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电梯物联网信息误报问题解析
2020.10.09 8

摘要:


    为进一步提高电梯安全管理的有效性,满足人民群众日益增长的安全要求,物联网技术开始运用于电梯监测管理,以解决电梯安全管理缺乏有效监控和评价手段的问题。目前,全国许多城市都积极开展了基于电梯物联网建设工程,探索适合城市自身发展的电梯物联网系统。北京是开展电梯物联网建设最早、规模最大的城市,实践中,对电梯物联网的误报问题发现最早,也是最早探索研究解决误报问题的城市之一。电梯物联网误报问题,更准确说应该是电梯物联网报送故障的差异问题,包括故障的重复报送、错报、虚报、漏报。

     1 电梯物联网上报故障差异的来源与分布

     电梯物联网建设中,误报问题不容忽视。误报来源包括两个方面:一是电梯系统自身报出的故障,与平时能够感觉到的故障不同,这些故障大多是我们感知不到的,这也是物联网带给我们的益处——电梯物联网让电梯自己上网,能够让我们感知到电梯内部以前所不能探究的世界,在此之前这些内部的故障是我们感觉不到的。二是采集系统造成故障,当然这种问题非常小。采用越来越精确的传感器,施工质量越来越高,甚至采用厂家直接发送故障代码的方法,从技术实现途径上可杜绝误报问题。采集系统造成故障还有一点在于诊断偏差,电梯物联网信息来源于电梯自身的控制和诊断系统,这个系统是服务于电梯控制的,并非用于电梯状态和故障监测的用途。大家应该知道,电梯是一种复杂的系统,在电梯正常运行的时候,个别参数偏离传统的工作范围是很正常的。就像体检报告,它提供的数据只是指示一个不正常状态,这种不正常状态提醒大家存在某种可能性,至于是否生病,需要医生进行进一步的验证判断。针对某年度,笔者所在单位与某电梯厂商联合追踪数据的结果,几万条数据中需要采取措施的仅占了7条。

    与传统的认识不同,电梯物联网采集的故障很多与电梯本身的质量无关,表现为随机故障形式,这部分故障占了很大比例。某电梯公司一年6598个故障中,经现场人员确认,属于故意破坏49起,未能证实故障359起,其他故障原因(包括值班服务、天气、进水、清洁、异物等)2770起。这些都不是因为质量存在问题造成的故障,即非电梯自身故障,包括故意挡门、破坏、未能证实故障、值班服务、天气、进水、清洁、异物等造成的故障占电梯采集故障的近1/2(见图1)。这些故障随机分布,和与时间、工况、环境相关的故障不同,与电梯的使用年限和质量状态不相关。


2 电梯物联网上报故障差异问题分析

    我们所需要的信息和电梯能提供的信息是存在差异的。具体来说除了物联网设备系统固有问题以外,更多的是因为电梯本身是一个复杂的机电系统,而电梯物联网信息是基于我们的知识和经验提取的若干特征值。这个特征值,必然会与电梯内部固有参数有区别,并不能也不可能存在一一对应的关系。

   电梯物联网感知故障与我们以前所说的故障本质上有几点不同。(1)采集的对象不同。平时进行维修的原因是发生了明显的故障,这种故障要么是停梯,要么是困人或者其他不得不修的原因。而对于物联网采集的故障,电梯完全可以通过重新启动,就近再平层等方式消除这种故障。甚至像对于人为挡门情况下,电梯反复关门,只是由于人力原因它不能恢复到位,所以电梯就认为发生了故障;当这种外力消失,电梯门就能够自动安全地关闭,就认为是没有问题了,故障已经得到了消除,也没必要需要维修工人到现场进行故障排除。(2)触发条件不同。不同于物联网采集到的故障属于机器内部采集的故障,如前所说,它能够自动消除,不需要维修工人进行维修,而我们感知的故障属于不得不维修,所以一般这种故障发生就需要进行现场排除。(3)危害程度不同。以前所说的故障,往往会是严重的事故隐患,不对其及时处理,轻则导致电梯停梯,重则继续运行可能会触发事故。而电梯物联网感知故障不同,电梯物联网采集的故障就像医生查体时,只是告诉你电梯处于一个不正常的状态,需要电梯维修工维保时进行关注,并不说明这儿确实有问题,巡查与否决定在维保工人。它更是一种检查手段,而并不是一种处理方式,当然这种处理方式会使故障风险前移,使我们更容易提前发现故障。

    有一部分故障的生成是维保人员的非正规操作。比如说,操作人员进入轿顶时,按正常的逻辑应该是打开层门后拍下即停开关,让电梯处于检修模式,此后再开始操作;但实际工作中,好多维修人员属于违规操作,直接在电梯轿顶开始工作,即没有让电梯处于检修状态,相应安全开关未打开,电梯仍能正常使用。这也发生了多起事故,造成严重的后果,但是这种问题屡禁不止,从这个意义上讲,此类故障暴露了严重安全隐患,也应密切关注。通过物联网技术能够监测到这种比较严重的违规行为,也是电梯物联网监测的一个优点。

3 电梯物联网故障数据质量提升措施

  (1)改进采集手段。一般来说,厂家能够提供的故障,采集手段好、数据真实性相对比较可靠,而传感器方式高度依赖于安装水平以及企业的总体质量。这并不是说,传感器方式不好,对于一些老旧电梯,特别是制造商消失的电梯,还包括现存数量比较多的型号久远的电梯,传感器采集的方式是唯一的救济手段。

  (2)重新定义故障类型。一些误报故障,需要对故障逻辑重新进行修订。一般来说,当电梯处于检修状态以后,此后的各种故障应该是被屏蔽的,但是为安全考虑,有些企业还是继续上传故障,这些上报的故障可以通过一个逻辑判断消除。或者说,对于物联网的监察平台来说,这部分故障没有太多的指导意义,可以作必要的取舍。

  (3)调整故障采集周期,能够大量地减少误报数量,当然在一定程度上说,这一部分也不是误报,只不过是采集频率比较高,属于重复报送。提高物联网数据可靠性和准确性,减少物联网数据的误报,一是增加排查的力度,二是通过设置取样窗口的方式减少品牌不同带来的采集误差。未采取任何措施前,某品牌电梯安全回路故障涉及电梯62台,单台故障328次,平均到所有监测电梯故障次数为85,明显与事实不符。通过设置采集过滤器,将故障采集周期设定为大于一定周期,该品牌电梯安全回路故障数据减少至197条,监测的各个品牌故障数量大体相当,这与实际情况也是相符的。

  (4)提高物联网产品安装质量和可靠性水平。例如,某图书馆安装的冲顶传感器位置不对、牢度不够,造成维保人员维保时触碰,偏离工作位置,反复上报冲顶故障。解决方法是严格要求传感器等部件安装必须牢固。如北京市地方标准DB11/T 948.10-2013《电梯运行安全监测管理信息平台技术规范 第10部分:采集设备安装验收规范》所规定的那样,采集设备及其所有零部件应设计正确、结构合理、位置正确,并应遵守机械、电气及建筑结构的通用技术要求;采集设备及其所有零部件安装齐全、位置正确,功能有效,保证不影响电梯安全运行;采集设备所有紧固件不应脱落或松动,活动部位应运转灵活,相对位置及间隙应在规定的范围内,各部件应处于正常工作状态。此外,从设计角度,如果将冲顶故障信号直接从设备中得出的准确性会更高一些。

4 结语

    电梯物联网能够记录故障,方便采取针对性的措施,降低电梯发生故障的概率或者说降低单位时间内发生故障的数量;而对于该故障是否能够得到及时消除,笔者认为关系并不是太大。电梯即使在正常运行状态下,偶尔也会发生故障,原因非常复杂——由于电梯的自恢复作用,很多电梯故障很快会通过自恢复功能消除;而有的是由于人为挡门,只是随机意外事件,是对乘客和电梯的保护,对电梯质量和安全并不会造成影响。从成本方面上说,过高的电梯物联网信息的实时性要求,需要大量的成本,既包括现场维护和物联网系统维护的人力成本,也包括厂家投入的资金成本。毕竟维保人员的精力是有限的,目前市场上两个维保工负责几十台电梯是普遍现象,不可能因为一时收到大量的电梯物联网报警故障,就打乱现有的维保计划,特别是所报故障绝大多数严重程度不高。现实中电梯应急故障的上报和处理,更依赖于报警电话、应急呼叫等技术手段,这些手段的实时性和可靠性更能满足应急需求。所谓的电梯物联网信息的“无误报”,只是一厢情愿的事情,对于提高电梯质量没有太多好处。

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