石家庄市电梯安全大数据综合管理平台的设计与实现

张胜杰

(石家庄市特种设备技术检查中心，河北 石家庄 050000)

0 引言

电梯安全直接关系到人民群众的生命安全和生活质量，越来越引起人民群众、媒体和各级政府的关注。电梯在使用过程中因管理或维保不到位不时发生故障，给人民生命财产和社会经济发展带来重大损失，甚至影响到社会的和谐与稳定[1]。为此，国家市场监管总局要求各地建立电梯应急处置平台，发挥统一指挥调度功能，建立起以一级响应为主、二级响应为辅、三级响应为保障的电梯应急救援体系。2018年国务院办公厅《关于加强电梯质量安全工作的意见》中提出“运用大数据、物联网等信息技术，构建电梯安全公共信息服务平台，建立以故障率、使用寿命为主要指标的电梯质量安全评价体系，逐步建立电梯全生命周期质量安全追溯体系，实现问题可查、责任可追，发挥社会监督作用。”

随着信息技术的发展，大数据、区块链、物联网等技术逐步应用到电梯安全管理中，并且相关部门提出了“保险+服务”、“智慧电梯”等新的管理理念。各地市相继开展电梯应急处置平台的建设工作，如南京市电梯安全管理平台以大数据分析为重点，以电梯数据、物联数据为依托，向电梯保险机构、电梯维保单位提供“保险+服务”等相关业务支撑。杭州市电梯安全管理平台侧重发展智慧电梯物联网技术的应用，在国内最早实现电梯物联装置自动报警处置，同时拓展延伸了电梯物联网技术应用生态，促使电梯物联网产业按照市场模式良性发展。广州市电梯安全管理平台以电梯安全社区综合治理为重点，同时与新加坡公司开展电梯物联网技术国际合作，建立起电梯物联网技术研究实验室。

本文将阐述石家庄市电梯安全大数据综合管理平台的研发，旨在提升电梯数据信息化水平，提高电梯应急处置效率，强化数据风险研判能力，实现多方信息数据进行融合汇聚，从“人、机、环境、管理”四个方面，建立电梯安全管理评价体系。

1 平台设计

1.1 平台架构

石家庄市电梯安全大数据综合管理平台由一云、两网、四服务、五系统、六库构成。一云是指平台整体部署在政务云，一云支持，全市共享。政务云拥有完善的安全保证体系，能够保障电梯信息及相关数据的安全。让维保单位、使用单位、社会公众免费使用政务云的空间和资源。两网是指因特网、物联网，两网共建，数字畅通。平台通过因特网连通使用单位、维保单位和市场监督管理局三方，达到信息同步共享。通过物联技术的管理方式，收集电梯运行参数，监控电梯运行情况。四服务是指实现全流程管理、共同监督、安全维保、信息公示服务目标，各司其职，全面联防。市场监督管理局公示电梯监管、检验、维保等数据；使用单位日常安全检查，共同监管电梯安全；维保单位及时安全维保电梯，保证电梯安全；社会公众发现隐患，及时上报，共同参与，共建电梯安全。五系统包括应急处置子系统、维保单位管理服务子系统、使用单位管理服务子系统、综合管理子系统、公众服务子系统。六库是指构建全市区统一的电梯信息库、维保公司信息库、维保人员资质库、安全监管库、应急救援库、数据综合研判库六类数据库，将电梯的运行数据、监管数据、检验数据、维保数据、信用评价数据等，分类存档入库，形成电梯大数据库，用数据驱动电梯的安全公共服务。

1.2 平台开发

石家庄市电梯安全大数据综合管理平台软件开发采用Java开发语音，采用的JDK版本为1.8，框架主要以微服务架构模式，采用SpringBoot技术，运用maven管理模式来搭建各个系统，系统之间数据通信主要以socket和restfull接口方式进行数据通信，其中restfull接口还提供第三方平台数据接入和读取接口。在五个子系统中，公众参与子系统通过微信小程序实现，其它四个子系统采用B/S架构，维保人员APP主要针对安卓手机用户；平台数据库采用SqlServer2008R2数据库进行业务数据存储，使用Redis数据库完成临时数据和二级缓存数据存储，使用MongoDB数据存储文件数据；电梯物联网平台接口开发利用API服务器交换数据，鉴权接口获取accessToken规则，通过http协议传输；电梯安全大数据可视化分析模型采用基于SSH(Struts+Spring+Hibernate)框架设计电梯多维度数据可视化分析模型与算法,数据网络拓扑如图1所示。

图1 数据网络拓扑

1.3 平台功能

(1)综合管理子系统。用户为电梯安全监管人员，主要功能包括：电梯基本信息库的管理，电梯维保、使用单位、二级救援机构的信息管理，GIS地图信息，电梯应急处置事件的管理，电梯物联网平台及设备的管理，维保质量信息化的管理，电梯安全数据分析。

(2)应急处置子系统。用户为应急处置员，主要功能包括：电梯应急事件处置调度中心，电梯应急救援热线的IVR坐席分配，短信平台，工作任务交待办管理，处置员绩效目标考核管理。

(3)电梯维保单位管理服务子系统。用户为电梯维保单位人员，主要功能包括：电梯基础技术档案的管理，公司运行体系文件(规章制度、应急预案、考核培训等)的管理，销售合同、零配件出入库的管理，电梯应急处置事件的管理统计，配合维保人员手机APP实现电梯无纸化维保及电梯应急事件的响应处置。

(4)电梯使用单位管理服务子系统。用户为电梯使用单位人员，主要功能包括：电梯基础技术档案的管理，电梯使用单位主体责任相关文件的管理，电梯应急处置事件的管理统计，电梯电子维保记录的管理及公示。

(5)电梯公众参与子系统。用户为乘梯群众，主要功能包括：通过微信小程序查看电梯设备信息、检验信息、维保公示信息，电梯应急事件报警。

2 关键技术

2.1 电梯应急事件处置的可视化管理

包括应急处置流程的图形可视化以及应急救援响应的路径可视化。一是在应急处置子系统中的应急事件流程实行可视化管理，每起电梯应急处置事件中的接警派遣、到达救援、维修回访等各节点，在调度中心界面通过图形展示其进度，优化工作流程。二是乘梯群众通过小程序进行电梯应急事件报警，经应急处置平台向维保单位下达处置任务，维保人员通过维保APP响应后，报警人可以通过微信小程序中的GIS地图实时查看应急事件响应维保人员的行动路径，对报警人起到心理安抚作用，有效减少应急处置人员工作量。经实际应用测试，相较原电梯应急事件处置效率提高了15%左右。

2.2 电梯维保的全流程信息化管理

包括维保及使用单位的信息化办公，维保过程无纸化，维保记录防篡改及可追溯，维保信息的信息化公示。

电梯维保单位信息化管理，包括电梯基础信息、应急处置信息等技术档案的管理，电梯维保单位资质许可体系文件(规章制度、应急预案、考核培训等)的管理，销售合同、零配件出入库的管理，无纸化维保的管理。无纸化维保过程中包含维保计划的下达分配、维保提醒、现场维保的签到与实施、维保记录的保存。电梯使用单位信息化管理，可以查看电梯基础资料，建立使用单位相关责任制度、应急预案、安全负责人及安全管理员的管理，可以查看电梯应急处置情况，对电梯维保单位服务进行监督，充分履行电梯安全主体责任，并按照“双控”要求对所辖电梯设备进行管控。

无纸化维保及记录追溯、信息公示流程：维保单位管理员分配下达维保计划，维保人员在手机APP中查看所维保电梯的各项技术资料，到达现场后签到定位，随后开始维保，同时在APP端对各维保项目进行记录，维保结束后由单位电梯安全管理员对电子记录进行签字确认并通过二维码进行防伪加密，确保维保记录真实有效。电子版维保记录作为电梯技术资料在电梯维保单位、电梯使用单位分别保存，最后将电梯维保的类型、人员及日期上传至电梯大数据平台，同时在公众参与子系统中公示。在基层监察部门需要检查某台电梯维保记录时，可通过综合管理平台向使用单位、维保单位下达调度任务，相关单位通过维保平台将保存的最终版维保记录上传待查，维保信息化数据流程如图2所示。

图2 维保信息化数据流程

2.3 物联网技术的应用管理

智慧电梯物联网的发展必然要依托市场化的运作，电梯智慧监管、“保险+服务”、按需维保等电梯质量安全管理新手段都离不开电梯远程物联监控设备。目前电梯物联网设备数据采集方式主要有两种，一种是通过电梯控制主板直接采集数据信息，该方式数据全面准确，但电梯厂家间数据格式无统一标准；另一种是通过外接传感器采集数据信息，该方式可以使物联设备直连多种信息化管理平台，可具备一键报警、视频广告等多种附加功能。石家庄市电梯安全管理大数据平台采用管理平台为基础的模式，平台管理界面如图3所示。依靠平台管理设备，支持上述两种数据采集模式的电梯物联设备及平台，通过构建电梯物联网平台数据应用接口规范，打破电梯物联网产品各自为政、信息封闭的弊端。

图3 电梯物联网平台管理界面

电梯物联网平台数据应用接口技术规范包括三方面：(1)电梯的运行数据管理，参数如表1所示；(2)电梯实时数据管理，参数如表2所示；(3)电梯故障数据管理，参数如表3所示。

表1 电梯运行数据参数

表2 电梯实时数据参数

表3 电梯故障数据参数

2.4 融合区块链的电梯安全大数据研判分析

区块链技术的核心是分布式数据存储、点对点传输、共识机制以及基于密码学原理的时间戳技术。通俗来说，区块链就是相关方平等参与、共同维护的一个计算机数据库[2]。石家庄市电梯安全管理大数据平台将区块链技术融入数据库管理应用中，将省级监察平台中的电梯安装使用登记信息、检验平台中的检验信息、维保单位的维保记录信息、电梯安全管理大数据平台中的电梯应急处置信息、维保单位变更记录等信息进行有效整合，加强数据间的联动，利用区块链数据不可篡改的特性，解决数据可信性问题，打破动态决策需求与静态数据之间的矛盾。

大数据分析的基础在于数据的整理以及数据质量管理。目前石家庄市电梯安全管理大数据平台收集整理电梯从生产到使用、检验等全生命周期各环节数据字段138个，包括电梯基本信息、应急处置信息等。根据平台应用的实际情况，定义各数据字段的数据格式，并制定了石家庄市地方标准《电梯安全信息化平台数据交换技术规范》。

在上述技术方法的支撑下，石家庄市电梯安全管理大数据平台综合运用数据库管理技术，使用多元统计法(时间序列分析、回归分析、分类分析、关联分析、聚类分析、数据融合与集成)寻找多维数据之间的潜在联系，将信息密度相对较低的大数据转换为信息密度大的高质量数据(如图4所示)，建立起多种二维数据分析模型：应急事件分析、救援时间分析、地区接警分析、故障原因分析、维保单位接警分析、使用单位故障分析、使用场所故障分析(如图5所示)，并依据数据分析模型开展风险分析和监测预警[3-6]，通过数据可视化技术进行展示，为电梯安全管理提供帮助。

图4 平台数据分析流程

图5 平台数据分析界面

3 小结

石家庄市电梯安全大数据综合管理平台的开发与应用，能够实现：(1)完善数据分析能力，实现数据决策模式，利用大数据挖掘技术,对积累的数据进行深入分析和挖掘；(2)统一电梯物联网应用标准、数据标准及管理规范；(3)有效整合电梯安全管理办法，形成统一的电梯设备安全规范，有利于进一步规范电梯设备安全管理相关业务行为，促进电梯安全主体责任落实，保证电梯安全管理有序进行；(4)在河北省内率先建立电梯全生命周期质量安全追溯体系、“保险+服务”模式的实践应用，为其在全省推广提供了参考。