一种基于手机物联网应用程序的智能电梯防疫乘梯系统

王 爽，王 兵

（1.南京市特种设备安全监督检验研究院，江苏 南京 211800；2.南京市江北新区建设和交通工程质量安全监督站，江苏 南京 211800）

0 引 言

自从2019年12月至今，新冠感染在全球范围内的大规模传播，严重威胁着人类的生命安全，并为全球经济带来了极其严重的影响。由于其超高的传播性和突变性，为病毒的防控带来阻碍。由于新冠感染的主要传播方式是依靠空气中携带病毒的飞沫传播和肢体直接、间接借物接触，因此，截止目前，除了人为佩戴口罩和环境消毒外，尚未有较好的技术能够预防或阻断病毒的传播。

2021年底，新型新冠变种Delta出现并肆虐全球，中国工程院院士钟南山对密切接触者的定义变成了“发病前四天与确诊者同空间、单位、同建筑楼宇的都是密切接触者”。因此，作为公共交通运输工具的电梯，尤其是乘客电梯轿厢具有通风性差、空间小、单程载客量多等特点，与已经感染新型冠状病毒人员同时搭乘电梯而被感染的概率很高，密封的环境为携带病毒的高浓度气溶胶提供了极大的传播便利[1-3]。因此，运送乘客的公共电梯被认为是防控的重点场所，中华人民共和国国家卫生健康委员会就曾表明“电梯按键是高频接触的地方，因为相互接触交叉感染的风险就大”，强化电梯消毒工作迫在眉睫。

1 研究背景

当下，我国政府相关机构对特种设备的使用、管理、应急保障等均作出了重要部署。市场监管总局办公厅（市监特设函[2020]10号）《关于做好疫情防控期间电梯安全监管工作的通知》《关于做好复工复产特种设备安全监管和服务保障工作的通知》（市监特设[2020]20号），国家药监局国家知识产权局（国市监综[2020]30号）《支持复工复产十条》等规定了复产的详细要求。除耗费大量人力跟进公共区域消毒工作外，国内外展开了电梯空间病毒附着情况和电梯空间消毒等技术的研究。国际上通用的措施一般可分为两大类：增加消杀病毒措施，如紫外线消毒、人工喷洒消毒试剂、轿厢空气抑菌净化（新风机）等；阻断病毒借物（如电梯按键）传人措施，如人脸识别呼梯（选层）功能、语音呼梯（选层）功能、无接触感应呼梯（选层）功能、电梯按键隔离防毒一次性抽纸、膜等。尚未发现基于物联网技术和手机应用程序的电梯智能分流乘梯技术的研究[4-9]。社会强烈呼吁严谨有效的技术措施，维持电梯健康运行，保护人民生命安全。

2 国内外相关技术研究

物联网技术已被广泛应用于各行各业的智慧监管和科技研究领域，尤其在特种设备的安全监管和应急救援等方面。物联网将设备硬件的数据采集并传输，经过大数据云计算的处理、整合和挖掘，使之规律成功展现并加以运用。目前，电梯应急监管和安全监控均熟练采用该技术。

国外电梯监控和数据采集技术研究起步较早，发展较成熟，几乎各大电梯公司都有与自己产品兼容的数据采集和监控系统。美国OTIS发明了REM5.0监督管理系统，可收集采纳电梯设备的运行状态参数，并根据异常数据的出现采取故障预警或报警措施。日本三菱电梯公司应用分布式控制系统技术，可监控和采集电梯各节点传感器和控制器的数据。中日合资的hitachi公司发明了一种与OTIS的REM5.0类似的数据采集、储存、运算系统。德国的TELE-SERVICE电梯更有相似的部件可以搜集电梯出现的异常数据、故障问题，并根据使用人员的行为数据进行应急救援等[10-15]。

我国相关研究紧随国外，大多是将国外先进技术引进加以应用。我国中建科学院自主研发的凯博系统可以通过电话网络采集电梯运行状态数据，同时在电梯发生故障时可以将异常数据发送给维保人员。该类技术实现了运行、维保、监管、应急等全方位管理[16-17]。但经技术调研和资料查新发现，我国缺乏对基于物联网技术的电梯智能分流技术的研究。而建设集传感、存储、大数据分析、云计算风险、分流乘梯等功能于一体的智慧电梯程序技术能科学有效地解决电梯使用的公共卫生安全问题，阻抗新冠传播。

3 系统硬件装置结构

文中设计了一种基于手机物联网应用程序的智能电梯乘梯方法和系统，系统由不同功能的体系模块组建。系统体系框架如图1所示。

图1 电梯乘梯系统体系框架

根据图1可知，电梯乘梯系统体系框架包括电梯端信息采集体系（包含人体识别监控模块、自动消毒监控模块等）、无线传输体系、基于云计算的分流防控体系（包含物联网云计算、手机物联网应用程序用户端等功能模块）。其中，各体系模块的功能和设备选型见表1所列。

表1 硬件模块设备选用表

4 电梯防控程序的开发

发明一种基于手机物联网应用程序的智能电梯乘梯方法和系统，该系统结合物联网技术，由无线传输装置将电梯端的硬件检测状态远程传输至数据分析系统端。乘客可在手机客户端上打开该系统程序，系统可展开楼宇搜索，并定位到楼宇内的各在用电梯，可根据电梯内预先布置的体温检测人脸识别装置，结合系统测温监控程序查看该电梯当日的乘客口罩佩戴情况和测温情况；可根据预先布置的紫外灯消毒装置上的计数装置或人工计数，结合系统消毒监控程序实时查看电梯消毒情况；可实现健康上报（体温、健康状态上报）等功能；根据系统对电梯风险等级的评估，选择相对风险较小的电梯乘坐；系统具备电梯乘坐预约功能，可将预约的数据上传，并进行科学计算精准分配，实现安全乘梯。智能电梯乘梯系统界面如图2所示。

图2 智能电梯乘梯系统界面

手机物联网应用程序用户端提供了一种基于手机物联网应用程序的智能电梯乘梯方法，其使用方式如下：

（1）打开访客端小程序，在地址栏输入将进入的楼宇。

（2）地图自动搜索该楼宇内的所有电梯，并展示该电梯的等级情况（红色为高风险、黄色为中风险、绿色为低风险，低风险梯为建议使用的电梯），乘客可根据电梯风险等级点击相应电梯进行乘梯预约。

（3）点击相应电梯后，系统自动跳出新页面，显示该电梯的防疫现状和乘客预约入口。

5 结 语

通过对我国公共场所电梯研究现状的分析，开展基于手机物联网应用程序的智能电梯乘梯系统技术的研究和开发，可以得出以下结论：

（1）电梯成为病毒防控的重点场所，亟需严谨有效的技术措施，维持电梯健康运行，保护人民的生命安全。

（2）国内外物联网技术多用于电梯运行安全与监管方面的研究，尚缺乏集传感、存储分析、分流等功能于一体的智慧电梯程序技术。

（3）基于手机物联网应用程序的智能电梯乘梯系统包含电梯端采集、无线传输和基于云计算的分流防控3个体系模块，可实时监控电梯内的情况并通过无线方式传输至客户端。

（4）乘客可利用手机客户端上的远程应用程序实时查看电梯状态，并根据系统风险评估智能分流乘梯；远程预约电梯，实现特种设备使用保障和安全监管信息智慧联动。