استكشاف حلول السحابة المصعدية

التحول الرقمي لتعزيز السلامة

بقلم تشاو دو وهاو جاو وجيان كاو

المقدمة

تتناول هذه المقالة حلول الحوسبة السحابية ذات الصلة لتعزيز سلامة المصاعد من خلال الرقمنة. يمكن لبيانات المصعد الأساسية التي تم الحصول عليها من خلال نظام سحابة المصعد إنشاء تقارير تشغيل المصعد تلقائيًا واستخدام تقنية تحليل البيانات الضخمة للتحقق من مخاطر سلامة المصعد وتسجيل صحة المصعد ديناميكيًا، وبالتالي تحسين مستوى الإنقاذ الذكي في حالات الطوارئ. في الوقت نفسه، يمكن أن تساهم هذه الحلول في التطوير الصحي والسريع لخدمات الصيانة عند الطلب وتأمين المصاعد وتحديث المصاعد القديمة.

نبذة عامة

باعتبارها معدات نقل عمودية لا غنى عنها في المباني الحديثة، فإن التشغيل الآمن للمصاعد يرتبط بشكل مباشر بسلامة حياة وممتلكات كل راكب. لذلك، فإن ضمان التشغيل المستمر والمستقر للمصاعد أمر بالغ الأهمية للحفاظ على السلامة العامة وتحسين نوعية الحياة. في السنوات الأخيرة، استمر عدد المصاعد الموجودة على مستوى العالم في النمو، مع أكثر من 20 مليون مصعد قيد الاستخدام في جميع أنحاء العالم.^[1] في الوقت نفسه، زاد عدد المصاعد القديمة بسرعة، وتستمر المخاطر المحتملة المختلفة والمخاطر الخفية في التراكم. ومع ذلك، لا تزال عمليات إصلاح وصيانة وتحديث معظم المصاعد تتم بالطريقة التقليدية. وبدون الاعتماد على الوسائل الرقمية مثل الحوسبة السحابية، من الصعب ضمان التشغيل الآمن للمصاعد على نطاق واسع. في هذه المقالة، من منظور إنترنت الأشياء للمصاعد (IoT)، يقدم مؤلفوك حلاً سحابيًا للمصاعد من وجهة نظر بنية النظام ووظيفة النظام لمساعدة المصاعد على العمل بأمان.

هندسة النظام لحل Elevator Cloud

يوضح الشكل 1 مخطط بنية النظام لحل سحابة المصعد. وهو يشمل بشكل أساسي منصة السحابة، واللوحة الرئيسية لغرفة الماكينة، ووحدة طرفية لبيانات غرفة الماكينة (DTU)، وجهاز جمع وتحليل اهتزازات أعلى السيارة، ووحدة تحكم الباب، وكاميرا الذكاء الاصطناعي للسيارة، ونظام الاتصال الداخلي، وما إلى ذلك. تجمع وحدة طرفية لبيانات غرفة الماكينة البيانات الكهربائية الأساسية لنظام التحكم في المصعد من خلال ناقل تسلسلي (مثل RS485) وتجمع بيانات الاهتزاز التي تم جمعها بواسطة جهاز جمع وتحليل اهتزازات أعلى السيارة وبيانات تشغيل الباب والأخطاء التي يوفرها وحدة تحكم الباب من خلال ناقلات تسلسلية مثل CAN-BUS. ويمكنها أيضًا جمع بيانات الإنذار من نظام الاتصال الداخلي. وفي الوقت نفسه، يمكن لوحدة طرفية لبيانات غرفة الماكينة الحصول على بيانات بناءً على فيديو في الوقت الفعلي يُظهر سلوك الركاب غير الطبيعي الذي توفره كاميرا الذكاء الاصطناعي للسيارة من خلال وسائط النقل مثل كابلات الشبكة. وباعتبارها وحدة تجميع ومعالجة للبيانات، يمكن لبوابة غرفة الماكينة الإبلاغ عن البيانات ذات الصلة إلى منصة السحابة بعد الحوسبة الحافة. ​​بعد ذلك، ستقوم منصة السحابة بإجراء تحليل البيانات ومعالجتها لتشكيل وحدات وظيفية مختلفة.

دون الاعتماد على الوسائل الرقمية مثل الحوسبة السحابية، من الصعب ضمان التشغيل الآمن للمصاعد على نطاق واسع.

وظائف النظام لحل Elevator Cloud

يستخدم هذا النظام تقنية السحابة المصعدية لتحقيق استكشاف الأخطاء وإصلاحها تلقائيًا. النظام:

• الاستفادة الكاملة من مصادر البيانات الرئيسية الثلاثة لنظام التحكم ونظام ماكينة الباب ونظام الإنسان والآلة
• يقوم تلقائيًا بالإبلاغ عن حالة مكونات التحكم الإلكترونية الأساسية من خلال إشارات نظام التحكم
• يحدد تلقائيًا سلوك ركوب المصعد غير السليم من خلال كاميرات الذكاء الاصطناعي
• يقوم تلقائيًا بتحديد أحداث الاهتزاز غير الطبيعية التي تنطوي على مكونات ميكانيكية من خلال أجهزة جمع وتحليل الاهتزازات

تقرير تشغيل المصعد تكنولوجيا التوليد التلقائي

من خلال التقنيات مثل إنترنت الأشياء للمصاعد وتحليل البيانات الضخمة والحوسبة السحابية، يمكن جمع بيانات التقارير وتخزينها تلقائيًا، مما يؤدي بدوره إلى إنتاج تقارير دورية عن تشغيل المصعد يوميًا وأسبوعيًا وشهريًا تلقائيًا.

1. تقرير يومي. استنادًا إلى تقنية التوأم الرقمي، يمكن لمنصة سحابة المصعد اكتشاف المخاطر والمشاكل المتعلقة بالسلامة وإطلاق الإنذارات. يمكن عرض الأحداث الرئيسية والأخطاء والإنذارات بشكل حدسي، كما هو موضح في الشكل 2. يمكن للتقارير التفصيلية تقييم حالة تشغيل المصعد وإدارته لهذا اليوم. يمكن تصنيف التقارير اليومية إلى فئات بما في ذلك المعدات والبيئة والموظفين والأخطاء وإنذارات المحاصرة أو توقف المصعد وإحصاءات التشغيل والتدابير الوقائية المتخذة. باستخدام فئة "المعدات" كمثال، يمكن نقل أداء خزانة التحكم ومحرك القيادة والفرامل والباب ودائرة الأمان ونظام اتصالات المصعد وجهاز تسوية توقف المصعد وما إلى ذلك. باستخدام فئة "الخطأ" كمثال، يمكن تقديم نتائج التحكم مثل رمز الخطأ وسبب الخطأ والحل واقتراحات الصيانة وما إلى ذلك.
2. التقارير الأسبوعية والشهريةيتم عرض التشغيل الإحصائي للمصاعد هذا الأسبوع وهذا الشهر بشكل حدسي في شكل رسوم بيانية، كما هو موضح في الشكل 3. يمكن للتقرير التفصيلي حساب تشغيل وإدارة المصاعد حسب الأسبوع الحالي والشهر الحالي. يمكن تصنيف التقرير وفقًا لمتطلبات المستخدم بما في ذلك إحصائيات التشغيل والأخطاء والإنذارات المحاصرة أو المتوقفة والمعدات والموظفين والإدارة وتصحيح والتحقق من مخاطر السلامة والمخاطر الخفية في الأسبوع السابق ومخاطر السلامة الرئيسية والمخاطر الخفية وتصحيحها في الأسبوع الحالي وتقييم إدارة السلامة في الأسبوع الحالي وأولويات العمل للأسبوع التالي. باستخدام إحصائيات التشغيل كمثال، يمكن أن يعكس ما إذا كان الاهتزاز يتجاوز المعيار، وأوقات التشغيل التراكمية، وأوقات ثني الحبل السلكي التراكمية، وأوقات فتح وإغلاق الباب التراكمية، ومدة انقطاع التيار الكهربائي، ومدة الصيانة، وأوقات التنبيه للمساعدة، وما إلى ذلك. باستخدام فئة "المحاصرة" أو "الإنذار المتوقف" كمثال، يمكن أن يعكس وقت الإنذارات المحاصرة أو المتوقفة، وسبب الاحتجاز أو توقف المصعد المعيب (في حالة حدوث عطل، يمكن تقديم رمز العطل وسبب العطل والحل واقتراح الصيانة وما إلى ذلك)، ومدة الاحتجاز أو توقف المصعد المعيب ومعالجة وقت النهاية، وما إلى ذلك.

تقنية تحليل البيانات الضخمة لاستكشاف مخاطر السلامة وإصلاحها

تنتمي سحابة المصاعد إلى إنترنت الأشياء. ولديها الخصائص النموذجية لإنترنت الأشياء، أي أن معدل نمو بيانات تشغيل المعدات سريع للغاية، ومتطلبات التزامن عالية أيضًا. على سبيل المثال، يضيف مصعد واحد 3,000 قطعة من بيانات السجل 3,000 مرة في اليوم. إذا كان لدى 200,000 مصعد 600 مليون قطعة من بيانات السجل يوميًا، فهذا يعني 216 مليار قطعة من بيانات السجل سنويًا. تبلغ السعة القصوى لقطعة واحدة من البيانات 0.0468 كيلوبايت، ويبلغ الناتج اليومي ما يقرب من 30 جيجابايت من بيانات السجل. ويبلغ الناتج السنوي أكثر من 10 تيرابايت من بيانات السجل. لذلك، من الضروري استخدام نظام بيانات كبير لتحليل وحساب مثل هذه الكمية الكبيرة من البيانات. بالنظر إلى خصائص صناعة المصاعد، اخترنا حل Hadoop+Hive+Hbase السائد الحالي كحل للبيانات الضخمة. يستخدم هذا الحل مكونات مفتوحة المصدر لنظام بيئي للبيانات الضخمة لبناء منصة بيانات ضخمة. تتمثل ميزة هذا الحل في أنه جزء من مجتمع مفتوح المصدر ونشط. كما أنه مرن، مما يجعله مناسبًا لنهج "افعل ذلك بنفسك". وبدعم من منصة البيانات الضخمة، يمكننا تحقيق وظائف مبتكرة مثل تحليل التدفق في الوقت الفعلي، واستخراج البيانات، والتوصيات المخصصة، والتعلم الآلي، بالإضافة إلى الوظائف التقليدية التي توفر قيمة أكبر للعملاء. وتشمل هذه الوظائف:

1. البيانات الكهربائية الأساسية لنظام التحكم. جمع بيانات التشغيل في الوقت الفعلي وبيانات الأعطال وبيانات الأحداث وإحصائيات التشغيل وما إلى ذلك من خلال محطات المراقبة. يساعد تحليل منصة السحابة على تحسين دقة فحص مخاطر سلامة المصاعد وتسجيل صحة المصاعد بشكل ديناميكي.
2. بيانات الاهتزازيقوم جهاز جمع وتحليل اهتزازات أعلى السيارة بجمع بيانات اهتزاز السيارة وربطها بنظام التحكم، مما يجعل مستشعر الاهتزاز جزءًا مهمًا من نظام المصعد. يعتمد تحليل بيانات الاهتزاز على الوضع التكميلي للحوسبة المحلية + الحوسبة السحابية.

الحساب المحلي

بالنسبة للاهتزازات غير الطبيعية الواضحة، يمكن لجهاز جمع وتحليل الاهتزازات الموجود أعلى السيارة حساب رمز الخطر الأمني ​​مباشرةً محليًا والإبلاغ عنه لموظفي الصيانة من خلال الرسائل القصيرة أو نافذة منبثقة للتطبيق (التطبيق). تشمل المخاطر الأمنية التي يمكن الإبلاغ عنها بنشاط الهبوط الاضطراري، والتوقف الاضطراري، والبدء الزلق، والاهتزاز المحلي غير الطبيعي (قضيب التوجيه غير المستوي، وعجلة الجر غير الدائرية، والقوة غير المتساوية على الحبل السلكي) والاهتزاز المستمر غير الطبيعي (تشغيل الفرامل، وشذوذ حذاء التوجيه).

الحوسبة السحابية

يمكن تحميل بيانات الاهتزاز التي تم جمعها بواسطة جهاز جمع وتحليل الاهتزاز الموجود أعلى السيارة عند الطلب أو بانتظام من خلال DTU لغرفة الآلة. بمجرد تحميل بيانات الاهتزاز إلى السحابة، ستبدأ الحوسبة السحابية. عند العثور على موقف يتجاوز المعيار، يمكن لتطبيق السحابة للمصعد عرض الموقف الذي يتجاوز المعيار وإرسال رسائل نصية قصيرة ورسائل تنبيه منبثقة إلى موظفي الصيانة.

بيانات ماكينة الباب

يمكن تحديد مشكلات نظام الباب بدقة أكبر من خلال الإبلاغ عن بيانات خطأ آلة الباب. على أساس رمز الخطأ المتأصل في نظام التحكم الأصلي، تتم إضافة رمز خطأ نظام آلة الباب، ويمكن إبلاغ موظفي الصيانة على الفور عندما يكون نظام الباب غير طبيعي.

بيانات التعرف على الذكاء الاصطناعي

يمكن توسيع كاميرا الذكاء الاصطناعي لتحقيق وظائف مثل التعرف على السكوتر الكهربائي، وحجب الباب لفترة طويلة، وحساب الركاب، والاتصال الداخلي الصوتي والفيديو، وما إلى ذلك. عندما تحدث سلوكيات غير طبيعية مثل دخول السكوتر الكهربائي إلى المصعد أو حجب الباب لفترة طويلة، يمكن لكاميرا الذكاء الاصطناعي تنشيط الإنذارات الصوتية والمرئية وإرسال المعلومات على الفور إلى موظفي الممتلكات أو الصيانة.

صيانة الخدمة حسب الطلب

من خلال الاستفادة الكاملة من تقنية تحليل البيانات الضخمة القائمة على الذكاء الاصطناعي لاستكشاف مخاطر السلامة وإصلاحها، يتم تذكير موظفي الصيانة بشكل استباقي بمخاطر السلامة في المصاعد ويمكنهم تحقيق الصيانة عند الطلب. في الوقت نفسه، مع وظيفة الصيانة الرقمية التي توفرها منصة السحابة، يمكن تحقيق إدارة خالية من الورق لعملية الصيانة وعقود الصيانة. يمكن لمستخدمي الصيانة تطوير خطط صيانة مستهدفة بناءً على ظروف تشغيل المصعد التي تتم مراقبتها وتتبع العملية. يمكن استخدام تطبيق السحابة للمصاعد لإضافة خطط الصيانة وتحديد المواقع الجغرافية والتحقق من عناصر الصيانة وتحميل الصور والنصوص والتسجيلات وإجراء عمليات أخرى لتحسين كفاءة الصيانة.

تأمين المصاعد الخدمية

من خلال الاستفادة الكاملة من تقنية تحليل البيانات الضخمة لاستكشاف مخاطر السلامة وإصلاحها، يمكن لمنصة سحابة المصعد إنشاء إحصائيات حول معدل احتجاز الخطأ ومعدل إيقاف الخطأ، كما يمكنها أيضًا تلخيص وقت إيقاف الخطأ ووقت الاستجابة للإنقاذ ووقت الإنقاذ والبيانات الأخرى لإنشاء تقارير إحصائية.

تتمكن مؤسسات التأمين من تقييم أقساط التأمين للمصاعد بشكل ديناميكي بناءً على التقارير الإحصائية التي يتم إنشاؤها بواسطة منصة السحابة.

يمكن لمنصة السحابة للمصاعد أيضًا التعامل مع إدارة قطع الغيار. عندما يغطي تأمين المصاعد الحاجة إلى استبدال الأجزاء، يمكن لهذه الوظيفة أن توفر لمؤسسات التأمين ضمان جودة الأجزاء.

خدمة تجديد المصاعد القديمة

يمكن للبيانات الكهربائية الأساسية لنظام التحكم في المصعد وبيانات الاهتزاز وبيانات آلة الباب وبيانات التعرف على الذكاء الاصطناعي وغيرها من البيانات المهمة - التي يتم إنشاؤها تلقائيًا بواسطة تقرير تشغيل المصعد بعد الحصول عليها من خلال تقنية سحابة المصعد - أن توفر أساسًا للبيانات لتجديد المصاعد القديمة. يمكن النظر في مثل هذه التقارير للتصديق عليها وإصدار الشهادات لها من قبل المؤسسات ذات الصلة باستخدام تقنية الحكم الموثوق بها blockchain، مما يجعل التقرير أكثر مصداقية ومعترفًا به من قبل اللاعبين ذوي الصلة في عملية تجديد المصاعد القديمة.

خاتمة

تناقش هذه المقالة التشغيل الآمن للمصاعد القائمة على تقنية سحابة المصاعد من وجهة نظر بنية النظام ووظائفه. يتطلب تحقيق التشغيل الآمن للمصاعد بشكل عاجل دعم الوسائل الرقمية (مثل تقنية سحابة المصاعد). يتوافق التحقيق في مخاطر سلامة المصاعد بشكل عميق مع ظهور الصيانة التنبؤية في الصناعة. من خلال استخراج وتحليل أنواع مختلفة من بيانات المصاعد (البيانات الكهربائية، وبيانات الاهتزاز، وبيانات آلة الباب، وبيانات التعرف على الذكاء الاصطناعي، وما إلى ذلك)، سيتم تحسين دقة الصيانة التنبؤية بشكل كبير، ويمكنها أيضًا إرساء الأساس للترويج على نطاق واسع للصيانة اللاحقة عند الطلب.

الرقم المرجعي

[1] statista.com/statistics/1201896/elevators-السلالم المتحركة-operation-worldwide