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摘要：该系统通过仿真和实验，传感等先进的信号采集技术，运用先进的远程自动监测与控制技术，借助数字移动通信网络的数据通信平台功能，研发了一套完整的智能化实时自动监测的电梯故障停机集中报警系统。该文从电梯故障停机集中报警系统的工作原理、网络结构和功能方面简述了该报警系统的可行性和实用性，值得同行们探讨。
关键词：系统原理 结构 功能 集中报警
1. 引言
随着电梯大量地投入使用，电梯困人现象也随之增多，困人时若施救不及时或施救不适当，都将可能发生事故，为了确保电梯安全运行，迫切需要能够有个自动报警、及时响应、及时救助的系统。
经市场调研，国内对电梯的监控报警基本都是被动式的，一般有三种型式：一是简单的在电梯轿厢加装监视探头，由值班室人员时时关注轿厢内的动态，一有情况马上组织营救，这种虽有效但要求值班人员责任心强，有专业营救知识，这一点许多单位难以做到，如2005年7月8日邵武某宾馆在电梯轿厢中虽然安装了摄像头，但由于保安人员吃饭不在值班室，求救无人应答，被困人员掰门逃生，结果坠落死亡；二是在轿厢内加装有线或无线的通讯设备，对于老年人和小孩常不知如何打电话求救，延误了救援时间；三是电梯制造厂家原机配备的远程监控，但由于造价高，且许多电梯制造、维保单位没有配备相应运作系统，即使使用单位有配备远程控制，也得不到利用，其次一个厂家一个设计型式，很难把一个城市所有品牌电梯整合成一个集中系统。
为此，我们研制了《电梯故障停机集中报警系统》，本报警系统通过高可靠性的通讯协议、功能齐全的管理软件和人性化的界面，将电梯运行记录、档案管理、事故记录与统计分析等功能集于一体，系统还具有远程无线遥控、短信报警、维保人员调度、维保企业资质考评、电梯运行信息统计分析、查询、数据打印等功能。远程无线通信方式采用GPRS/GSM短信模式，并能在故障发生时，立即定点报警，以手机短信方式，及时把故障发生的状况通知电梯管理员和有关部门。
2、系统的工作原理
在调研分析电梯运行状态的主要对象之机械电气性质和特征的基础上，通过仿真和实验提炼其关键参数识别方法，运用先进的远程自动监测与控制技术，借助数字移动通信网络的数据通信平台功能，采用现代数字传感技术，构建一套完整的智能化实时自动监测系统，实现对大量、分布广泛的工业及民用电梯设备运行状态的自动监测，一旦发生电梯设备故障或故障征兆时能够自动报警，在第一时间通知有关部门进行抢修救援，尽可能避免人身和财产损失。本系统能够实现对电梯设备日常运行情况进行跟踪记录，对电梯设备的维护保养情况进行分析统计，对维护保养人员的例行保养工作情况进行精细化管理，提高设备完好率、降低设备使用成本、减少事故征兆，并且对改善用户方和维保单位的和谐关系有积极的作用。
2.1故障信号的采集
由安装在电梯上的电梯故障监测仪收集分析接在电梯上的信号采集端口的数据信息，不间断的对电梯运行状况作出诊断，一旦采集到故障信号，就采用双重信道自动选择进行远程数据传输，将电梯故障上报给维保远程监控中心，直至得到系统主站确认并作出响应。
2.2、故障报警的处理
维保远程监控中心接到故障监测仪的报警后，启动报警响应系统及警铃，自动呼叫实时通知维保人员及相关管理人员，值班人员或维保单位负责人可以根据报警类型启动相应的应急状态，指挥调度维保人员到现场解救被关人员或解除故障。
3、系统网络结构
该系统由前端数据采集装置、维保远程监控中心、特检监督中心组成。其中前端数据采集装置采用GPRS( GMS备用) 通道与维保远程监控中心进行通讯。维保远程监控中心通过公网或专网定时将故障信息及处理结果数据上报至特检监督中心。系统网络结构如图1所示：
图1 系统网络结构
本系统为大型软件系统，采用分布式计算，但考虑目前一些用户实际情况，仍支持单机运行方式。典型系统物理组成及网络结构：电梯、监控终端、通信通道(GPRS/GSM)、查询工作站软件、监控工作站软件、短信发射器(科能短信发射终端)、数据库服务器、WEB服务器。将来可扩充WEB服务器提供Internet查询方式等扩展服务器。
监控工作站主要是负责接收电梯监控终端上报的故障信息、维保信息，对故障信息进行统计整理生成相关的报表数据，通过短信发射器实时通知维保人员及相关管理人员，定时上报数据到特检监督站，可查询电梯历史运行情况及故障信息，同时具有基本信息档案维护功能及报表设计功能。
查询工作站具有基本信息档案维护功能及报表设计功能，同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。
数据库服务器包含特检站信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据库，同时运行数据库管理系统，目前采用SQLServer2000系统。为了达到数据安全目的，除了在数据库服务器运行自动备份程序外，最根本的解决方案是采用系统级的双机热备份方式，可达到故障自动转移，无须停机的目的，系统的可用性相当高。
4、系统具有的功能
4.1 具有对电梯故障信号采集功能
通过15个信号采集端口接入，采用单片机技术、短距离无线通信技术、传感器技术、GPRS网络通信技术、射频卡通信技术、语音技术等技术的电梯故障监测仪实现。
本系统可对电梯的运行状况进行实时监测和记录，當电梯出现即使是轻微或短暂的故障时，系统均能自动判断出故障的类型并将其全部记录在内部的存储器中。这样，电梯维护管理人员即可通过分析一段时间内的电梯运行记录数据，全面了解电梯的实际运行状态和故障分布情况，包括电梯的运行时间、启动次数、发生故障的时刻及持续时间、故障类型等等。通过系统的故障统计功能，就可以知道该电梯在什么时候发生故障的频率比较高、那一种类型的故障出现的几率大、那一种故障正在呈现发展扩大的趋势，维修人员即可据此对电梯的状况进行全面的准确的判断，有针对性地对问题部位进行检查修复，消除故障和事故的隐患。并可大大加快故障处理速度，提高电梯检修的效率，有效地降低电梯故障和运行事故发生的几率。最重要的是当电梯发生故障后出现电梯轿厢出现困人的情况后，系统能够及时的检测并可以组织有效的救援调度和实施。
4.2 具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能
故障信号传输及故障信息统计, 由前端数据采集装置（故障监测仪）采集电梯运行数据，通过GPRS网络或GSM网将这些事件上报给维保远程监控中心（系统主站平台），采用双重信道自动选择进行远程数据传输，直至得到系统主站确认。
本系统所具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能，可将故障信息及时通知相关人员，并可通过GIS直观查看发生故障电梯的所在的地理位置，同时系统会发出报警提示声音。对每种故障信息进行分级管理。所独有的故障信息记录数据库功能够方便地使维保中心建立起一套电梯运行、故障及维修档案库，被保养电梯何时出现故障、维修人员何时到现场(采用实名IC卡维保)、电梯恢复正常等数据都会记录在数据库中。所提供的数据记录不是简单的数据列表，而是标准数据库文件（基于微软SQL SERVSER）。维保中心的操作员可以定期进行数据整理、统计、报表打印等工作。例如可以对某台电梯，或某组电梯，或某一特定时间段的电梯故障及维修情况进行统计。通过这些数据文件（不是记录列表），可以清楚了解到维保中心所管辖的电梯的运行状况以及故障状况，还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。
4.3 具有安全监察功能
由维保远程监控中心通过GPRS网络或GSM网将故障信息、维保信息进行统计整理生成相关的报表数据，定时上报数据到安全監察中心。安全监察中心（远程监控、调度平台）具备接收各个维保远程监控中心（系统主站平台）上报的电梯运行数据，电梯报警后监督维保人员是否按要求及时赶到现场处理故障，必要时调度人员组织现场施救。安全监察中心还具有基本信息档案维护功能及报表设计功能，同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。其数据库服务器包含特检机构信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据。
4.4 具有电梯故障停机集中报警系统可升级为电梯安全运行信息化管理系统功能
本版电梯故障停机集中报警系统留有升级版的功能。为了实现电梯安全运行信息化管理的区域，电梯维保单位可以有效的提高维保的到位率、维保质量，通过系统分析提供的维保重点及时消除电梯安全隐患；安全监察机构可以经授权调阅电梯运行数据和故障信息，巡查该区域电梯运行安全状况，同步实现安全监察工作信息化；电梯制造单位，可以通信协议，对该区域本单位制造的电梯运行状况和维保状况实现远程实时监控，对自身产品质量、维保质量进行信息化管理。 当电梯安全运行信息化管理的区域覆盖范围为全国时，就实现了全国的电梯安全运行的信息化管理。电梯故障停机集中报警系统即可升级为电梯安全运行信息化管理系统。
5、结束语
公共事务的信息化管理已经成为当今政府各个职能部门的重要发展战略，对电梯安全运行实行信息化管理必将成为国家质检总局信息化发展战略不可或缺的组成部分，推广应用电梯故障停机集中报警系统关系到民生问题，能够提升电梯安全监督部门的管理水平，在民众中树立质量技术监督科学管理的形象。该项目的推广，不仅可以产生极大的经济效益，还可以形成一个与电梯产业配套的附属产业，既符合国家拉动内需的产业政策，又适应信息技术产业化的社会发展需求。
参考文献：本论文源自《国家质检总局科技计划项目》之《电梯故障停机集中报警系统》（项目编号2007QK168）的技术及工作总结。
作者简介：黄扬雄，男，汉族，1966年9月出生，大学本科毕业，工程师。2004年6月起历任福建省漳州市特种设备监督检验站站长、福建省特种设备检验院漳州分院副院长（分院书记）、福建省特种设备检验院漳州分院院长。在职软件工程硕士研究生（在读）。
关键词：系统原理 结构 功能 集中报警
1. 引言
随着电梯大量地投入使用，电梯困人现象也随之增多，困人时若施救不及时或施救不适当，都将可能发生事故，为了确保电梯安全运行，迫切需要能够有个自动报警、及时响应、及时救助的系统。
经市场调研，国内对电梯的监控报警基本都是被动式的，一般有三种型式：一是简单的在电梯轿厢加装监视探头，由值班室人员时时关注轿厢内的动态，一有情况马上组织营救，这种虽有效但要求值班人员责任心强，有专业营救知识，这一点许多单位难以做到，如2005年7月8日邵武某宾馆在电梯轿厢中虽然安装了摄像头，但由于保安人员吃饭不在值班室，求救无人应答，被困人员掰门逃生，结果坠落死亡；二是在轿厢内加装有线或无线的通讯设备，对于老年人和小孩常不知如何打电话求救，延误了救援时间；三是电梯制造厂家原机配备的远程监控，但由于造价高，且许多电梯制造、维保单位没有配备相应运作系统，即使使用单位有配备远程控制，也得不到利用，其次一个厂家一个设计型式，很难把一个城市所有品牌电梯整合成一个集中系统。
为此，我们研制了《电梯故障停机集中报警系统》，本报警系统通过高可靠性的通讯协议、功能齐全的管理软件和人性化的界面，将电梯运行记录、档案管理、事故记录与统计分析等功能集于一体，系统还具有远程无线遥控、短信报警、维保人员调度、维保企业资质考评、电梯运行信息统计分析、查询、数据打印等功能。远程无线通信方式采用GPRS/GSM短信模式，并能在故障发生时，立即定点报警，以手机短信方式，及时把故障发生的状况通知电梯管理员和有关部门。
2、系统的工作原理
在调研分析电梯运行状态的主要对象之机械电气性质和特征的基础上，通过仿真和实验提炼其关键参数识别方法，运用先进的远程自动监测与控制技术，借助数字移动通信网络的数据通信平台功能，采用现代数字传感技术，构建一套完整的智能化实时自动监测系统，实现对大量、分布广泛的工业及民用电梯设备运行状态的自动监测，一旦发生电梯设备故障或故障征兆时能够自动报警，在第一时间通知有关部门进行抢修救援，尽可能避免人身和财产损失。本系统能够实现对电梯设备日常运行情况进行跟踪记录，对电梯设备的维护保养情况进行分析统计，对维护保养人员的例行保养工作情况进行精细化管理，提高设备完好率、降低设备使用成本、减少事故征兆，并且对改善用户方和维保单位的和谐关系有积极的作用。
2.1故障信号的采集
由安装在电梯上的电梯故障监测仪收集分析接在电梯上的信号采集端口的数据信息，不间断的对电梯运行状况作出诊断，一旦采集到故障信号，就采用双重信道自动选择进行远程数据传输，将电梯故障上报给维保远程监控中心，直至得到系统主站确认并作出响应。
2.2、故障报警的处理
维保远程监控中心接到故障监测仪的报警后，启动报警响应系统及警铃，自动呼叫实时通知维保人员及相关管理人员，值班人员或维保单位负责人可以根据报警类型启动相应的应急状态，指挥调度维保人员到现场解救被关人员或解除故障。
3、系统网络结构
该系统由前端数据采集装置、维保远程监控中心、特检监督中心组成。其中前端数据采集装置采用GPRS( GMS备用) 通道与维保远程监控中心进行通讯。维保远程监控中心通过公网或专网定时将故障信息及处理结果数据上报至特检监督中心。系统网络结构如图1所示：
图1 系统网络结构
本系统为大型软件系统，采用分布式计算，但考虑目前一些用户实际情况，仍支持单机运行方式。典型系统物理组成及网络结构：电梯、监控终端、通信通道(GPRS/GSM)、查询工作站软件、监控工作站软件、短信发射器(科能短信发射终端)、数据库服务器、WEB服务器。将来可扩充WEB服务器提供Internet查询方式等扩展服务器。
监控工作站主要是负责接收电梯监控终端上报的故障信息、维保信息，对故障信息进行统计整理生成相关的报表数据，通过短信发射器实时通知维保人员及相关管理人员，定时上报数据到特检监督站，可查询电梯历史运行情况及故障信息，同时具有基本信息档案维护功能及报表设计功能。
查询工作站具有基本信息档案维护功能及报表设计功能，同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。
数据库服务器包含特检站信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据库，同时运行数据库管理系统，目前采用SQLServer2000系统。为了达到数据安全目的，除了在数据库服务器运行自动备份程序外，最根本的解决方案是采用系统级的双机热备份方式，可达到故障自动转移，无须停机的目的，系统的可用性相当高。
4、系统具有的功能
4.1 具有对电梯故障信号采集功能
通过15个信号采集端口接入，采用单片机技术、短距离无线通信技术、传感器技术、GPRS网络通信技术、射频卡通信技术、语音技术等技术的电梯故障监测仪实现。
本系统可对电梯的运行状况进行实时监测和记录，當电梯出现即使是轻微或短暂的故障时，系统均能自动判断出故障的类型并将其全部记录在内部的存储器中。这样，电梯维护管理人员即可通过分析一段时间内的电梯运行记录数据，全面了解电梯的实际运行状态和故障分布情况，包括电梯的运行时间、启动次数、发生故障的时刻及持续时间、故障类型等等。通过系统的故障统计功能，就可以知道该电梯在什么时候发生故障的频率比较高、那一种类型的故障出现的几率大、那一种故障正在呈现发展扩大的趋势，维修人员即可据此对电梯的状况进行全面的准确的判断，有针对性地对问题部位进行检查修复，消除故障和事故的隐患。并可大大加快故障处理速度，提高电梯检修的效率，有效地降低电梯故障和运行事故发生的几率。最重要的是当电梯发生故障后出现电梯轿厢出现困人的情况后，系统能够及时的检测并可以组织有效的救援调度和实施。
4.2 具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能
故障信号传输及故障信息统计, 由前端数据采集装置（故障监测仪）采集电梯运行数据，通过GPRS网络或GSM网将这些事件上报给维保远程监控中心（系统主站平台），采用双重信道自动选择进行远程数据传输，直至得到系统主站确认。
本系统所具有的故障信息短信通知功能及GIS地理信息显示功能，可将故障信息及时通知相关人员，并可通过GIS直观查看发生故障电梯的所在的地理位置，同时系统会发出报警提示声音。对每种故障信息进行分级管理。所独有的故障信息记录数据库功能够方便地使维保中心建立起一套电梯运行、故障及维修档案库，被保养电梯何时出现故障、维修人员何时到现场(采用实名IC卡维保)、电梯恢复正常等数据都会记录在数据库中。所提供的数据记录不是简单的数据列表，而是标准数据库文件（基于微软SQL SERVSER）。维保中心的操作员可以定期进行数据整理、统计、报表打印等工作。例如可以对某台电梯，或某组电梯，或某一特定时间段的电梯故障及维修情况进行统计。通过这些数据文件（不是记录列表），可以清楚了解到维保中心所管辖的电梯的运行状况以及故障状况，还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。
4.3 具有安全监察功能
由维保远程监控中心通过GPRS网络或GSM网将故障信息、维保信息进行统计整理生成相关的报表数据，定时上报数据到安全監察中心。安全监察中心（远程监控、调度平台）具备接收各个维保远程监控中心（系统主站平台）上报的电梯运行数据，电梯报警后监督维保人员是否按要求及时赶到现场处理故障，必要时调度人员组织现场施救。安全监察中心还具有基本信息档案维护功能及报表设计功能，同时可查询电梯历史运行情况及故障信息。其数据库服务器包含特检机构信息、维保单位信息、维保人员信息、电梯档案信息、电梯参数信息、电梯故障及处理信息、电梯维保信息等等组成的数据。
4.4 具有电梯故障停机集中报警系统可升级为电梯安全运行信息化管理系统功能
本版电梯故障停机集中报警系统留有升级版的功能。为了实现电梯安全运行信息化管理的区域，电梯维保单位可以有效的提高维保的到位率、维保质量，通过系统分析提供的维保重点及时消除电梯安全隐患；安全监察机构可以经授权调阅电梯运行数据和故障信息，巡查该区域电梯运行安全状况，同步实现安全监察工作信息化；电梯制造单位，可以通信协议，对该区域本单位制造的电梯运行状况和维保状况实现远程实时监控，对自身产品质量、维保质量进行信息化管理。 当电梯安全运行信息化管理的区域覆盖范围为全国时，就实现了全国的电梯安全运行的信息化管理。电梯故障停机集中报警系统即可升级为电梯安全运行信息化管理系统。
5、结束语
公共事务的信息化管理已经成为当今政府各个职能部门的重要发展战略，对电梯安全运行实行信息化管理必将成为国家质检总局信息化发展战略不可或缺的组成部分，推广应用电梯故障停机集中报警系统关系到民生问题，能够提升电梯安全监督部门的管理水平，在民众中树立质量技术监督科学管理的形象。该项目的推广，不仅可以产生极大的经济效益，还可以形成一个与电梯产业配套的附属产业，既符合国家拉动内需的产业政策，又适应信息技术产业化的社会发展需求。
参考文献：本论文源自《国家质检总局科技计划项目》之《电梯故障停机集中报警系统》（项目编号2007QK168）的技术及工作总结。
作者简介：黄扬雄，男，汉族，1966年9月出生，大学本科毕业，工程师。2004年6月起历任福建省漳州市特种设备监督检验站站长、福建省特种设备检验院漳州分院副院长（分院书记）、福建省特种设备检验院漳州分院院长。在职软件工程硕士研究生（在读）。