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电梯物联网信息误报问题解析

    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。