電梯應急救援處置服務平臺設計與應用*（安全）

                李  娟¹，李  磊²，郭新鵬¹，劉麗梅¹，房建斌³

（1．山東省標準化研究院，山東濟南250014；2．山東省射頻識別應用工程技術研究中心有限公司，山東濟南250014；3．濟南市特種設備檢驗研究院，山東濟南250002）

摘要：針對電梯安全事故救援問題，研究提出了電梯安全應急救援處置服務平臺技術架構。該平臺綜合利用物聯網、網格、GIS、智能終端等技術，基于．Net開發框架體系、B/S架構，實現電梯及應急救援網格化管理、電梯故障實時監測報警、電梯應急救援指揮調度等平臺關鍵功能。目前該平臺已在濟南市建設運行，依托平臺實現了三級應急救援響應。通過實際應用效果來看，平臺的技術與功能架構具有較強的可復用性，有利于整體技術方案的快速推廣。

關鍵詞：電梯；安全；應急救援；平臺

中圖分類號：X928  doi：10.11731/j.issn.1673-193x．2016. 05. 023

0  引言

    電梯是一類重要的機電類特種設備，是八大類特種設備中與百姓最為貼近的設備，與國民經濟發展、社會生產生活、公共安全等息息相關。隨著我國城鎮化進程的加快，電梯已成為高層建筑和公共場所不可或缺的垂直交通工具。截至2014年底，全國在用電梯359. 85萬臺。

    電梯作為一種包括機械及電氣部件的特種機電設備，隨著數量的快速增加以及頻繁使用，不可避免地會發生各種運行故障，引發困人、傷人等安全事故。2014年全國發生電梯事故95起，占所有特種設備事故的33. 57%。

    電梯故障和困人事故產生的社會影響大，政府及人民群眾對電梯應急救援工作提出了更高要求。但目前，在電梯安全管理與應急救援方面，還存在以下問題：

    1)電梯發生故障或事故時，相關單位不能及時、準確獲知有關信息，對于救援方法的判斷存在不全面的地方，影響救援的效率和效果。

    2)在獲知電梯故障時，不能根據掌握電梯的地理位置及分布情況、救援機構的地理位置等，及時調度就近力量展開救援，導致應急救援響應滯后、救援不力。

    針對上述電梯安全應急救援的問題，提出了建立以電梯應急救援處置服務平臺為重要組成部分與技術支撐的城市電梯應急救援體系。提出建立物聯網技術電梯監管系統，實現電梯狀態遠程監控、及時報警救援和維保、檢驗等工作的信息化管理，大力提高電梯安全管理的效率和科學化水平。

    本文綜合應用物聯網、網絡、GIS、智能終端等技術，研究設計電梯應急救援處置服務平臺，將電梯物聯網監控與電梯應急救援系統實現集成，為實現電梯應急救援的快速化、高效化和信息化，為公共安全和社會和諧發展提供技術支撐。

1  平臺總體技術框槧設計

    電梯應急救援處置服務平臺技術框架如圖1所示，實現了包括感知層、資源層、傳輸層、支撐層、應用層、表現層、用戶層的分布式架構。

    電梯應急救援處置服務平臺以．NET為基礎框架，以B/S為架構，封裝界面組件庫、jsp標簽庫（包括參數標簽、樹形展示標簽、校驗標簽等）。

    平臺基于SQL Server數據庫，為了兼顧多種平臺的數據交互，引入了WCF分布式通信框架，支持大數據、大并發的同時，支持Json、Xml、Html、二進制流等通用數據格式，保證系統之間數據的互聯互通。

    平臺通過模塊化的通用組件，實現組織機構管理、用戶管理、角色管理、資源管理、菜單管理、單點登錄、權限管理、文件管理、參數字典管理、界面組件庫等基礎支撐模塊。

    業務系統與應用支撐平臺運行于Web應用服務器：WebSphere、WebLogic、Tomcat等，實現應急救援的應用功能。

    用戶層面，電梯使用單位、維保單位、救援機構、檢驗單位、監管部門、公眾等用戶，通過移動端、Internet等接入方式，獲取應用及信息服務。

    在平臺建設過程中，建立信息安全保障體系、標準規范體系，確保平臺建設的通用性、可靠性、安全性、快速復用性。

2  平臺功能設計與實現

    電梯應急救援處置服務平臺包括：電梯綜合信息管理、數據采集、監測報警、呼叫中心、指揮救援等平臺子系統，實現電梯基礎信息與地理信息采集、匯聚與管理、電梯故障實時監測與報警、電梯應急呼叫、電梯應急救援指揮與調度等功能。如圖2所示。

2.1  綜合管理系統

    綜合管理系統是實現平臺功能的基礎信息來源，平臺對外與特種設備監察系統、檢驗系統等實現對接，獲取電梯基本檔案信息；對內與數據采集系統、監測報警系統、呼叫系統等子系統數據對接，獲取電梯業務單位信息、電梯專家信息庫、電梯業務信息（制造、維保、檢驗、監管）、電梯地理信息管理、電梯故障與事故信息等信息管理。

    在與其他系統進行數據接口對接時，以電梯的注冊登記代碼作為索引，將電梯的制造、使用、維保、檢驗等數據實現關聯，并通過數據校驗匹配算法確保不同來源數據的可靠和準確，從而形成完備、完善的電梯綜合基礎檔案。

2.2  數據采集系統

    數據采集系統主要實現電梯基本信息采集、地理信息采集、地理位置標注、網格管理等功能。

    數據采集系統功能的實現基于智能終端應用程序，采集的數據內容可以暫存到智能終端批量上傳，也可以在數據采集過程中通過無線網絡、移動通信網絡實時傳至平臺。系統功能如圖3所示。

    電梯數據采集完成以后，對電梯坐標、使用單位坐標、救援單位坐標進行地圖標注，同時形成詳細的電梯信息，包括：電梯注冊登記代碼，電梯所在單位行政區劃、地址，電梯所在具體樓宇位置信息，電梯產權單位，電梯所在小區名稱，電梯內部編號，電梯使用場所類別（如賓館飯店、醫院、住宅小區等），電梯分類，電梯安裝單位，電梯安裝日期，電梯坐標（即電梯的經緯度信息）等。

    為了保證電梯的快速救援和快速反應，保證救援人員在電梯發生故障以后，能夠30分鐘內到達現場?；�于此目�?，對全市的電梯進行網格化管理。網格劃分時，為進一步提升救援的時效性，以某救援單位或機構所在位置為圓心，以該救援機構能10分鐘內能到達的位置為半徑，為該救援機構分配其所負責的電梯，一旦發生電梯故障或事故，優先調度該電梯所在網格范圍內的救援單位。

2.3  監測報警系統

    據統計，電梯多發故障為溜梯或不平層故障、電梯困人、電梯停電、電梯超速、電梯蹲底或沖頂等，是電梯安全監測的關鍵點。因而，監測報警系統重點對上述電梯故障進行實時監測，在監測到電梯故障或事故時啟動實時報警功能。

    監測報警系統的功能基于物聯網技術的實現框架如圖4所示，傳感器采集電梯運行狀態，電梯數據采集與處理終端是實現電梯狀態與故障監測的核心部件，基于嵌入式技術研發，對傳感器傳輸的數據進行信息處理、故障判斷，實現電梯故障監測、報警的主要功能；具有視頻監控、多媒體播放，支持2 G/3G等移動通信以及無線通信等數據傳輸功能，是輔助救援功能實現的基礎支撐。

    監測報警系統主要功能描述如下：

    1)狀態監測。當前利用物聯網技術實現電梯狀態監測的實現方式主要有兩種，一是通過與電梯主控制器通訊獲得，二是利用獨立傳感器方式進行信號獲取。本系統采用獨立傳感器的方式，通過在電梯上安裝紅外、光電、磁電等不同類型的傳感器，獲取電梯的運行狀態信息，作為故障診斷的基礎。該方式可解決目前各電梯制造廠家的通訊協議沒有公開的問題，通用性更強。其中：紅外傳感器主要采集電梯轎廂內是否有乘客，靈敏度3 300 v/w；基于霍爾效應的磁電傳感器主要采集電梯轎廂開關門狀態信息，靈敏度：60~ 100安培匝；光電傳感器主要采集電梯運行方向、運行速度、運行樓層等電梯運行狀態信息，感知距離達50 cm。

    2)電梯故障診斷?；�于采集的電梯各種狀態信號，根據電梯安全運行邏輯和技術檢驗專業知識并結合自然人乘坐電梯的基本習慣，設定電梯故障判斷邏輯，主要判別以下故障沖頂、蹲底、非平層停梯、開門行梯、超速、困人等。如電梯超速這一故障，其故障診斷邏輯可設定為：電梯運行速度超出其額定運行速度的1.2倍。

    3)實時報警。監測到電梯故障或事故信息時，利用移動通信鏈路，自動啟動短信、語音等報警模式，接入呼叫中心系統，以安排處置故障或救援。若電梯所在地區未建設統一的電梯救援呼叫中心，利用監測報警系統可直接將報警信息以短信或電話的方式通知電梯使用單位或維保單位的安全管理人員。

    4)輔助救援管理。系統利用電梯數據采集與處理終端提供的視頻監控、多媒體播放等功能，可獲取電梯內的實時信息，若發生困人事故時，還可實現與被困人員的即時溝通、安撫，提高救援的時效性。同時，所采集的視頻等信息可作為后續事故調查處理、故障數據分析等的重要數據來源。

2.4  呼叫中心系統

    呼叫中心系統主要接收來自于個人電話呼叫、監測報警系統的自動報警等來源的電梯安全故障和事故報警，以統籌安排救援力量，實現高效救援。呼叫中心系統的主要功能包括：呼叫接入管理、電梯與救援力量定位、救援信息推送、呼叫處置過程管理。

    1)呼叫接人管理。該功能基于現代通訊與CT1（Computer Telephony Integration，計算機電話集成）平臺，采用IVR（Interactive Voice Respons，自動語音應答）、ACD（Automatic Call Distribution，自動呼叫分配）機制，同時處理大量各種不同的電話呼入和呼出業務與服務。

    2)電梯與救援力量定位。接到故障救援電話后，按照求救人提供的電梯唯一編號信息、設備使用地點、使用管理責任單位等信息查詢到電梯的參數信息、地理位置信息、維保單位信息及就近救援站點的信息。

    3)救援信息推送。根據定位到的電梯、救援力量的信息，確定最優化的救援方案，形成包含發生故障的電梯地理位置、電梯技術參數等在內的救援調度信息，以短信推送、電話通知等方式，啟動救援流程。

    4)呼叫處置過程管理。實現從報警到指揮階段再到救援結束，各個環節都有詳細的日志信息記錄，記錄包含電梯故障類型、接警時間、救援耗時、電話接聽員姓名、撥打電話人員姓名及其聯系方式、電梯唯一標識號信息、電梯準確位置、救援人員姓名、所屬單位、聯系方式等信息，便于隨時查看和追溯。

2.5指揮救援系統

    指揮救援系統是是電梯安全系統的最重要一環，主要實現：現場救援、救援過程管理、遠程指揮、救援過程管理、救援評價與反饋等功能。

    1)現場救援?，F場救援依托智能終端應用程序實現，主要包括：救援路線導航、電梯檔案查詢、救援情況現場上報、遠程調度等功能，為現場救援提供智能化的支撐。

    2)遠程指揮。利用大屏幕指揮系統，顯示當前正在發生的故障點信息、以及電梯附近的救援站點信息，實現遠程指揮、調度。

    3)救援過程管理。救援過程管理主要實現的記錄關鍵事件，包括：時間、地點、人員、過程、結果等要素。時間：報警時間、到達現場時間、救援完成時間、維修完成時間等；地點：救援地點、救援機構所在地點等；人員：被困人員、救援人員等；過程與結果：接警、到達現場、救援完成、維修完成、救援回訪等。

    4)救援評價與反饋。一是利用系統統計分析功能，對某一段時間內電梯應急救援情況，如電梯發生困人故障的數量、頻次、救援的時效等進行分析，便于管理決策。二是通過事后對救援情況的落實、對求救人的后續情況回訪等，實現對電梯應急救援與處置情況的評價、

改進等，形成針對不同故障或事故的處理或救援方案模板供后續參考。

3  應用效果

    電梯應急救援處置服務平臺目前已在濟南市建設應用，平臺的網絡部署如圖5所示，面向電梯行業用戶提供應用管理與信息服務。

    目前，平臺已形成了濟南市近3萬部電梯的經緯度、地理位置、使用單位等基礎檔案信息，以及納入網格化救援的濟南市近120家電梯維保單位以及其他救援機構的經緯度、地理位置、聯系電話等基礎檔案信息。

    依托平臺，濟南市已形成了如圖6所示的電梯三級應急響應救援機制。一級響應：通過電梯應急救援處置服務平臺在第一時間通知該電梯的維保單位實施救援處理。二級響應：若無法聯系到維保單位或者維保單位救援人員無法及時前往救援，按“區域負責，就近解困”的原則聯系臨近的救援站實施救援。三級響應：如果救援站響應不及時，請求119、120等力量實施救援。濟南市的應用表明：電梯應急救援處置服務平臺的應用，厘清了電梯基本情況、總體運行情況、故障與事故情況等，利用信息化手段合理調度各類救援資源和力量，提高了電梯應急救援的時效性，提高了電梯精細化管理水平。

4  結  論

    針對電梯安全管理與應急救援問題，研究提出了基于物聯網、網格、GIS、智能終端等多種技術集成應用的電梯應急救援處置服務平臺技術架構，設計實現了平臺的主要功能。

    1)平臺以．NET為基礎框架，以B/S/S為架構，實現了電梯綜合信息管理、電梯信息采集、監測報警、呼叫中心管理、救援指揮等功能。

    (2)平臺已在濟南市得到應用，為電梯安全管理與應急救援提供了有力的信息化支撐。