电梯物联网在地震预警中的应用

电梯物联网在地震预警中的应用

毛俊1 ,程慧1 ,柏治国2

1、浙江省特种设备科学研究院，浙江省杭州市310000

2、嘉兴市特种设备检验检测院，浙江省嘉兴市314000

摘要：当前，我国经济飞速发展，人们对于电梯的需求也日益旺盛。电梯在给人们提供便捷生活的同时，其安全管理问题也成为人们的生活隐忧，尤其是电梯困人事件常有发生，其电梯的安全隐患问题饱受诟病，电梯安全事故的发生，不仅会给居民带来不便，而且可能会在一定程度上，给居民带来心理阴影。本文主要对电梯物联网在地震预警中的应用做论述，详情如下。

关键词：电梯物联网；地震预警；应用

引言

电梯越来越与人们的生活密不可分。自美国OTIS公司于1887年生产世界上第一台电梯以来，电梯的发展每天都在变化，特别是随着城市化的发展和摩天大楼的兴起。但是，电梯使用的安全性始终是人们关注的主要问题。1901年，美国OTIS公司在中国安装中国第一台电梯。从那时起，中国进入电梯时代，尤其是自1980年代以来，国内经济飞速发展，电梯市场日益壮大，成为世界上最大的电梯市场。中国使用电梯的次数十分频繁，经常有各种各样的电梯陷阱和伤亡事故。2015年，困在电梯中的人们更经常出现在全国各地。例如，2015年7月17日发生的电梯事故，造成12人受伤，2015年7月26日发生的北荆州自动扶梯事件。电梯能否安全运行以及牵引式乘客电梯的安全性已成为公众关注的焦点。

1电梯的分类

(1)被动式安全管理。最常见的被动式安全管理实现方式为：电梯故障或困人-乘客手动报警-通知维保人员-维保人员到场-开展维修或救援。这种方式能在一定程度上避免伤害，但是只能在出现问题后进行处理，属于事后控制措施。(2)主动式安全管理。主动式安全管理实现方式为：电梯或传感器采集电梯运行数据-使用大数据监控的方式分析电梯故障概率-对异常数据的电梯采取风险预警-进行人工复检和按需维保。这种方式能在一定程度上对电梯运行的风险进行预测，提前发现部分潜在故障，降低电梯安全问题发生的概率，属于事前控制措施。随着物联网技术的发展，被动式和主动式安全管理愈加完善，电梯本身的安全管理能力得到稳步的提升。地震虽然是小概率事件，但针对类似于地震这类对电梯安全有重大影响的外部突发性的灾害，如何快速地让乘客知道地震即将到来并引导其做出正确的应对处置措施，则需要通过一套整合地震检测、地震信息传递、快速反应的执行机构形成的系统来进一步提高电梯安全管理的水平。

2电梯物联网在地震预警中的应用

2.1地震信息采集部分

地震的源头检测数据由国家地震局提供，当监测到有地震发生时，检测点将地震发生位置、强度等信息传输到地震局后台，此时监控中心服务器通过与地震局后台的对接获取地震发生的强度、位置等信息。

2.2传输方式

(1)4G网络直接接入。电梯终端显示屏内置4G模块，适用于运营商已经做了电梯轿厢室内分布且信号稳定的电梯的情况。(2)4G网络转接入。在电梯井道顶部安装4G路由器，接入4G信号后通过以太网或电力载波的方式将信息内容传输至电梯终端显示屏，适用于运营商在该区域内有稳定信号但未做电梯轿厢室内分布的情况。

2.3地震信息预警展示及处置部分

根据电梯上安装的振动及加速度传感器判定电梯在地震过程中的实际振动强度，结合该电梯与地震源的距离与震感，推算出电梯受损的可能性。根据受到损伤的可能性大小由大到小输出维护清单，对于可能性大于一定程度的必须由维保人员现场检查后方可恢复运行，对于几乎无损坏可能的在电梯自检运行3～5次无异常后即可自行恢复运行。

3对进一步加强和完善电梯物联网在地震预警中应用的建议

3.1基于物联网技术的电梯应急处置服务平台系统的建立

物联网系统的架构包括电梯的信息采集终端以及媒体报警终端.通过电梯主控制器以及传感器的安装是获取电梯信号的两种主要方式，而常见的信号传输与信号获取多采用传感器实现，通过传感器、内置的感应器官以及摄像头，及时的采集并传输信号。利用传感器主要可以采集电梯关门到位以及电梯平层的信号，通过此信号的获取，以分析电梯的运行的具体方向，具体楼层的位置以及电梯故障的原因等，摄像头装置可以确定电梯内有无人员，其感应开关的作用是，检测电梯运行状态是否良好。故障分析与诊断。以电梯运行的逻辑与具体使用规则为依据，为电梯故障判断设定具体的判断逻辑框架，通过数据植入，以赋予平台系统一定的故障判断逻辑，例如当电梯在平层位置处超时，或者在一定时间内检测不到电梯的关门信号，据此可判断电梯出现故障。通过认为参数设置，以及详细数据输入，以更精准的分析故障的原因，便于管理人员问题解决。电梯困人报警。当电梯出现故障，有乘客被困于电梯时，乘客可以按动电梯内的物联网信息监控报警按钮，同时电梯也能实现自动故障检测以及报警，当检测电梯出现故障时，会自动响应报警呼叫管理系统，其后续工作的处理与安排会转接到报警指挥模块。信息化管理。电梯内嵌媒体播放装置，同时也安装视频监控设备，其多媒体装置都可以起到监控的作用。尤其是当电梯出现故障时，其电梯的多媒体设备可以起到指导作用，以进一步安抚乘客，同时多媒体设置的信息记录功能，可以将相关的信息内容上传到云端设备，以便后续故障分析，为后续装置的改进提供参考依据。

3.2终端与主板之间认证方法

终端采集电梯运行状态需要与电梯主控板连接，机房主控板同样配备身份认证模块。物联网终端与机房主控板1～n连接后，终端向主板发送认证请求，此时主控板1～n通过其身份认证模块经由CAN总线向终端发送加密认证数据。终端收到该数据后转送云平台，云平台接收到电梯主控板1～n的加密认证数据后进行解密。如果云平台解密验证通过，则向终端发送解密验证成功的信息，终端收到该信息后通过CAN总线向主板1～n发送验证通过信息。如果验证通过，主控板1～n的电梯运行数据采集功能开启；如果验证不通过，则保持电梯运行数据采集功能关闭。其中，主控板1～n如果存在验证通过与不通过同时存在的情况，则验证通过的开启电梯运行数据采集功能，验证不通过的不开启。另外，通过此方法也实现了电梯主控板1～n自身的身份认证，保证主控板为合法主控板。现场调试人员可通过手机APP查看验证动态结果。

3.3监测数据通信模块

数据信号的管理在系统监测数据通信模块中稍有不同，管理操作是通过通信技能实现的，系统在操作期间能对其性能进行持续优化与完善。通信模块的芯片为国产芯片，2400~2483M的国际通用ISM频带中可以进行有效运行，最高调制速率为2MB/s。Si24R1在实际应用中性能优良，丢失的数据包可以实现自动重传，响应信号也可以自动生成。仿真需应用I/O端口，微处理器在内部FIFO的应用，使用比较便捷，成本相对较低。2M的高速数据可以在该模块的支持下得到有效传输，发射时间有效减少，功耗较低，对于系统操作时间能得到有效控制，这样就能完成系统监测数据通信模块的设计。

结语

总之，针对电梯地震预警及处置拟定相应的标准，能够使优秀的产品能够更广泛地使用，从而高效率、高质量地预警和处置电梯遇到地震的情况，持续提高电梯的安全管理能力，为乘客提供更安全的乘梯环境。

参考文献

[1]王德记.基于ZIgBee的电梯安全监管物联网系统设计与实现设计与实现[J].中国安全生产,2020(4):56-57.

[2]何晨曦.基于物联网技术的电梯智能监控平台感知层信号采集模块的研究[J].价值工程,2020(8):205-206.