Un'esplorazione delle soluzioni cloud per ascensori

Digitalizzazione per aumentare la sicurezza

di Chao Du, Hao Gao e Jian Cao

Introduzione

Questo articolo descrive soluzioni di cloud computing pertinenti per migliorare la sicurezza degli ascensori tramite la digitalizzazione. I dati di base degli ascensori ottenuti tramite il sistema cloud degli ascensori possono generare automaticamente report di funzionamento degli ascensori e utilizzare la tecnologia di analisi dei big data per verificare i pericoli per la sicurezza degli ascensori e valutare dinamicamente la salute degli ascensori, migliorando così il livello di soccorso di emergenza intelligente. Allo stesso tempo, tali soluzioni possono contribuire a uno sviluppo sano e rapido di servizi di manutenzione su richiesta, assicurazione degli ascensori e modernizzazione per gli ascensori più vecchi.

sfondo

In quanto indispensabili apparecchiature di trasporto verticale negli edifici moderni, il funzionamento sicuro degli ascensori è direttamente correlato alla sicurezza della vita e della proprietà di ogni passeggero. Pertanto, garantire il funzionamento continuo e stabile degli ascensori è fondamentale per mantenere la sicurezza pubblica e migliorare la qualità della vita. Negli ultimi anni, il numero di ascensori esistenti a livello globale ha continuato a crescere, con oltre 20 milioni di ascensori in uso in tutto il mondo.^[1] Allo stesso tempo, il numero di vecchi ascensori è aumentato rapidamente e vari potenziali rischi e pericoli nascosti continuano ad accumularsi. Tuttavia, la riparazione, la manutenzione e la modernizzazione della maggior parte degli ascensori vengono ancora eseguite nel modo tradizionale. Senza affidarsi a mezzi digitali come il cloud computing, è difficile garantire il funzionamento sicuro degli ascensori su larga scala. In questo articolo, dal punto di vista dell'Internet of Things (IoT) degli ascensori, i vostri autori introducono una soluzione cloud per ascensori dal punto di vista della struttura del sistema e della funzione del sistema per aiutare gli ascensori a funzionare in sicurezza.

Architettura di sistema della soluzione Elevator Cloud

La figura 1 mostra un diagramma dell'architettura di sistema della soluzione cloud per ascensori. Include principalmente la piattaforma cloud, la scheda madre della sala macchine, l'unità terminale dati della sala macchine (DTU), il dispositivo di raccolta e analisi delle vibrazioni del tetto della cabina, il controller della porta, la telecamera AI della cabina, il sistema di interfono, ecc. La DTU della sala macchine raccoglie i dati elettrici principali del sistema di controllo dell'ascensore tramite un bus seriale (come RS485) e converge i dati sulle vibrazioni raccolti dal dispositivo di raccolta e analisi delle vibrazioni del tetto della cabina e i dati di funzionamento e guasto della porta forniti dal controller della porta tramite bus seriali come CAN-BUS. Può anche raccogliere dati di allarme dal sistema di interfono. Allo stesso tempo, la DTU della sala macchine può ottenere dati basati su video in tempo reale che mostrano un comportamento anomalo dei passeggeri forniti dalla telecamera AI della cabina tramite mezzi di trasmissione come cavi di rete. Come unità di aggregazione ed elaborazione dei dati, il gateway della sala macchine può segnalare i dati rilevanti alla piattaforma cloud dopo l'edge computing. Quindi, la piattaforma cloud eseguirà l'analisi e l'elaborazione dei dati per formare vari moduli funzionali.

Senza affidarsi a strumenti digitali come il cloud computing, è difficile garantire il funzionamento sicuro degli ascensori su larga scala.

Funzioni di sistema della soluzione Elevator Cloud

Questo sistema utilizza la tecnologia cloud degli ascensori per ottenere la risoluzione automatica dei problemi. Il sistema:

• Utilizza appieno le tre principali fonti di dati del sistema di controllo, del sistema della macchina della porta e del sistema uomo-macchina
• Segnala automaticamente lo stato dei componenti di controllo elettronico principali tramite segnali del sistema di controllo
• Identifica automaticamente i comportamenti impropri in ascensore tramite telecamere AI
• Identifica automaticamente eventi di vibrazioni anomale che coinvolgono componenti meccanici attraverso dispositivi di raccolta e analisi delle vibrazioni

Tecnologia di generazione automatica del rapporto di funzionamento dell'ascensore

Grazie a tecnologie quali l'IoT degli ascensori, l'analisi dei big data e il cloud computing, i dati dei report possono essere raccolti e archiviati automaticamente, producendo a loro volta automaticamente report periodici sul funzionamento degli ascensori giornalieri, settimanali e mensili.

1. Rapporto Giornaliero. Basata sulla tecnologia digital twin, la piattaforma cloud per ascensori può rilevare pericoli e problemi di sicurezza e inviare allarmi. Eventi chiave, guasti e allarmi possono essere visualizzati in modo intuitivo, come mostrato nella Figura 2. Report dettagliati possono valutare il funzionamento dell'ascensore e lo stato di gestione del giorno. I report giornalieri possono essere classificati in categorie tra cui apparecchiature, ambiente, personale, guasti, allarmi di blocco o arresto dell'ascensore, statistiche operative e misure preventive adottate. Utilizzando la categoria "apparecchiatura" come esempio, è possibile trasmettere le prestazioni dell'armadio di controllo, del motore di azionamento, del freno, della porta, del circuito di sicurezza, del sistema di comunicazione dell'ascensore, del dispositivo di arresto e livellamento dell'ascensore, ecc. Utilizzando la categoria "guasto" come esempio, è possibile presentare risultati di controllo quali codice di guasto, causa del guasto, soluzione, suggerimenti per la manutenzione, ecc.
2. Report settimanali e mensili. Il funzionamento statistico degli ascensori questa settimana e questo mese è visualizzato in modo intuitivo sotto forma di grafici, come mostrato nella Figura 3. Il report dettagliato può contare il funzionamento e la gestione degli ascensori per la settimana corrente e per il mese corrente. Il report può essere classificato in base ai requisiti dell'utente, tra cui statistiche di funzionamento, guasti, allarmi bloccati o bloccati, apparecchiature, personale, gestione, rettifica e verifica dei rischi per la sicurezza e pericoli nascosti la settimana precedente, rischio di sicurezza maggiore e pericoli nascosti e rettifica la settimana corrente, valutazione della gestione della sicurezza la settimana corrente e priorità di lavoro per la settimana successiva. Utilizzando le statistiche operative come esempio, può riflettere se la vibrazione supera lo standard, i tempi operativi cumulativi, i tempi di piegatura cumulativi del cavo metallico, i tempi di apertura e chiusura cumulativi delle porte, la durata dell'interruzione di corrente, la durata della manutenzione, i tempi di allarme per assistenza, ecc. Utilizzando la categoria "allarme bloccato" o "arresto" come esempio, può riflettere il tempo degli allarmi bloccati o arrestati, la causa di intrappolamenti o arresti difettosi dell'ascensore (se si verifica un guasto, possono essere presentati il ​​codice di guasto, la causa del guasto, la soluzione, il suggerimento di manutenzione, ecc.), la durata degli intrappolamenti o degli arresti difettosi dell'ascensore e l'elaborazione dell'ora di fine, ecc.

Tecnologia di analisi dei Big Data per la risoluzione dei rischi per la sicurezza

Il cloud degli ascensori appartiene all'IoT. Ha le caratteristiche tipiche dell'IoT, ovvero il tasso di crescita dei dati del funzionamento delle apparecchiature è molto rapido e anche i requisiti di concorrenza sono elevati. Ad esempio, un singolo ascensore aggiunge 3,000 pezzi di dati di registro 3,000 volte al giorno. Se 200,000 ascensori hanno 600 milioni di pezzi di dati di registro al giorno, ciò significa 216 miliardi di pezzi di dati di registro all'anno. La capacità massima di un singolo pezzo di dati è di 0.0468 kilobyte e l'output giornaliero è di quasi 30 G kilobyte di dati di registro. L'output annuale è di oltre 10 terabyte di dati di registro. Pertanto, è necessario utilizzare un sistema di big data per analizzare e calcolare una quantità di dati così grande. Considerando le caratteristiche del settore degli ascensori, abbiamo scelto l'attuale soluzione mainstream Hadoop+Hive+Hbase come nostra soluzione di big data. Questa soluzione utilizza i componenti open source dell'ecosistema di big data per creare una piattaforma di big data. Il vantaggio di questa soluzione è che fa parte della comunità attiva e open source. È anche flessibile, prestandosi a un approccio fai da te. Con il supporto della piattaforma big data, possiamo realizzare funzioni innovative come analisi di flusso in tempo reale, data mining, raccomandazioni personalizzate e apprendimento automatico, oltre alle funzioni tradizionali che forniscono più valore ai clienti. Queste funzioni includono:

1. Dati elettrici principali del sistema di controllo. Raccogli dati operativi in ​​tempo reale, dati di guasto, dati di evento, statistiche operative, ecc., tramite terminali di monitoraggio. L'analisi della piattaforma cloud aiuta a migliorare l'accuratezza dell'ispezione dei pericoli per la sicurezza degli ascensori e valuta dinamicamente lo stato di salute degli ascensori.
2. Dati sulle vibrazioni. Un dispositivo di raccolta e analisi delle vibrazioni del tetto dell'auto raccoglie i dati sulle vibrazioni dell'auto e li collega al sistema di controllo, rendendo il sensore delle vibrazioni una parte importante del sistema dell'ascensore. L'analisi dei dati sulle vibrazioni adotta la modalità complementare di elaborazione locale + elaborazione cloud.

Calcolo locale

Per evidenti vibrazioni anomale, il dispositivo di raccolta e analisi delle vibrazioni del tetto dell'auto può calcolare direttamente il codice di pericolo per la sicurezza a livello locale e segnalarlo al personale di manutenzione tramite SMS o una finestra pop-up dell'applicazione (app). I pericoli per la sicurezza che possono essere segnalati attivamente includono atterraggio di emergenza, arresto di emergenza, avvio scivoloso, vibrazioni locali anomale (rotaia di guida irregolare, ruota di trazione fuori dal cerchio, forza irregolare sulla fune metallica) e vibrazioni continue anomale (funzionamento del freno, anomalia del pattino di guida).

Cloud Computing

I dati sulle vibrazioni raccolti dal dispositivo di raccolta e analisi delle vibrazioni del tetto della cabina possono essere caricati su richiesta o regolarmente tramite la DTU della sala macchine. Una volta caricati i dati sulle vibrazioni sul cloud, inizierà il cloud computing. Quando viene rilevata una situazione di superamento dello standard, l'app cloud dell'ascensore può visualizzare la situazione di superamento dello standard e inviare SMS e richieste di allarme nella finestra pop-up dell'app al personale addetto alla manutenzione.

Dati della macchina della porta

La segnalazione dei dati di guasto della macchina porta può localizzare con maggiore accuratezza i problemi del sistema porta. Sulla base del codice di guasto intrinseco del sistema di controllo originale, viene aggiunto il codice di guasto del sistema macchina porta e il personale addetto alla manutenzione può essere informato immediatamente quando il sistema porta è anomalo.

Dati di riconoscimento AI

La telecamera AI può essere espansa per realizzare funzioni come il riconoscimento di scooter elettrici, il blocco porte a lungo termine, il conteggio dei passeggeri, l'interfono audio e video, ecc. Quando si verificano comportamenti anomali come l'ingresso di scooter elettrici nell'ascensore o il blocco porte a lungo termine, la telecamera AI può attivare allarmi acustici e visivi e inviare tempestivamente le informazioni alla proprietà o al personale di manutenzione.

Manutenzione del servizio su richiesta

Utilizzando appieno la tecnologia di analisi dei big data basata sull'intelligenza artificiale per la risoluzione dei problemi relativi ai pericoli per la sicurezza, il personale addetto alla manutenzione viene informato in modo proattivo sui pericoli per la sicurezza negli ascensori e può ottenere una manutenzione su richiesta. Allo stesso tempo, con la funzione di manutenzione digitale fornita dalla piattaforma cloud, è possibile ottenere una gestione senza carta del processo di manutenzione e dei contratti di manutenzione. Gli utenti addetti alla manutenzione possono sviluppare piani di manutenzione mirati in base alle condizioni operative monitorate dell'ascensore e tracciare il processo. L'app cloud per ascensori può essere utilizzata per aggiungere piani di manutenzione, individuare posizioni geografiche, controllare gli elementi di manutenzione, caricare immagini, testo e registrazioni ed eseguire altre operazioni per migliorare l'efficienza della manutenzione.

Assicurazione per ascensori di servizio

Sfruttando appieno la tecnologia di analisi dei big data per la risoluzione dei problemi relativi alla sicurezza, la piattaforma cloud per ascensori può generare statistiche sul tasso di intrappolamento per guasto e sul tasso di arresto per guasto, e può anche riassumere il tempo di arresto per guasto, il tempo di risposta al soccorso, il tempo di soccorso e altri dati per generare report statistici.

Gli istituti assicurativi possono valutare dinamicamente i premi assicurativi per gli ascensori sulla base di report statistici generati dalla piattaforma cloud.

La piattaforma cloud per ascensori può anche gestire la gestione dei pezzi di ricambio. Quando l'assicurazione per ascensori copre la necessità di sostituzione dei pezzi, questa funzione può fornire agli istituti assicurativi la garanzia della qualità dei pezzi.

Servizio di Ristrutturazione di Vecchi Ascensori

I dati elettrici principali del sistema di controllo dell'ascensore, i dati sulle vibrazioni, i dati della macchina della porta, i dati di riconoscimento AI e altri dati importanti, generati automaticamente dal report operativo dell'ascensore dopo essere stati ottenuti tramite la tecnologia cloud dell'ascensore, possono fornire una base di dati per la ristrutturazione di vecchi ascensori. Tali report possono essere presi in considerazione per l'approvazione e la certificazione da parte di istituzioni competenti con tecnologia di giudizio affidabile blockchain, rendendo il report più autorevole e riconosciuto dagli attori competenti nel processo di ristrutturazione di vecchi ascensori.

Conclusione

Questo articolo discute il funzionamento sicuro degli ascensori basato sulla tecnologia cloud degli ascensori dal punto di vista dell'architettura e delle funzioni del sistema. Per ottenere un funzionamento sicuro degli ascensori è urgente il supporto di mezzi digitali (come la tecnologia cloud degli ascensori). L'indagine sui pericoli per la sicurezza degli ascensori è profondamente coerente con l'emergere della manutenzione predittiva nel settore. Estraendo e analizzando approfonditamente vari tipi di dati degli ascensori (dati elettrici, dati sulle vibrazioni, dati sulle macchine delle porte, dati di riconoscimento AI, ecc.), l'accuratezza della manutenzione predittiva sarà notevolmente migliorata e può anche gettare le basi per la promozione su larga scala della successiva manutenzione su richiesta.

Referenze

[1] statista.com/statistics/1201896/elevators-escalators-function-worldwide