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引言
由于医院内电梯使用次数频繁、强度较大,极易产生磨损和故障的情况,医院管理体系中,对电梯的使用和标准提出了更高的要求。采用物联网技术,建设“电梯安全物联服务平台",实现“故障预警、应急快速处置、维保作业核查、状态远程监视”辅助电梯安全监察的功能,是提高电梯安全管理水平的具体措施。
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电梯物联网技术概述
物联网(lnternetofThings,简称IoT)作为新一代信息技术的典型代表,是互联网、传感技术和射频识别技术的深度融合。目前,在各领域得到了蓬勃的发展和广泛的应用。物联网的体系架构包括感知层、网络层和应用层。感知层用于采集物的状态信息、运行数据,是物联网运行的基础,处于物联网体系架构的最底层。感知层由各种传感器、标签识别器、智能设备组成,通过蓝牙、红外、ZigBee、工业现场总线等有线或者无线通信技术,把物的状态信息、运行数据传输到互联网的网关设备。网络层把感知层采集的数据高效率、高可靠性、高安全性地实现远距离传输,是连接感知层和应用层的中间层。应用层把感知层采集、网络层传输的数据信息进行分析处理,远程监视和控制,实现智能化管理。电梯物联网是物联网技术在电梯行业的应用集成了电梯控制技术、信息化感知技术、网络通讯技术、计算机应用技术等,利用物联网技术将电梯监察维保管理、安全预警、应急处置、人性化服务乃至检验模式进行有机融合,实现电梯与用户、物业管理单位、制造厂家、检验机构和监管部门的信息与数据交换。通过电梯物联网技术,将建立动态监测、应急处置、风险预警、统计分析、公共服务、质量评价的综合管理系统,创立电梯科学管理长效机制。
(一)电梯物联网感知层的关键技术
1、传感器技术:传感器是物联网中获得信息的主要设备,它较大作用是帮助人们完成对物品的自动检测和自动控制。
2、射频识别技术:射频识别又称为电子标签技术,该技术是无线非接触式的自动识别技术。可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份标示。
3、二维码技术:二维码通过黑白相间的图形记录信息,这些黑白相间的图形是按照特定的规律分布在二维平面上,图形与计算机中的二进制数相对应,人们通过对应的光电识别设备就能将二维码输入计算机进行数据的识别和处理。
4、蓝牙技术:蓝牙技术是典型的短距离无线通讯技术,在物联网感知层得到了广泛应用,是物联网感知层重要的短距离信息传输技术之一。
5、ZigBee技术:ZigBee指的是IEEE802.15.4协议,它与蓝牙技术一样,也是一种短距离无限通信技术。根据这种技术的相关特性来看,它介于蓝牙技术和无线标记技术之间,因此,它与蓝牙技术并不等同。
(二)电梯物联网网络层的关键技术
电梯物联网网络层需要的关键技术有互联网技术、无线网络技术、移动互联网技术以及无线传感网络技术等。具体硬件设施有:
1、通讯转换器:将各制造单位通讯协议转换为物联网标准通讯协议的装置,由各家电梯制造单位自行生产制造;
2、无线收发器:自动组成无线局域网,用于接收和发送电梯信号,通过串口与电梯控制系统连接;
3、无线中继器:自动组网所需中继设备,位于两台电梯的无线收发器之间,用于通讯信号的放大和转发;
4、 物联网网关:管理整个无线局域网,并与“数据传输单元”相连;
5、 数据传输单元:用于无线局域网与internet、电梯物联网通讯。
(三)电梯物联网应用层的主要构成
电梯物联网应用层由两个子层组成:分别为电梯物联网应用程序层和电梯物联网终端设备层。电梯物联网应用程序层充分利用服务器,将数据储备、分析及处理:电梯物联网终端设备需要提供人机交互操作界面,利用终端设备监测和处理控制物联网各个层的设备,将获取的信息经过服务器提供的各种灵活的应用。电梯物联网应用层需要的关键技术有大数据云计算技术、大数据挖掘技术、人工智能运算技术等等。
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电梯物联网在电梯管理中的可以实现的具体功能
(一 )电梯运行状态实时监视及定位:电梯物联网技术可以通过给电梯设备安装传感器实现对电梯状态及位置的实时监测,包括多梯监控、单梯监控、地图监控和视频监控等,还可以通过电梯上安装的“黑匣子”记录电梯的各项数据,包括电梯的位置、速度、使用时间、开关门状态、故障等。
(二)风险预警:通过机房内及轿厢上的传感器实时监测电梯运行数据,包括抱闸开关过程实时监测、抱闸制动力实时监测、马达/曳引机实时监测、钢丝绳断丝实时监测预警、钢丝绳/曳引轮磨损监测预警、钢丝绳涨紧力实时监测、电梯使用率实时统计、电梯运行过程实时监测、电梯开关门过程实时监测等,然后结合边缘计算与云计算进行智能分析诊断,实现及时监控预警,维保人员也能根据后台数据做到快速响应“对症下药”,推动电梯维保从传统的响应式、预防式到前瞻式、预测式维保的升级,实现“按需维保”。
(三)电梯不能使用故障/困人报警:电梯发生一般性故障和困人故障时,系统会自动将故障报到平台上,同时通过短信或APP通知相关人员,并可实现轿厢有人探测、轿厢困人安抚、轿厢困人视频对讲、轿箱内实时视频传输等功能。
(四)设备断线报警:系统全天候24小时监控组网设备的连线情况。一旦设备断线,系统会自动发出报警,通知相关人员迅速确认现场状况,以保障电梯的安全稳定运行。
(五) 自动记录维保人员急修和维保到场/离场时间。
(六) 完整电梯档案信息:电梯物联网含有入网每台电梯的履历,伴随电梯从生产制造到报废的整个生命周期,电梯的所有档案全部记录在案:包括电梯的基本信息、相关企业信息(制造企业、物业企业、安装企业、维保企业、改造企业、所属质监机构)、电梯参数、电梯记录、电梯满意度、组网设备以及电梯相关附件等。
(七)详尽电梯历史记录:电梯发生的急修记录、维保记录、年检记录、更换配件记录、故障记录以及档案变更记录等都会有详尽的记载,自动提醒到期未检电梯和到期配件更换。电梯运行时会经常发生的一切异常情况,如:速度异常、变频器过流异常等等。它们异常情况瞬间发生,又瞬间恢复,对电梯运行没有影响也不会报警,但这些异常情况对于电梯维保单位分析和提升电梯质量起着举足轻重的作用,它们被全部自动记录在电梯档案的故障记录里。
(八)电梯数据统计分析:通过将电梯上的各项数据收集并进行分析,可以生成大数据,通过数据挖掘技术发现电梯运行中潜在的问题,进一步完善维护计划,提高电梯的安全性和可靠性。电梯物联网可以进行电梯故障次数统计、电梯故障类型统计、电梯故障分布统计,并分析电梯的故障和产生原因;也可进行急修到场时间统计、急修接警率统计、急修处理周期统计、二次维修率统计以及维保周期统计、维保不及时情况统计、超期维保电梯清单、维保服务满意度等统计,帮助对电梯维保单位量化维保考核,提升维保质量。
电梯用户也可以在手机上通过物联网提供的移动客户端随时随地关注、了解和查阅电梯的运行、故障以及维修情况。电梯现场信息经过物联网分析处理后,有关信息也可有选择地发送给电梯使用单位相关部门和个人、该电梯相关维保公司及该电梯维保人员的手机。
总之,物联网技术的应用可以帮助医院后勤相关部门对电梯设备实现更加高效、便捷的管理,预防电梯事故的发生,提高电梯的安全性和可靠性,并能实现节能降耗和提供更智慧化的服务,有利于医院形成科学的制度规范,提升电梯综合管理水平,适应社会和患者的需要,促进医院整体管理水平的提高。
参考文献:
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[2]张德民,李莲.基于 CANBus 的电梯物联网监控系统设计IJ.自动化与仪2012,27 (8): 38-41.