对基于物联网的智慧电梯大数据分析系统开发分析

胡竑　陈颖　刘晓青　黄梦斌

摘  要：由于目前电梯维护保养质量和发现电梯安全隐患等技术手段不足，电梯故障和事故时有发生。该文立足于当前电梯监测系统的发展现状，从总体方案、系统构成、功能设计等方面构建和开发电梯大数据分析系统，并对该系统的实现方式加以阐述，力求通过该系统的应用，使物联网技术优势充分发挥，电梯监管中存在的难题与不足得到有效克服，促使其朝着智慧化、专业化的方向转变，确保人们的生命财产安全

关键词：物联网  智慧电梯  大数据系统

中图分类号：TP27    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）09（c）-0017-02

近年来，电梯安全事故多发，对人们的生命安全构成了严重威胁。对此，国家和各级政府给予高度重视，为了提高电梯管理质量，在物联网基础上将大数据分析技术引入其中，力求构建和开发大数据分析系统，使电梯更加智能化、专业化，减少维修频率与成本，使故障率与安全事故得到大幅度降低。

1  电梯监测系统发展现状

在国外研究中，为了提高电梯实时监控设备的运行水平，一些发达国家的电梯公司采用计算机网络技术，研制出电梯监测系统，一旦设备在运行时出现异常情况，则可及时察觉并发出警报。在国内研究中，基于物联网的智慧电梯已经在多个城市开展试点，在电梯安全监管的技术层面已经有所突破，在全国范围内推广已经指日可待，目前主要在上海、北京、广州、杭州等地进行建设，并构建统一的电梯应急处理中心，使电梯故障率有效降低，电梯安全得到切实保障。

2  智慧电梯大数据分析系统的构建

2.1 总体方案

在物联网基础上开发的大数据分析系统，可在各类电梯运行中对设备安全进行实时监管，该系统中将云计算、通信技术、大数据、传感器技术、物联网等多种现代化技术引入其中，构建分布式架构，对电梯运行情况进行实时监测，采集数据后利用特定算法进行处理，使電梯故障问题得到有效预防和处理。同时，借助多媒体分法技术，可为电梯管理、监督、维修等机构与业主提供综合管理功能，使物联网技术得到充分利用，真正打造出智慧电梯，这也与电梯行业的主要发展趋势充分符合[1]。

2.2 系统构成

基于大数据的智慧电梯系统共计包括5个层面，具体如下表1所示。

（1）在基础设施层中，即IAAS层。该层是海量数据存储系统，与基础设施平台相结合构建出管理模块，在网络、服务器、资源池等基础上，为系统运行打下坚实基础。（2）数据中心层，即DAAS层。包括电梯数据库、地理信息库、监察信息库与维修保养库等，由多项信息库共同组成智慧电梯的业务数据体系。（3）平台服务层，即PAAS层。该层主要包括数据管理中心、服务总线、数据共享、数据加工等，使数据分析的相关需求得到充分满足。（4）平台应用层，即SAAS层。该层包括电梯异常数据获取、应急事故处理、维修保养、定检监察等内容，同时还具备地理信息应用与大数据预警等职能。（5）大数据表现层，根据数据与模式间的联系，通过图形化统计分析、监测、评价、预警等方式，使电梯相关信息清楚直观的展示出来[2]。

2.3 功能设计

通过对智慧电梯中监察、维护保养、故障等信息进行采集，建立资源数据库，对电梯运行中的监测数据、科学评价、智能预警等进行分析，提高电梯安全的监管质量，使安全管理的信息层次得到显著提升。因此，智慧电梯中大数据分析系统应具备以下功能。

（1）实时监控。在对电梯当前状态进行实时监控时，采用文字、图片相结合的方式展示出来，例如当前所处楼层、内部是否载人、电梯速度、上下方向以及轿厢内温度等。

（2）记录和传递故障信息。与飞机中的黑匣子相似，该系统可对轿厢内故障情况以及其他系统的运行状态进行记录，例如，轿厢运行方向、是否超载、当前楼层等，如若出现故障问题，则会自动挖掘故障形成原因，并给出可行的处理方案。

（3）自动报警与预警。通过分析数据库信息可对电梯运行状态进行预警，及时提示维修人员潜在的故障问题，并提醒其更换和保养老化受损的部件。当电梯中有人员被困时，可利用传感器识别轿厢内是否有人，自动拨打救援中心号码，该系统也可自动开启报警功能。

（4）大数据统计分析。该系统可根据电梯不同的品牌、型号、保养日期与单位等信息，统计出电梯故障的类型与相关信息，为维修机构、生产企业的质量监管工作提供更大便利[3]。

3  智慧电梯大数据分析系统的实现

大数据系统的大网络拓扑设计是利用核心网络区、特检院与市场监督管理局等，实现数据信息交换与服务的调用。该系统需要与维保单位、电梯生产企业进行交换的数据传输到DMZ区域前置服务器中，利用防火墙使DMZ区与核心网络区相互独立，在电梯前端对设备信息进行采集，并利用VPN与市监管平台相互连接，实现自由通信，业主可通过DMZ访问获得相应服务。同时，在安全管理部署方面也应实现对核心数据的利用与保护。

在实际项目中，将电梯运行监管、应急处理、维修管理、故障处理等利用物联网技术进行汇集，构建成多角色、多实体的物联网运行体系，体系包含维修保养部门、物业公司、市场监督部门、业主等。电梯公共安全监察系统，是在物联网基础上构建和运行的，使用了集成嵌入式、大数据、云计算、物联网等多项技术，可覆盖整个辖区，具有远程传输、服务、管理与监测等功能，还可自动分析故障数据，完成应急指挥调度等。通过对电梯进行现场测试，结果表明，在物联网技术基础上构建的安全监测管理平台与大数据分析系统，能够对电梯故障进行远程监测并自动报警，一旦电梯发生故障后有人被困，还具备安抚与救援功能，系统的运行方式稳定可靠，报警功能也是及时有效。

4  结语

综上所述，近年来，电梯安全事故多发造成较大的社会不良影响，智慧化监管成为大势所趋。对此，应积极发挥物联网、云计算、大数据等先进技术优势，构建和开发大数据分析系统，使电梯监管中存在的难题与不足得到有效克服，促进电梯的安全运行，确保人们的生命财产安全。

参考文献

[1] 郑祥盘，伏喜斌，唐晓腾.基于物联网技术的智慧电梯监管系统研究与应用[J].机电技术，2018（4）：36-37.

[2] 邓晓宇，杨俊峰.基于大数据应用的智慧电梯平台设计初探[J].信息系统工程，2018，292（4）：58.

[3] 潘俊方，樊阿娇，茹艳，等.基于物联网的智慧交通大数据挖掘系统[J].无线互联科技，2017（5）：25-26.