史冰潔　王寶軒　鄭鵬　李彬楠

摘要：我國是世界上電梯保有量最大的國家，新興的物聯(lián)網(wǎng)技術是實現(xiàn)電梯安全運維和智慧監(jiān)管的有效手段。目前雖然相繼制定了部分國家標準、團體標準、地方標準，但仍存在缺乏體系規(guī)劃、標準化程度低等突出問題，因此，應當從頂層設計規(guī)劃、標準間協(xié)調配合、法律規(guī)范保障、加快基礎標準制定等方面推進電梯物聯(lián)網(wǎng)的標準化工作。

關鍵詞：電梯 智慧監(jiān)管 物聯(lián)網(wǎng) 標準化

Abstract： China is the country with the largest number of elevators in the world. The emergent Internet of Things（IoT） technology is an effective means to realize the elevator safety operation and maintenance and intelligent supervision. At present， although some national standards， group standards and local standards have been formulated successively， there are still some prominent problems such as lacking of system planning and low degree of standardization. Therefore， we should promote the standardization of elevator IoT from the following aspects like improving the top-level design planning， seeking coordination and cooperation between standards， perfecting legal and normative protection， and accelerating the development of basic standards.

Key words： elevator，? intelligent supervision ， internet of things ，? standardization

1 引言

1979年，改革開放初期，中國大陸地區(qū)電梯安裝總量僅約1萬臺。隨著改革開放和大規(guī)模經(jīng)濟建設的發(fā)展，快速的城市更新和基礎設施項目的建設，推動我國電梯制造業(yè)進入高速發(fā)展階段。在2009—2019年的10余年間，中國電梯保有量快速增長，如圖1所示，年復合增長率為16.13%。中國已成為世界上電梯保有量最大的國家。

電梯作為人們最常接觸到的特種設備之一，與人民生活息息相關。人民群眾對乘梯安全性、舒適性的需求越來越高，隨之而來的是對電梯安全和監(jiān)管更高的要求。然而電梯監(jiān)管、檢驗人員有限，任務繁重，當前檢驗監(jiān)管模式難以滿足電梯安全保障需求。

《中共中央關于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二○三五年遠景目標的建議》中明確提出：“統(tǒng)籌發(fā)展和安全，建設更高水平的平安中國”。為確保人民安居樂業(yè)、社會安定有序，特種設備行業(yè)開拓監(jiān)管新模式，以電梯作為試點，大力開展“智慧監(jiān)管”。新興的物聯(lián)網(wǎng)技術因其萬物互聯(lián)、實時監(jiān)控的特點，十分契合電梯安全保障需求，為我們帶來了一種新的電梯管理方式。

當前，我國各地電梯物聯(lián)網(wǎng)建設項目蓬勃發(fā)展。我國電梯品牌眾多，接入電梯的物聯(lián)網(wǎng)設備種類多樣，信息平臺也是千差萬別。標準化和新技術的發(fā)展相互促進，物聯(lián)網(wǎng)等新技術在電梯中的應用亟需技術標準進行規(guī)范和指引。要實現(xiàn)一個區(qū)域或全國范圍內電梯的“智慧監(jiān)管”，更需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)形式、接口形式、監(jiān)測模式的標準化。

2 電梯物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀

2.1 電梯物聯(lián)網(wǎng)的應用現(xiàn)狀

電梯物聯(lián)網(wǎng)，就是通過3G/4G/5G、Wi-Fi、以太網(wǎng)或者RS485 等有線或者無線連接協(xié)議，利用電梯原有或另外加裝的信息采集裝置，將電梯實時運行狀態(tài)、故障報警等事件信息整合傳輸?shù)较鄳畔⒐芾砥脚_，是智慧城市的重要組成部分[1]。

根據(jù)中國通信標準化協(xié)會（CCSA）工作委員會給出的物聯(lián)網(wǎng)3層體系架構，設計了電梯物聯(lián)網(wǎng)架構，由上至下依次為應用層、網(wǎng)絡層、感知層。其中，感知層位于物聯(lián)網(wǎng)底層，包括轎廂內的音視頻監(jiān)控、轎廂外的電梯工況參數(shù)采集，是物聯(lián)網(wǎng)信息采集端;網(wǎng)絡層面向感知層提供異構性網(wǎng)絡傳輸，為物聯(lián)網(wǎng)提供了信息交換的通信保障;應用層通過信息存儲、大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等技術實現(xiàn)對來自于感知層的海量信息的分析與處理，為維保廠商、物業(yè)管理提供決策輔助服務[2]。

電梯物聯(lián)網(wǎng)的主要優(yōu)勢有：

（1）提升管理能力。實現(xiàn)對電梯的遠程監(jiān)控，包括使用量和故障檢查等。

（2）提高保養(yǎng)質量。改善日常維保實際到位率低的情況，通過大數(shù)據(jù)匯總即可對維保單位的服務質量進行準確考核[3]。

（3）實現(xiàn)安全預警。通過大數(shù)據(jù)分析，能夠對電梯故障進行預判，并有針對性地開展維護或者提前進行配件更換，實現(xiàn)“按需維護”[4]。

（4）持續(xù)改進產(chǎn)品。通過分析物聯(lián)網(wǎng)采集匯總的電梯故障數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)參數(shù)、監(jiān)控等信息，持續(xù)改進產(chǎn)品設計，提升產(chǎn)品質量，提高安全性能。

比較典型的技術驅動企業(yè)如華夏視清、深圳匯川、浙江新再靈等，專注于電梯智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)，具有獨立的核心技術，其開發(fā)的軟件平臺、硬件設備、項目運營一體化解決方案在電梯物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)嶄露頭角 [5]。部分規(guī)模較大的品牌電梯廠商也自行建設了電梯物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，服務企業(yè)自有電梯的全流程管理。其中日立電梯是最早開始應用電梯物聯(lián)網(wǎng)的電梯生產(chǎn)廠家之一，2007年開始對部分電梯進行物聯(lián)網(wǎng)選配，2013年時就已達到標配水平，至今為止，接入物聯(lián)網(wǎng)的日立電梯達到28萬余臺;上海三菱的“智能電梯”項目，2015 年即有4 萬臺接入物聯(lián)網(wǎng)的智慧電梯投入使用;迅達電梯在電梯中安裝了數(shù)百個傳感器，用于監(jiān)控電梯運行狀態(tài)，并建立信息管理平臺。

以某電梯制造生產(chǎn)企業(yè)的電梯遙監(jiān)系統(tǒng)為例，其中70%的電梯故障和安全隱患都是電梯遙監(jiān)系統(tǒng)自主發(fā)現(xiàn)的，起到了故障的“預判斷”和“預處理”的作用。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，由于物聯(lián)網(wǎng)傳回的電梯數(shù)據(jù)更快速準確，且故障描述更詳細，使得物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測到的故障處理效率比傳統(tǒng)模式提升了15%。從另一方面來看，針對TSG T5002—2017《電梯維護保養(yǎng)規(guī)則》的保養(yǎng)要求，有54%的項目是可以由遙監(jiān)系統(tǒng)自檢發(fā)現(xiàn)，提升了一線保養(yǎng)的效率。

2.2 電梯物聯(lián)網(wǎng)標準化建設現(xiàn)狀

標準化在科技創(chuàng)新體系中扮演著重要的技術支撐作用，是技術創(chuàng)新體系的軸心[6]。電梯物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣應用需要標準的規(guī)范和引導。當前我國共發(fā)布國家標準4項、團體標準4項，且關注點多停留在數(shù)據(jù)傳輸、交換方面。具體情況如下：

國家標準方面，2009年，發(fā)布了GB/T 24475—2009《電梯遠程報警系統(tǒng)》。2017 年，修訂發(fā)布了GB/T 24476—2017《電梯、自動扶梯和自動人行道物聯(lián)網(wǎng)的技術規(guī)范》。2020年，新發(fā)布了GB/T 38656—2020《特種設備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換技術規(guī)范》和GB/T 38700—2020《特種設備追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)元》，其中GB/T 38656—2020主要規(guī)定電梯物聯(lián)網(wǎng)平臺與電梯安全監(jiān)管平臺等平臺間的數(shù)據(jù)交換方式、交換內容等要求;GB/T 38700—2020規(guī)定了特種設備追溯數(shù)據(jù)元基本要求，主要用于特種設備追溯系統(tǒng)的設計與開發(fā)應用。

團體標準方面，2019 年發(fā)布了4項團體標準，其中《基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯、自動扶梯和自動人行道監(jiān)測系統(tǒng)的通用要求 第1 部分：數(shù)據(jù)采集、處理、傳輸》主要規(guī)定電梯使用環(huán)節(jié)開展物聯(lián)網(wǎng)應用的實施指南;《電梯物聯(lián)網(wǎng)采集信息編碼與數(shù)據(jù)格式》主要規(guī)定了電梯運行狀態(tài)、電梯故障等信息資源的編碼要求;《電梯維護保養(yǎng)數(shù)據(jù)歸集規(guī)范》主要對電梯維護保養(yǎng)環(huán)節(jié)開展的物聯(lián)網(wǎng)應用進行規(guī)范;《電梯應急處置平臺技術規(guī)范》主要針對電梯應急處置服務平臺的構建。

另外，在國家統(tǒng)一標準之前，各個地方也已經(jīng)開展了標準的制定工作，已出臺的27項地方標準涉及北京、遼寧、上海、江蘇、山東、浙江等17個省市。地方標準的規(guī)定內容多針對本地特點和突出需求而制定，其中占比最大的是針對應急處置平臺相關的標準，達到三分之一。其次是關于運行參數(shù)的數(shù)據(jù)規(guī)范。這些標準對電梯物聯(lián)網(wǎng)在本地的發(fā)展具有實際意義，是非常有益的探索和創(chuàng)新[7]。

國家標準、團體標準以及地方標準的建立為電梯物聯(lián)網(wǎng)標準體系的頂層規(guī)劃設計、提高標準體系合理性、提升標準質量提供了機遇。

3 電梯物聯(lián)網(wǎng)應用存在的問題

物聯(lián)網(wǎng)在電梯上的應用，是針對特定對象的應用。電梯是特種設備，與人身安全密切相關，其運維、監(jiān)管都具有特殊性。因此，電梯物聯(lián)網(wǎng)的應用一方面要遵循通用/基礎物聯(lián)網(wǎng)的相關標準，同時其功能性和安全性還應滿足電梯作為特種設備的特殊要求。目前電梯物聯(lián)網(wǎng)的維護監(jiān)管工作面臨以下幾大困難。

（1）標準協(xié)調配合弱

國家標準、行業(yè)標準、地方標準等不同標準之間的協(xié)調與配合較弱，已經(jīng)發(fā)布的國家標準、行業(yè)標準較少，地方標準多針對各地實際情況來制定，缺少關聯(lián)性。從現(xiàn)有的各地標準來看，各地都出臺了電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)的相關標準，也就是說，各地普遍形成了運用電梯物聯(lián)網(wǎng)來監(jiān)控電梯運行的模式，并建立標準來規(guī)范運行參數(shù)等數(shù)據(jù)的格式、接口以及傳輸方式等，為地方統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準奠定了基礎。國家2020年發(fā)布了GB/T 38656—2020，規(guī)定了整個特種設備行業(yè)對數(shù)據(jù)交換技術的規(guī)范要求，但由于發(fā)布時間晚于地方，且不是針對電梯這一類設備的物聯(lián)網(wǎng)技術規(guī)范，因此很難做到對各地方的統(tǒng)一。

（2）數(shù)據(jù)整合共享難

市場上的電梯物聯(lián)網(wǎng)主要分為兩種，即原廠制造配置和第三方公司加裝。由于各地電梯物聯(lián)網(wǎng)建設的水平參差不齊，在基礎設施建設投入和信息化開發(fā)能力等方面也存在較大差異，無論是廠商自建平臺，還是政府、企業(yè)建設的電梯物聯(lián)網(wǎng)平臺，存在的共性問題具體體現(xiàn)在建設模式不相同、數(shù)據(jù)采集方式不相同、運行參數(shù)的格式不相同等，因此無法納入同一平臺。即使政府監(jiān)管部門建立了統(tǒng)一的監(jiān)管平臺，想要接入這些自成體系的平臺數(shù)據(jù)也是一大考驗。而各個項目建設過程中，隨意在電梯或者轎廂中加裝沒有統(tǒng)一標準的信息采集裝置，還可能給電梯的運行帶來安全隱患。

（3）部門聯(lián)動反應慢

目前已有的電梯物聯(lián)網(wǎng)主要目的是進行故障檢測，在電梯遇到故障后，可以更快地響應，解決電梯困人等問題。由于沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，導致各部門無法共享相關信息，從而不能從事前、事中、事后對數(shù)據(jù)進行更好地分析和應用，事前不能聯(lián)動電氣、氣象等部門與電梯參數(shù)結合進行風險預警，事中也無法根據(jù)風險等級聯(lián)動醫(yī)院、急救中心等救援部門同時開展救援，事后更無法結合數(shù)據(jù)的分析結果，來調動街道、居委會等部門對電梯高風險、低風險地區(qū)進行不同方式的風險管控。

（4）信息安全等級低

經(jīng)過時間的積累，各個獨立的電梯物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)信息，有來自電梯生產(chǎn)廠家的、維保單位的、監(jiān)管部門的等，分散在不同平臺的數(shù)據(jù)進行充分的挖掘可產(chǎn)生巨大的能量，形成強勁的生產(chǎn)力。然而通過調研發(fā)現(xiàn)，各平臺對數(shù)據(jù)的安全性關注度仍然非常有限。維保單位大多是物業(yè)公司，存在很大的信息泄露風險;監(jiān)管部門收集了大量用于監(jiān)管的電梯運行參數(shù)的信息，已形成的數(shù)據(jù)庫不具備完善的容災能力。

4 電梯物聯(lián)網(wǎng)標準化發(fā)展需求

標準不統(tǒng)一是電梯物聯(lián)網(wǎng)推廣應用的重要瓶頸。建立電梯物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一行業(yè)標準，可以有效解決標準協(xié)調配合弱、數(shù)據(jù)整合共享難、部門聯(lián)動反應慢、信息安全等級低這4大難題。首先，對電梯物聯(lián)網(wǎng)的參數(shù)格式、數(shù)據(jù)接口、傳輸協(xié)議等進行統(tǒng)一的定義和規(guī)范，打通各平臺間的數(shù)據(jù)通道，為以后建立全省乃至全國的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺做準備。形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺后，方便各部門進行統(tǒng)一調配，資源有效整合利用，電梯廠家、物業(yè)、維保公司、監(jiān)管部門使用同一數(shù)據(jù)平臺，設置不同的數(shù)據(jù)權限，既能降低數(shù)據(jù)維護的成本，又能更好地保證數(shù)據(jù)安全。

當前電梯物聯(lián)網(wǎng)應用的工作重點還應放在標準體系的建立上，一定要從國家層面明確電梯物聯(lián)網(wǎng)標準的制訂規(guī)劃。針對所面臨的困難，結合目前物聯(lián)網(wǎng)技術在電梯領域的應用實際和發(fā)展趨勢，建立電梯物聯(lián)網(wǎng)標準體系框架，對整個電梯物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)進行頂層設計。通過對現(xiàn)有標準的分析，應著重從基礎標準、終端感知設備標準、數(shù)據(jù)標準、應用標準這4個方面開始建設。

（1）基礎標準。應主要從電梯物聯(lián)網(wǎng)的術語和定義、通用體系架構兩方面闡述。要在這部分中明確電梯物聯(lián)網(wǎng)的定義，將電梯物聯(lián)網(wǎng)進行基本的劃分。區(qū)分開原廠制造配置的電梯物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和第三方公司加裝的電梯物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

（2）終端感知設備標準。應主要針對第三方加裝傳感器的電梯物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和電梯終端感知設備的溯源情況進行標準的統(tǒng)一和規(guī)范。例如，對不同公司生產(chǎn)、加裝的終端感知設備應符合的技術參數(shù)提出相應要求等。

（3）數(shù)據(jù)標準。包括：數(shù)據(jù)元標準、數(shù)據(jù)交換標準、數(shù)據(jù)應用標準和數(shù)據(jù)安全標準。將電梯從設計制造、生產(chǎn)、使用、運維、監(jiān)管等全生命周期的數(shù)據(jù)規(guī)范化，規(guī)定平臺與平臺間或平臺與信息化系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換體系架構、數(shù)據(jù)交換機制、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)交換協(xié)議、數(shù)據(jù)交換內容、數(shù)據(jù)信息安全等，并對建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫做出頂層設計，為建立全國統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺做規(guī)劃。

（4）應用標準。主要圍繞電梯全生命周期安全管理的需要，制定電梯按需維保物聯(lián)網(wǎng)應用標準、電梯安全監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)應用標準等。

5 結束語

從整個產(chǎn)業(yè)總體上看，要將國家關于電梯物聯(lián)網(wǎng)有序健康發(fā)展的指導思想落到實處，必須盡早開展電梯物聯(lián)網(wǎng)標準化的頂層設計，構建結構合理、實用性強、可擴展的標準體系，并加快相關標準制定和宣貫實施，加強資源整合與配置，達成業(yè)內共識。

不管是政府主導的國家標準，還是行業(yè)協(xié)會、社會團體、技術聯(lián)盟主導的行業(yè)標準、團體標準，都必須站在保護整個行業(yè)健康、有序、規(guī)范、共贏發(fā)展的立場上。要加強不同標準之間的協(xié)調與配合，避免出現(xiàn)多頭制定、重復制定、標準打架等問題，通過標準提高電梯生產(chǎn)行業(yè)的信息化水平，提升政府部門的監(jiān)管效率和公共服務水平，促進與電梯物聯(lián)網(wǎng)相關學科的深入發(fā)展，鼓勵電梯物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的技術創(chuàng)新。

電梯物聯(lián)網(wǎng)的標準化工作，除了在技術上擁有完善的支持，還需要在法律和規(guī)范等層面上，對電梯監(jiān)管工作做出頂層政策保障。因此，國家特種設備安全監(jiān)督管理部門應主導建立電梯物聯(lián)網(wǎng)安全監(jiān)管工作的法律規(guī)范體系。

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