在改造电梯中实施M2M和云服务的优势

该论文发表于  2014 年巴黎国际垂直运输技术大会，并首次发表在 IAEE 书中 电梯技术20，由 A. Lustig 编辑。 经国际电梯工程师协会许可转载  （网站： www.elevcon.com)。本文为准确重印，未经 ELEVATOR WORLD 编辑。

摘要

M2M（机器对机器）和云平台的最新发展正在改变机器以高效和具有成本效益的方式相互通信和集成的方式。 这些功能刚刚开始进入电梯市场，可以带来显着的好处，特别是对于欧洲和北美数以百万计的旧电梯，这些电梯必须进行改造以符合强制性安全和无障碍法规。 本文概述了新的互联电梯应用，这些应用能够将任何电梯变成智能电梯，为电梯公司、物业经理和乘客提供附加值。

1。 简介

欧洲、北美和世界其他地区的数百万部电梯需要升级和改造，以满足强制性法规和实际适用性。

过去，人们认为这些类型的升级既昂贵又费力。

但是，今天的情况有所不同。

我们生活在一个新世界，新技术正在彻底改变过去的做法。

例如，我们中的许多人都随身携带智能手机。 这些相对较新的设备极大地影响了我们每天与世界交流和联系的方式。

同样，我们中的一些人甚至生活在智能家居中，其中的技术旨在节约能源、带来便利、提供舒适和安全。

随着过去几年技术的所有变化，电梯世界也发生了巨大变化，这一点应该不会让人感到惊讶。

新的机器对机器 (M2M) 应用技术正在对我们利用创新使旧电梯符合现代世界需求的方式产生重大影响。

2. M2M & 云

尽管将设备和机器连接到互联网并不是一个新概念，但它仍处于早期阶段。从便携式和无线销售点终端，到远程监控的智能温度计，再到通过智能手机应用程序操作的智能家居，数亿台设备和服务正越来越多地实现连接和控制。

M2M（机器对机器）、IoT（物联网）和“Thingernet”都用于描述以自动化方式传输信息的通信和服务技术，在连接的设备和各种应用程序之间很少或没有人为交互。 M2M 的主要用途与监视和控制有关。 早期的应用基于模拟电话线，但移动网络的日益普及将连接性转变为无线方式。

消费者和企业都受益于 M2M 功能。M2M 技术现在正引领企业走向更有效、更高效的服务和运营模式。消费者（或“最终用户”）正在家中、车内和办公室享受新应用，以获得更好的安全性、更舒适度和更好的生活质量。

连接设备的数量一直在以非常快的速度增长。 据估计，未来十年全球 M2M 连接将增加 2.5 倍或更多，到 2023 年将超过 100 亿台设备，而 2013 年仅超过 XNUMX 亿台。

与M2M连接设备相关的收入预计在同一时期也将大幅增长，到2020年将超过50亿美元甚至100亿美元，使M2M成为全球复合年增长率最高的行业之一。考虑到网络和移动公司的平均用户收入（ARPU，即每用户或每台设备每月收入）预计将在2020年下降至每台设备每月2美元，这一增长就显得更加引人注目。尽管ARPU较低，但庞大的设备数量对于移动网络运营商而言仍然是一个重要的增长因素，因为其传统的语音和数据市场正日益饱和。

这个不断增长的细分市场的另一个重要因素是云服务与连接 M2M 设备的广泛使用。

云计算概念是由大量分布式计算机通过实时通信网络连接而成的。 这样，程序或应用程序运行在多个虚拟硬件系统上，由软件模拟。 云服务可以根据流量和使用情况实时轻松扩展或缩减，而不会影响最终用户体验或整体服务质量。

与以前为每个应用程序使用专用服务器的概念相比，云服务的基础设施和开发成本显着降低。 资源有限的中小型组织可以使用（或向其客户提供）解决方案，而这些解决方案不久前还仅限于企业和更大的组织。 这个机会使云平台提供商能够开发用于管理 M2M 设备的增强型垂直应用程序和服务管理解决方案； 与全球 M2M 机会相比，这些仍然相对较小。

云服务和技术不再被视为不安全或不可靠。 此外，许多关键任务企业应用程序，包括后端、零售解决方案实用程序等，目前都在云中，或将在未来几年内迁移到云中。 对于大多数电梯企业而言，情况并非如此。

3. 为什么要改装电梯

欧洲和北美的大量电梯正在老化，每天仍在使用超过 1 亿次。 据估计，欧洲超过 40% 的电梯至少已有 20 年的历史，新的法规需要做出改变，以使它们更安全，更便于残障人士使用。 未来几年将进行数以百万计的改造和现代化设施。

现代化是一个旨在使现有电梯更加可靠、安全、高效和使用愉快的过程。 升级可以让电梯和乘客上下移动，而无需更换完整的系统。 与较小规模的控制器/面板/机舱和其他子系统改造相比，完全现代化过程的相关成本也存在很大差异。 数以千计的业主和电梯公司每天都在寻找性能和成本的正确平衡，以进行修改和改造工作。   

3.1. M2M 的巨大机遇

上述新M2M和云能力的结合，以及日益严格的法规实施，为新服务在现有电梯升级中发挥重要作用提供了重要机会。 例如，欧洲指令 EN81-28 规定所有电梯运营商和制造商都应提供紧急呼叫和诊断系统。

为了实施这些需要语音和数据连接的系统，有各种技术和基础设施选项。 大型写字楼可能配备基于电缆或其他方式的固定网络通信。 然而，蜂窝通信可以满足法律要求，同时显着降低与安装和通信费用相关的成本。

一些电梯制造商在相对较新的新安装中，通过专用的硬件和软件服务提供远程监控。 然而，对于仍然占据大部分市场的旧控制器来说，这往往是一项更具挑战性的任务。  

4. 智能电梯概念

在本文中，智能电梯解决方案 (“SES”) 一词将用于描述能够为现有电梯提供 M2M 和其他高级功能的系统。 SES 系统的一些主要特点是：

• 使用电信模块不断与外界连接的电梯
• 来自 SES 的数据和信息存储在云服务中，允许对服务公司、建筑业主甚至最终用户进行远程安全访问。 由于电梯公司不需要托管基础设施，即使是最小的公司也可以运营并提供这项服务
• 实时使用微控制器、软件和高级输入/输出来检测任何问题或故障
• 向云端发送紧急警告和警报
• 允许远程自动软件更新和配置更改
• 能够通过简单的 API 连接和集成各种 3rd 方服务，以扩展电梯生态系统。

SES 系统可以安装在任何电梯中，无论控制和类型如何。 用 SES 系统替换电梯 COP，或将 SES 系统作为附加模块安装在电梯控制器附近可能是无需经过大量认证过程即可集成新功能的最简单方法。

具有 SES 和 M2M 功能的电梯降低了服务公司和业主的维护成本，技术警报信息可提高服务例行程序和紧急呼叫系统的性能。 结合集成的捆绑通信包和合同，现在可以使用极具成本效益的解决方案。

5. 新的智能应用

在本节中，将描述各种应用程序和用例，以概述 SES 系统的可能性和优势。

5.1. 预防性维护和改进支持

电梯月租服务合同的平均费用一直在稳步下降，这是业内众所周知的事实。 这可能会威胁到小型和大型服务公司的业务，这些公司需要派遣现场服务技术人员到现场解决问题并承担相关费用。

有效的预防性维护策略和方法应该是每个提供电梯服务的公司的目标。 理想的解决方案是在事情发生之前和之后及时提供警报。

为了实现这一点，24/7 全天候运行的各种算法和监控程序应该寻找运行参数中的故障或异常行为。

可以在 SES 内记录和分析此信息，并将其发送到远程云服务器。 需要时，系统可以向服务公司和/或建筑物所有者发送通知，并在需要时派遣技术人员。

使用 Web 应用程序，客户仪表板为服务公司和建筑业主提供有价值的数据，包括性能摘要和维护历史。

积累信息和“大数据”非常有用，因为这些信息可以积累信息和“大数据”非常有用，因为这些信息可以构建具有相似特征的建筑物。

大数据可以提供设备类型分析。 例如，如果我们知道某个电机的 MTBF 是 X 小时，我们可以根据跟踪骑行来测量实际使用情况，并可以预测尚未需要更换该部件。

尽管电梯由许多组件构成，但很少有昂贵的并且需要长时间安装。 与当前通常检测到问题时已经太晚的情况相比，使用传感器和可靠的 M2M 报告机制识别这些组件中的潜在问题可以节省大量金钱和时间。

预防性维护可以提高业主和乘客的满意度； 对服务公司的更少呼叫以及潜在的故障更少，转化为服务合同到​​期时更换服务公司的动机减少。

5.2. 为现场技术人员提供远程支持和更好的信息

SES 系统可以推荐正确的备件：如果链接到电梯制造商系统，相关技术人员可以收到建议备件列表的通知，并以更有效的方式响应呼叫

当技术人员执行服务呼叫时，链接到内容解决方案的 SES 系统可以提供图纸、视频和其他培训和支持元素，可以帮助以更快的方式解决问题。 如果需要，该系统甚至可以配置为将呼叫升级到服务组织内的专业技术人员。

所有这些功能都可以在电梯的 SES 显示器（如果存在）或技术人员的移动/平板电脑应用程序上轻松实现。

5.3. 电梯的动态修改

现有的电梯，或组或电梯，不需要依赖于首次安装电梯时定义的静态参数。 SES 系统可以通过创建从电梯 COP 到控制器的虚拟调用，根据特殊需求修改电梯的行为。

例如，在组控制器内，通常服务于 4-21 层的 30 号车厢可以远程（通过安全网络访问）更改为服务于 10-25 层。 如果 SES 流量分析机制定义了短期更改，或者如果物业经理由于建筑物中的特殊情况（VIP 服务、派对等）定义了此类场景，则可能会发生这种情况。

5.4. 连接到楼宇自动化系统的安全和访问控制

全世界对安全的需求都在增加。 在电梯中，使用闭路电视安全摄像头和访问控制系统，以便为乘客提供限制访问和更好、更安全的环境。 在较旧的电梯中，此类系统的集成成本高昂且需要复杂的安装。

SES 系统从一开始就集成了这些类型的功能，或者可以在安装后轻松添加它们。 办公/政府大楼的楼宇门禁控制可以链接到服务于 SES 系统的云平台，并为电梯轿厢提供快速且经济高效的安全解决方案。 如果使用摄像机，它可以提供识别和其他高级功能，这将确保只有经过授权的人才能使用电梯。

可以提供另一个名为“电梯保姆”的用例：您可以在没有成人实际存在的情况下“驾驶”您的孩子在电梯中，通过远程呼叫和调度电梯，同时打开视频/语音频道并监督他/她直到他/她离开电梯。

5.5. 实时和商业信息

LCD 和网络的日益普及使有用的信息能够呈现给电梯乘客。 各种服务已经存在，但在大多数情况下，它们与电梯参数和乘坐模式没有直接联系。

建筑业主或物业经理可以使用 SES 屏幕和内容生成云服务作为租户的“广告牌”。 该解决方案使用较少的纸张，并且被使用电梯的租户和乘客很好地查看。 但这只是开始。

SES 系统可以根据电梯目的地提供相关的重点信息，同时考虑使用模式、预计到达时间和楼层特定信息。 这可以通过使用 SES 云中的专用服务实时提供外部内容来实现。

未来的应用可能会提供额外的优势，扩展电梯/建筑生态系统。 例如，停车系统、安全支付模块和外部身份验证系统可以与 SES 系统集成，让乘客可以使用手机支付停车费。  

5.6. 更好的安全和紧急情况

SES 系统可以自动识别紧急情况。 在这种情况下，可能处于压力之下的乘客不需要执行任何操作。 SES 将立即检测到这种情况，并将使用其 M2M 能力打开通往服务中心的双向通信通道。

其他功能可以帮助老年人和使用轮椅的人。 在住宅建筑中，SES 可以轻松配置增加某些楼层的开门时间。 更高级的功能可以使用摄像头检测坠落的人，与个人警报系统通信，并提供与救援中心的 24/7 自动连接。

5.7. 节能

对一些电梯制造商而言，制造更环保、更节能的系统是一项挑战。 连接到云服务的 SES 系统可以分析使用情况并帮助降低功耗并消除不必要的电梯乘坐。 SES 系统连接到建筑物的门禁控制系统并根据乘坐模式进行调整，可以发起虚拟呼叫并相应地修改电梯轿厢位置。 SES 系统还可以与乘客进行通信，帮助他们避免乘坐到空楼层（即下班后或周末在办公楼内）。

如上所述，设计维护和预防性维护模型还可以消除不必要的技术人员访问现场，从而减少燃料消耗和空气污染。

5.8. 如果将 M2M 用于语音和数据，可降低通信成本

如上所述，ARPU 费用正在下降，并将在未来几年继续下降

在某些国家/地区，为紧急电话使用维护模拟 PSTN 线路的费用往往高达每月 30 美元。 在一些国家，用于电梯的模拟 PSTN 线路很快将无法使用，因为电信公司无法负担得起。 另一方面，移动运营商提供的 M2M 套餐可以低至 2 美元甚至更低，这对建筑物来说是显着的成本降低。 除了提供满足紧急电话规定的连接之外，M2M 还提供服务器连接，这对于 PSTN 来说很麻烦。

6. 用例

本节介绍 SES 系统如何使用上述应用程序集改善最终用户（租户/乘客）和电梯公司的日常生活。

让我们以 Dana Smith 为例。 她住在一座大城市的 25 层住宅楼内。 她的公寓位于 173 楼#17。

她大楼里的电梯是 1985 年安装的，但最近安装了一个 SES 系统，并由提供电梯服务的公司 Up-Elevators 连接。

达纳的社区停车位有限，因此，大楼内的第二部电梯用于应要求将汽车送至租户处。达纳的公寓内设有一个家庭自动化网关，负责智能家居应用（控制电器、家庭影院、安防等）。

得到 Home

现在是 18:00。 达娜刚从街上进入大楼。 她从超市提着 3 个袋子，渴望回到她漂亮的公寓。 电梯中的 SES 通过蓝牙识别 Dana 的电话，一旦电梯门打开并且 Dana 进入机舱，它就会自动为她生成 17 层呼叫（基于预定义的脚本）。

当电梯开始上升时，SES 系统通过其内部 M2M 模块与 Dana 的家庭自动化网关进行互联网通信。SES 系统通知家庭自动化网关运行“回家”场景，打开灯、空调，并在 Dana 的家庭接收器上播放她最喜欢的音乐。

达娜现在进入她的公寓时感觉好多了。

出去

现在是早上 7 点 45 分，Dana 正在上班的路上。 她正在使用预定义的脚本从她的公寓呼叫电梯； SES 系统接到她的电话，15 秒后她收到一条消息，电梯很快就会到达她的楼层。 达娜有时间锁门进入电梯。 进入机舱后，电梯中的 SES 会识别 Dana 并与位于停车电梯中的第二个 SES 进行通信。 Dana 刚到停车场，汽车电梯就将她的车送到了正确的地方。

技术通知

经验丰富的 Up-Elevators 技术员 John Green 刚刚吃完午饭。

连接到电梯门传感器的 SES 系统检测到其中一个门机构存在潜在问题。 SES 系统将这个问题通知服务器，并且由于 John 是离建筑物最近的技术人员，他的手机上的弹出通知将他派往现场。 当他到达时，他已经知道要带什么零件，并且能够在几分钟内检测并解决问题。

7. 整个链条的好处

总而言之，在改造传统电梯系统时，M2M 和云服务的实施在链条的每个级别都提供了广泛的好处。 执行升级的电梯公司能够以与过去市场要求相比的一小部分成本进行改造和添加新功能。 M2M 组件和基于云的技术的价格比以往任何时候都更合理，一旦安装，它们可以通过改善物流、提高效率和更好地控制运营来帮助公司降低开支。

物业经理和业主还可以享受新技术带来的成本降低以及与租户更有效的沟通。 SES 系统甚至可以实现新的收入流，这将在即将发表的论文中进行更详细的介绍。

乘客在使用新的升级设备时肯定会喜欢用户体验。 除了为残疾人提供更好的安全性和支持外，电梯舱将变得更加受欢迎，因为它是一个提供参与和便利的场所，以满足他们的生活方式和使用模式。

8。 结论

M2M 和云服务代表了当今时代推动业务增长的一些世界上最有前途的技术。 这些技术将继续存在，并将继续为包括电梯在内的各个行业带来巨大利益。

现在正是在电梯领域实施这些技术的时候了，那里的强制性法规和数以百万计的老化装置已经产生了对行业变革的迫切需求。

我们开始看到智能电梯系统价格实惠、易于实施、易于使用、安全可靠。 结合最新的电信方法和应用，旧的、传统的电梯可以“跨越”进入现代时代，并转变为更智能的系统，与我们互动并将我们提升到新的高度。