用手機、電腦等設備登陸查看設備信息,隨時隨地錄入,使得信息快速得到處理與更新。

1.2.2 系統查驗方式

利用二維碼掃描形式實現信息快速核對,首先將門戶網站生成二維碼,將有關信息錄入實現無紙化。其次將各電梯設備基本信息內容通過軟件轉換成二維碼分別貼於轎廂內部、電梯機房,是用手機掃一掃即可瀏覽該電梯設備信息,更加便捷化、智能化。

2、電梯遠程預警管理系統設計

2.1 遠程預警管理系統簡述

電梯遠程預警管理系統是在電梯檢測系統基礎上發展起來的應用系統,電梯的檢測系統可以對電梯的基本參數進行測量,例如:鋼絲繩的曳引力與繩張力、電梯的平衡係數、加減速度、轎廂質量、安全鉗特性、電梯門關門動能及速度、控制櫃電磁抗干擾能力和溫度控制能力等參數。這些檢測技術參數通過無線傳輸到移動設備中或者電腦PC客戶端,以便做進一步分析,得出結論。

2.2 遠程預警管理系統的構成

2.2.1 軟件構成

該軟件的最大特點就是採用無線的傳輸媒介或終端採集、處理採集後的數據,進行信息實時錄入,然後通過維保單位、互聯網網絡供物管以及主管部門對電梯安全實施遠程監控和維護。其構成如下:

(1)數據解析模塊:將獲取的各種運行數據進行分析,與國家通用規定的電梯的標準參數對比比較,分析判斷當前電梯運行狀況和故障情況。當比對結果超出參數值範圍時就將該故障信息分

別發送給電梯監控值班處或者電梯使用管理單位,並以語言形式提示電梯維修操作一線人員。

(2)報警模塊:通過對電梯的安全迴路、門鎖迴路的工作狀態、上下行和開關門狀態進行監控,遠程查詢故障代碼、診斷故障原因,及時對異常情況進行預警處理,以便減少維修和調試時間,提高維保工作效率。

2.2.2 硬件構成

(1)監控終端:採集電梯運行的各種技術參數和狀態數據;保證斷電情況下終端的運行正常以及數據與服務端軟件的交互處理;在這裡,我們可以採用極少受到其他信道干擾的800M頻率的CDMA傳輸模塊,實現採集數據的無線傳輸,監控圖像可以採用螢石雲監控系統實現網絡監控,可以第一時間發現隱患或故障。

(2)電梯維保身份鑑別器:自動收集電梯身份信息。該技術是一種無接觸自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號及其空間耦合、傳輸特性,實現對靜止的或移動中的待識別物品的自動機器識別。一般由兩個部分組成,也就是電子標籤和閱讀器,而這兩者之間通過耦合元件實現射頻信號的空間(無接觸)耦合,在耦合通道內兩者能夠同時起作用,根據時序關係,實現能量的傳遞、數據的交換。

3、電梯動態監管系統設計

3.1 動態監管系統的意義

(1)日常維保監管:實現對電梯維保工作的流程化與信息化管理,使用單位或物業可以對維保工作進行確認和評價。

(2)故障應急處置:當電梯出現異常時,自動實現與電梯救援指揮中心聯動;24小時接聽、指揮、處理與電梯安全運行相關的諮詢、投訴、報警和應急救援協助調度。

(3)實時運行狀態監測:監測電梯的工作運行狀態,實現監測電梯故障包括轎廂困人和關門、開門走梯等故障;同時監測電梯運行狀態包括電梯檢修狀態、電梯運行速度、電梯樓層位置等,從而全面瞭解電梯運行信息。

(4)故障實時報警:遠程設置主要採用電話方式,首先通知電梯監控值班人員,依次往下是維修工、電梯使用單位管理人員,從而確保電梯故障信息報警,通過GIS電子地圖能實時報警定位。

(5)數據備份:電梯發生困人故障或者事故時候,通過調閱電梯運行狀態信息,還原整個發生的過程,為事故調查取證提供證據支撐。

(6)節能管理:新的特種設備使用管理規則中,特別對節能做出重點強調,要求配備節能專職人員,對於電梯來講,我們就需要設立電梯耗電能量臺賬,將計數器設置在主機控制櫃內,安置電梯能量回饋裝置,在轎箱空駛時候產生的能量能夠返回來用於電梯照明或其他功能。

3.2 動態監管系統結構組成

電梯轎廂由電機模塊驅動,通過聯軸器把旋轉編碼器固定在電機轉軸上,當電機帶動轎廂升降時,旋轉編碼器隨之轉動,產生脈衝信號,並傳入ATMEGA128單片機進行處理,得出此時電梯運行速度、加速度。

每一樓層均設有紅外傳感器模塊,用以檢測電梯當前運行狀態。當轎廂到達某樓層,該層的紅外傳感器處於感應狀態,傳感器即把當前樓層信息傳送給單片機,經過單片機處理動態顯示當前樓層。轎廂內設有紅外傳感器,如果電梯門處於開啟或未完全關閉狀態,電梯將會保持停靠狀態。通過鍵盤選擇,可以控制電梯前往指定目標樓層,並通過語音模塊播報到達樓層和提醒乘客注意事項。

當電梯運行速度與正常運行速度不符時,電梯將發出報警信號,呼叫檢修人員以便迅速做出反應,並播放預置語音穩定乘客情緒。最後,通過無線通信模塊,把電梯此時運行狀態發送 到PC端的後臺服務器上,並定期發送短信給工程師,從而實現實時監控電梯運行狀態,為電梯的保養、檢驗和監管提供數據支撐,同時為迅速可靠地實施救援提供保障。

結束語

採用物聯網技術的電梯安全智能化管理體系實現了對電梯設備的智能化管理,極大的提高了安全管理人員和電梯巡檢人員的工作效率,為現代電梯設備運行監控、管理提供了精準、科學的方法。由於所有的監測管理工作都是在無人在現場的情況下進行的,將給電梯管理工作帶來很大的方便,既能提高工作效率和管理效果,又能減輕巡查人員的勞動強度,具有廣泛的社會效益和經濟效益,因此也必將是未來電梯設備管理發展新方向。


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