史振秋，李希光，王曉軍

（1.中郵建技術(shù)有限公司，江蘇南京，210012；2.哈爾濱工大正元信息技術(shù)有限公司，黑龍江哈爾濱，150010）

0 引言

近年來隨著電梯數(shù)量高速增長、使用年限增加，由于監(jiān)管技術(shù)落后、棄管樓增多、維修保養(yǎng)不到位等原因，電梯故障頻次呈明顯增長態(tài)勢，電梯困人、傷人事件時有發(fā)生[1]。

當(dāng)前對電梯的運行安全監(jiān)測手段和事故救援方面存在如下問題：

（1）缺少電子化、信息化的手段對電梯的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)測，導(dǎo)致電梯的故障隱患不能及時得到處理。

（2）當(dāng)電梯發(fā)生事故時，相關(guān)的責(zé)任單位不能及時準確地獲取現(xiàn)場環(huán)境信息、事故地點及附近相關(guān)單位位置信息，導(dǎo)致協(xié)同指揮與協(xié)同救援手段不足[2]。

（3）部分電梯井道未實現(xiàn)運營商通信信號加強覆蓋或覆蓋效果差，導(dǎo)致在事故救援時外部人員與電梯轎廂內(nèi)被困人員溝通受阻，極大影響救援響應(yīng)時間和事故救援效率。

針對上述問題，本文綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感、無線通信、有線通信、網(wǎng)絡(luò)安全、VPN、GIS、軟件開發(fā)、數(shù)據(jù)庫等綜合信息化技術(shù)，研究設(shè)計了電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)，實現(xiàn)電梯日常管理的信息化，應(yīng)急救援的高效化，提高電梯運行管理和安全水平，保障人民的生命和財產(chǎn)安全。

1 系統(tǒng)功能設(shè)計與實現(xiàn)

■1.1 整體架構(gòu)

電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)技術(shù)框架如圖1 所示，平臺由四個層次組成，包括信息采集層、信息傳輸層、信息應(yīng)用層和信息展示層。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)以信息采集層和信息傳輸層作為獲取信息的基礎(chǔ)，以信息應(yīng)用層作為處理信息的核心，以信息展示層作為信息溝通的媒介，實現(xiàn)平時電梯運行狀態(tài)、轎廂基礎(chǔ)環(huán)境、機房基礎(chǔ)環(huán)境、維保狀態(tài)信息的實時監(jiān)測；戰(zhàn)時故障電梯快速定位、音視頻實時溝通、協(xié)同指揮救援。

■1.2 信息采集終端

電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)是將電梯前端有效的信息及時、準確地采集到系統(tǒng)中，采集硬件設(shè)備部署于電梯轎廂內(nèi)、電梯轎頂和電梯機房。

電梯轎廂內(nèi)采集電梯內(nèi)部溫度、濕度、煙霧、聲音和視頻信息。溫度、濕度、煙霧和異常聲音信息實時采集并上傳。視頻采用H.265 編碼方式（1080P 畫面碼流在2Mbps 左右）進行傳輸，采取適時傳輸模式，即僅當(dāng)轎廂內(nèi)人員利用媒體終端向呼叫中心主動發(fā)起呼叫或指揮中心向轎廂內(nèi)發(fā)起視頻通話時開起視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸。

電梯轎頂部署三軸加速度、平層、開關(guān)門、蹲底、沖頂?shù)葌鞲衅?，實時獲取電梯運行狀態(tài)和健康狀態(tài)數(shù)據(jù)。

電梯機房內(nèi)部署溫濕度傳感器和振動傳感器，實時獲取機房內(nèi)溫濕度、曳引機溫度及其振動數(shù)據(jù)。

■1.3 信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

信息傳輸是整個流程中非常重要的環(huán)節(jié)，系統(tǒng)前端處在特殊的環(huán)境，電梯內(nèi)部較為封閉，即使運營商進行了通訊信號覆蓋，信號也不穩(wěn)定。為將前端數(shù)據(jù)及時準確傳輸、并在應(yīng)急救援時可進行穩(wěn)定的音視頻通話，本文設(shè)計的信息傳輸層的架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 信息傳輸層架構(gòu)

電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)前端的通信網(wǎng)關(guān)部署在電梯機房內(nèi)，使用運營商的4Mbps 帶寬的VPN 專線接入數(shù)據(jù)中心，端到端網(wǎng)絡(luò)延時5mms 以內(nèi)，保障平時前端數(shù)據(jù)安全、可靠地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行處理，在應(yīng)急救援時音視頻信息傳輸?shù)牧鲿场?/p>

轎廂內(nèi)和轎頂設(shè)備采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)橋與網(wǎng)關(guān)連接，機房終端設(shè)備與網(wǎng)關(guān)通過超五類網(wǎng)線互連。為保障網(wǎng)絡(luò)的安全性，防止外部非法接入網(wǎng)絡(luò)對數(shù)據(jù)中心進行入侵、攻擊或傳播病毒，在數(shù)據(jù)中心出口部署下一代防火墻。

■1.4 信息應(yīng)用平臺

軟件平臺采用B/S 架構(gòu)，后端基于node.js 的koa2 開發(fā)框架，前端界面基于vue 框架，數(shù)據(jù)庫采用MySql 和mongodb。

信息應(yīng)用系統(tǒng)分為檔案管理、實時監(jiān)測、多媒體信息管理、維保管理、呼叫中心和應(yīng)急救援6 個應(yīng)用模塊。實現(xiàn)電梯的基礎(chǔ)檔案信息錄入、電梯運行狀態(tài)實時監(jiān)測與異常報警、轎內(nèi)終端的多媒體信息管理、維保作業(yè)監(jiān)督、事故應(yīng)急呼叫、應(yīng)急救援指揮與調(diào)度等功能。

（1）檔案管理模塊

本模塊的功能實現(xiàn)基于兩種方式實現(xiàn)，第一種方式是利用轎內(nèi)終端的應(yīng)用程序，在終端上錄入的信息暫存在本地，通過信息傳輸網(wǎng)絡(luò)自動同步到系統(tǒng)中；第二種方式可以在系統(tǒng)平臺上集中錄入。

電梯檔案的基礎(chǔ)信息包括電梯的類別、注冊登記代碼、小區(qū)/單位、地理位置信息、區(qū)域化管理標識、產(chǎn)權(quán)單位、安裝單位、驗收單位、使用單位、物業(yè)單位、維保單位、維保負責(zé)人、安裝日期、驗收日期等。

（2）實時監(jiān)測模塊

電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)基于電梯前端采集的數(shù)據(jù)，進行實時監(jiān)測，包括電梯運行狀態(tài)（平層，開關(guān)門，蹲底，沖頂，加速度），轎廂內(nèi)環(huán)境（溫濕度，聲音），機房內(nèi)環(huán)境（溫濕度，曳引機溫度、振動）。

系統(tǒng)啟動后即處于監(jiān)聽狀態(tài)，當(dāng)電梯前端設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的連接請求時，系統(tǒng)接受請求并創(chuàng)建相應(yīng)的Socket 連接，等待前端設(shè)備主動上傳注冊數(shù)據(jù)包。注冊數(shù)據(jù)包以前端硬件MAC 地址作為注冊ID，具有全網(wǎng)的唯一性。系統(tǒng)檢查ID 與數(shù)據(jù)庫中已錄入的終端信息一致時，系統(tǒng)將此終端加入會話列表，定時采集運行狀態(tài)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)信息與已設(shè)定的閾值進行比較，當(dāng)超出閾值時系統(tǒng)自動啟動頁面彈窗、手機短信、語音等報警模式。

（3）多媒體信息管理模塊

電梯轎廂內(nèi)部署媒體終端即轎內(nèi)終端，平時播放電梯維修保養(yǎng)信息、安全常識、通知公告、天氣預(yù)報、公益廣告等音視頻信息。應(yīng)急救援時，終端成為電梯內(nèi)外溝通的媒介，轉(zhuǎn)換為可視對講系統(tǒng)與呼叫中心及救援人員保持實時的溝通，幫助救援人員及時趕到現(xiàn)場，快速完成救援。

（4）維保管理模塊

電梯作為日常運轉(zhuǎn)強度較大的特種設(shè)備，由多個精密、易損的部件組成，按期保養(yǎng)對于電梯的安全使用是非常重要的工作內(nèi)容。系統(tǒng)提供信息化手段監(jiān)督維保公司保養(yǎng)工作情況。

系統(tǒng)根據(jù)已錄入的電梯維保日期，以彈窗方式提前3天提示維保單位做好維保工作計劃。每位維保人員配備維保終端，其到達電梯后利用便攜式維保終端在轎內(nèi)終端上進行簽到，轎內(nèi)終端將簽到記錄實時上傳到系統(tǒng)中形成維保簽到日志。維保終端記錄整個維保過程視頻畫面，工作完成后通過網(wǎng)絡(luò)上傳到系統(tǒng)中存檔備查。

（5）呼叫中心模塊

基于CTI（計算機電話集成系統(tǒng)）、IVR（交互式自動語音應(yīng)答系統(tǒng)）、ACD（自動呼叫分配）機制，接收并處理來自轎內(nèi)終端、公共電話、實時監(jiān)測模塊等來源的電梯運行故障和事故報警信息。坐席接到報警后，按照規(guī)范工作流程及時創(chuàng)建工單并推送給相關(guān)單位進行故障的處理或?qū)嵤┚仍：艚兄行哪K主要功能包括:工單管理、定位管理、消息推送、視頻服務(wù)，該模塊架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 呼叫中心架構(gòu)

工單管理。用于提交、修改、查看工單信息。

定位管理。系統(tǒng)根據(jù)電梯檔案中的地理位置、維保單位地址信息，快速、精準獲取電梯經(jīng)緯度、維保單位所處位置等信息，為故障處理或應(yīng)急救援服務(wù)。

信息推送。接到呼叫后，坐席將會第一時間調(diào)取包括故障現(xiàn)象、電梯地理位置、電梯當(dāng)前運行參數(shù)、電梯環(huán)境參數(shù)、機房環(huán)境參數(shù)信息等在內(nèi)的信息形成工單，并以系統(tǒng)消息和文本短信方式推送給維保單位和對應(yīng)維保人員。

坐席服務(wù)。提供TCP 接口給坐席客戶端進行坐席的簽入簽出等功能實現(xiàn)，并且將坐席的狀態(tài)向上報告給CTI 的ACD 模塊。

（6）應(yīng)急救援模塊

應(yīng)急救援模塊包括多方音視頻通話、遠程指揮和知識庫功能。

音視頻通話。在應(yīng)急救援時，坐席將發(fā)起包括被困人員、救援人員在內(nèi)的三方音視頻通話，進一步確認前方狀態(tài)，安撫被困人員，幫助救援人員快速完成救援任務(wù)。

遠程指揮。指揮中心大屏上實時顯示現(xiàn)場救援視頻畫面、轎內(nèi)視頻畫面，救援人員位置信息、事故電梯位置信息以地圖形式實時展現(xiàn)，實現(xiàn)遠程資源調(diào)度、協(xié)同指揮。

知識庫。系統(tǒng)內(nèi)錄入應(yīng)急預(yù)案和典型案例，自動關(guān)聯(lián)并列出相似事故的案例列表，智能推送救援方案，供指揮人員和救援人員參考。

2 結(jié)論

本文設(shè)計并實現(xiàn)了電梯安全監(jiān)管及應(yīng)急救援系統(tǒng)，闡述了電梯信息采集終端、信息傳輸網(wǎng)絡(luò)、及信息處理平臺的整體技術(shù)架構(gòu)。該系統(tǒng)已在哈爾濱市建設(shè)應(yīng)用，面向社會群眾和相關(guān)單位提供安全保障服務(wù)，為電梯的安全監(jiān)管和協(xié)同應(yīng)急救援提供有力的信息化支撐。