轨道交通电梯和扶梯设备物联网研究

发表时间:2020/7/1   来源:《工程管理前沿》2020年3月9期   作者:袁梓评 叶明友
[导读] 扶梯和电梯设备已经成为车站服务不可或缺的设备。
        摘要:扶梯和电梯设备已经成为车站服务不可或缺的设备。扶梯和电梯的数量将成倍增加。如何更好地管理数量如此巨梯大的扶梯和电梯(以下简称电扶梯)设备并保证设备运行安全将成为运营分公司的一个难题。
        关键词:物联网;轨道交通;电梯和扶梯
        引言
        改革开放以来,我国电梯行业迅猛发展,目前电梯市场保有量已达300万台左右,位居世界第一。而面对如此局面,保障电梯运行的安全性、可靠性及乘客的人身安全成了重中之重,我们一方面要提高制造商生产电梯的质量及安装质量,另一方面要依靠完善的维修保养体系和先进的监控系统来实现。
        1电扶梯设备物联网监视的必要性
        目前运营部门电扶梯设备在管理中存在下列的问题:(1)设备数量多,分布广的特点,对监管形成挑战,易存在盲区;(2)由于设备长时间重载荷运行,在存在“带病””运行风险,对安全运营造成隐患;(3)使用年限较长的设备故障频发,对乘客人身安全造成威胁;(4)目前设备故障报警数据信息不能对重大故障进行预测。上述问题,如不能解决,将会造成设备故障停运降低服务水平,甚至威胁乘客人身安全造成社会的重大影响。因此需要在运营部门建立电扶梯物联网监视系统,以满足运营安全和维修部门需求。
        2电扶梯监视现状
        2.1BAS对电扶梯的状态监视
        BAS对电扶梯的运行状态进行监视,通常电扶梯与BAS系统的接口采用硬线或者RS-485的通信接口。BAS主要监视自动扶梯的检修、一般故障、紧急故障、上行、下行、停止、急停、工/变频、出入口扶梯盖板防盗报警等状态信息。其中,一般故障包括电机过流过载保护、主机速度监测异常、扶手带速度监测异常、油泵故障、电源故障、工作制动器抱闸异常、制停距离超出限制等故障状态。紧急故障包括紧急停止按钮动作、安全开关动作等。BAS主要监视电梯的运行、停止、一般故障、紧急故障、检修、警铃报警等状态信息,其中,一般故障包括上强迫减速故障、下强迫减速故障、两层之间停止、不能开门、不能关门、不能启动、平层不良、抱闸操作异常、停电等故障状态。紧急故障主要是电梯轿厢内有人且电梯内警铃报警的情况。
        2.2电扶梯物联网应用现状
        自动扶梯物联网监视系统主要是基于物联网技术实现状态实时监视、故障汇总及报警、基本信息管理等,具有语音对讲和查看视频功能,满足城市地铁电扶梯应急救援指挥的需求。
        2.3既有电扶梯监视现状的问题
        现有轨道交通BAS的监视功能仅实现了车站级电扶梯设备的基本运行状态监视和故障报警,用于车站工作人员对电扶梯的管理。既有电扶梯物联网监视系统主要是实现设备实时运行状态监视、进行故障汇总及报警、了解设备基本情况以及维保情况,提高紧急情况下的应急救援能力。无法实现设备各主要部件的状态分析、故障预判、进行设备风险评估分析,电扶梯设备的运行安全性和可靠性亟待提高。
        3电扶梯设备物联网实行方式
        随着信息技术的高速发展,物联网已经在智能电网等诸多领域有成熟应用,为电扶梯物联网建设提供了宝贵借鉴经验。电扶梯物联网运用包括电扶梯物联网运用包括NFC、、二维码、、无线传感网络、、移动互联网络、、远程音视频网络等物联网相关技术,在技术具备可行性。电扶梯设备物联网技术所需要设备主要有。
        3.1电扶梯终端硬件
        (1)电扶梯数据终端:该设备在日常工作中承担运行状况的监测工作,实现故障预警功能。(2)传感器::通过加装传感器能实时监测电扶梯运行情况和异常情况。(3)高清摄像头::实现视频监控。(4)NFC+二维码::对维保人员的维保过程进行有对维保人员的维保过程进行有效监管。(5)4G通信卡通信卡::实现数据安全传输。


        3.2电扶梯远程管理系统软件平台
        通过管理平台软件系统可实时展示电扶梯的在线情况、运行状态等相关信息。当发生故障时,及时推送相关信息给相应的管理员。
        3.3数据库服务器
        数据库服务器用于存放电扶梯日常监测数据。
        3.4应用服务器
        应用服务器用于存放软件平台运行所依赖的应用服务器用于存放软件平台运行所依赖的sjs、、css、、html等静态资源文件,提供平台运行的提供平台运行的IAPI接口接口,为平台数据处理提供算力。
        3.5故障管理
        电扶梯具备完善的故障自诊断系统,当故障发生时,能自动判断出故障发生的时间、位置,生成故障代码,在电扶梯的显示装置上显示故障代码和故障内容。物联网的故障管理模块可记录电扶梯的运行数据,以备查询分析,当故障发生时,能自动将故障前后的运行数据单独调出,并长期保存,以便进行故障分析;采用大数据统计分析的方法,分析故障的类型,预防电扶梯故障的发生,提高电扶梯运行的安全性和可靠性;为电扶梯的日常维护和保养提供直接的数据支持,提高维保工作的效率,降低维保运营成本。
        3.6应急报警管理
        结合电扶梯的状态信息,对电扶梯的一般故障和紧急故障、自动扶梯急停、电梯轿厢乘客报警等重要信息进行报警,即当综合管理平台接收到报警后以报警信息提示及声光报警的形式发出报警,提醒管理人员及时了解和处理报警状态,同时根据报警等级将报警信息以电话、短信、APP等形式发送到各级管理人员、维保人员,相应的人员需进行确认,以提高故障应急反应和处理速度,避免发生恶性事故。
        3.7数据统计分析功能
        电扶梯设备故障处置统计分析。在每次故障处理完毕之后,对处置过程中的每一个环节进行统计分析,为今后优化电扶梯故障处置流程提供参考。电扶梯设备故障事件统计分析。统计分析一段时间内的电梯实时运行数据,了解电扶梯设备的实际运行状态和故障分布情况,同时通过分析故障记录可以知道哪些电扶梯发生故障的频率比较高、、那一种类型的故障出现的几率大,维修人员即可据此对电扶梯的状况进行全面、、准确地判断。维保单位不良记录统计分析。以维保单位处置效率为统计基础对维保单位质量进行统计分析。处置效率具体如下::响应量、、响应率、、超时率、、处理结果等。故障频繁的电扶梯统计分析。对辖区内同一台电扶梯发生故障次数较高,特别是困人故障数较多的统计,为后期运营部门分类分级监管提供有效的数据依据。
        3.8风险评估管理
        风险评估管理系统对故障管理库、维修管理库的数据进行挖掘分析,例如分析在不同运行工况下的电扶梯设备,其主体内自动扶梯、出入口自动扶梯、换乘车站自动扶梯(针对长时间大客流)、主体电梯、出入口混凝土井道电梯、出入口钢结构井道电梯等工况下各主要部件的故障类型、发生频次、周期、使用寿命等,充分掌握各主要部件的实际使用状况及使用寿命,分析主要部件的风险源。同时,结合故障智能诊断系统的趋势预判,提出每台或者相同工况下电扶梯设备各主要部件的风险预警提示,以降低电扶梯故障,特别是恶性故障的发生率,提供设备运行的安全性和可靠性。
        结语
        电扶梯设备物联网监视系统通过远程在线监测设备,利用远程物联网传输,把有关电扶梯设备的实时运行数据提供给远程管理平台。采用大数据分析技术,实现电扶梯设备的故障报警及趋势预测,做到防患于未然。既保障了轨道交通的安全,同时也保证了乘客的出行安全。
        参考文献
        [1]刘文昌,安秀丽.基于物联网的电梯远程监控研究[J].辽宁工业大学学报(社会科学版),2013,15(4):22-24.
        [2]国家技术监督局.电梯安装维修保养安全技术[M].北京:中国计量出版社,2003:23-50.
        [3]刘云浩.物联网导论[M].北京:科学出版社,2011:5-26.
       
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