电梯安全监管大数据平台建设方案

电梯安全监管大数据平台
建设方案
目录
1. 引言 (3)
2. 项目建设背景 (4)
2.1 项目背景 (4)
2.2 项目建设的必要性 (6)
3. 需求分析 (8)
3.1 总体需求 (8)
3.2 性能需求 (11)
4. 平台总体架构 (15)
4.1 平台总体功能框架 (17)
4.2 电梯大数据架构 (19)
4.3总体目标与分期目标 (22)
5. 项目方案 (25)
5.1 技术总体架构 (25)
5.2 应用软件技术框架 (28)
5.3 电梯物联网终端设计方案 (36)
5.4 网络系统设计方案 (40)
5.5 数据处理和存储系统设计 (41)
6. 项目投资估算与资金来源 (50)
6.1 项目总投资估算 (50)
6.2 项目建设投资预算表 (50)
6.3 项目资金来源 (60)
7. 项目建设与运营模式 (60)
8. 项目实施计划 (62)
9. 项目效益分析 (62)
9.1 社会效益分析 (62)
9.2 经济效益分析 (62)
10. 结论与建议 (63)
10.1 主要结论 (63)
10.2 主要建议 (64)
1.引言
截止至2016年底，**市电梯保有量已达20,1461台，较2015年同期增长17019台；平均增长量保持在10%以上。

目前住宅电梯占全市电梯总量的49%，9.8万台住宅电梯中，使用年限10
年以上的2.7万台，13年以上的10469台，15年以上的5222台。

除了电梯以外，其他种类的电梯数量众多，电梯的分布呈现数量多、种类齐、分布广等特点，电梯的安全及监管是政府主管部门解决民生问题、社会热点问题的重要工作。

以电梯设备为例，由于电梯数量猛增、电梯设备的老化及使用、管理、维护不到位等方面的原因，电梯故障也在逐年增加。

利用传统的监管模式很难对电梯实施有效监管，不能及时有效的处理电梯故障，直接影响乘客生命安全。

与此形成鲜明对比的是，电梯监察人员的数量严重不足，现有的监管方法有限，面对突发电梯事故的处理措施不够得当，面对媒体和公众的质疑，不能提供有效的数据支撑。

同时，电梯的管理与使用涉及到多方面的因素，如监管部门、电梯维保单位、电梯使用单位、物业管理单位、业务委员会、街道办、居委会等多个缓解，传统的监管方式与手段，难以统筹电梯安全管理的各个环节，难以有效解决电梯公共安全难题。

所有上述因素都给电梯的安全及监管带来很大的困难和挑战。

因此，借助物联网、互联网、大数据等新兴技术手段，建设“电梯安全监管大数据平台”，借助商业智能BI技术对电梯各业
务工作平台的数据进行提取、转换、清晰和呈现，使用易于领导和管理人员直观理解的表格和图表等表达方式展现数据有用价值，辅助决策和执法检查。

2.项目建设背景
2.1 项目背景
电梯的安全及监管是政府主管部门解决民生问题、社会热点问题的重要工作，电梯安全监管大数据平台的建设是电梯安全管理战略发展的需要。

本着“高起点、高标准、高质量”的建设理念，结合市电梯现状及安全监察管理的需求，运用云计算、物联网、大数据和移动互联网等新兴信息技术，创新性的打造省市电梯安全监管大数据平台。

平台的建设将强化针对电梯的监管、检验、预测和预警的能力；建设电梯安全监管大数据平台整合全市各区县的电梯检验、监管、预测和预警等业务。

通过物联网信息采集和大数据分析将实现电梯隐患的提前预警，极大的降低了事故发生率。

2.1.1全国的电梯安全形势总体不容乐观
国家质检总局《关于2013年全国电梯安全状况情况的通报》显示，2013年，全国发生电梯事故227起、死亡289人、受伤274人。

按照设备类别划分，锅炉事故26起，压力容器事故34
起（含气瓶事故16起），压力管道事故9起，电梯事故70起，
起重机械事故61起，场（厂）内机动车辆事故18起，大型游乐设施事故9起。

其中，电梯和起重机械事故所占比重较大，事故数量分别占30.83%、26.87％，死亡人数分别占19.72%、29.07%。

按发生环节划分，发生在使用环节184起，占81.06%；安装装
卸环节23起，占10.13%；维修检修环节10起，占4.41%；充装运输环节8起，占3.52%；其它2起，占0.88%。

电梯事故频发的主要原因在于：
一是电梯使用者缺乏主体意识，不遵守相关法律法规，安全意识淡薄，存在管理漏洞；
二是开发商和使用单位节约成本，降低了设备安全性能；
三是老旧电梯安全管理、维护保养经费不足；
四是物业与业主等经济矛盾影响设备维护；
五是维保单位敷衍了事现象比较严重。

加强电梯的安全管理，除了质监、安监部门加大监管整治力度外，还需从技术手段、监管方式、管理体系等方面进行创新。

3.1.2电梯监管面临着巨大挑战
电梯数量众多。

省市的电梯分布呈现出电梯种类及数量繁多，八大类齐全（锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆）、分布广等特点，尤其是电梯数量飞跃式增长。

维保质量参差不齐。

以电梯为例，各维保企业规模、经营状况、维保技术和质量参差不齐，无序恶性竞争的现象依然存在，无法保证电梯维保的品质。

监管任务较为繁重。

电梯监察工作人员人均任务繁重，监察、检验力量不足的矛盾日益突显，安全监管存在盲区。

监管手段较为传统。

当前主要通过查看文件记录、现场抽查、目测等传统方式进行监管。

维保企业和使用单位基于利益考虑，较少如实主动报告电梯安全情况，导致监管部门掌握情况不全、信息不对称，监察工作较为被动。

故障管理依靠人力。

当前主要依靠受困人员、视频监控人员、保安等人员发现电梯故障，如果遇到停电，则需要专业的维保人员到现场确认，导致部分故障无法得到及时确认。

2.2 项目建设的必要性
2.2.1加强电梯的监管，保障电梯安全生产的要求
深化行政许可改革，加强事中事后监管，稳步推进检验改革，深化电梯监管改革。

开展电梯生产使用单位、基层安全监察机构、“平安电梯”安全管理示范区等三个示范创建活动，全面推进检验检测机构“两规范、两强化”。

2.2.2对电梯实现实时监控，提高电梯安全生产的监控水平
实时掌握电梯的实际运行情况，特别是同群众关系最为紧密的电梯设备，有效监控设备的运行状况是关系到人民群众的大事，建立电梯设备物联网监控系统极有必要。

2.2.3创新监管手段和提升效能的需要
电梯运行安全监测物联网能够动态反应全区范围内电梯安
全状态信息和电梯维保、检验等业务工作状态，数据清、情况明，成为强化事中、事后监管的有力抓手，也为实施分类监管创造了条件。

同时，通过向社会发布电梯安全状况等信息，发挥社会监督和市场优胜劣汰的机制，以市场无形之手倒逼物业、维保等单位主体责任的落实，促进了安全监管模式的创新，推动了多部门综合监管机制的形成。

通过建设电梯安全监管大数据平台及电梯物联网，从事前预防、事中处理到事后取证提供全程的信息化支撑。

有效缓解人力不足，提升监管信息化水平，扩大安全监管覆盖面，提高监管工作效能。

3.需求分析
3.1 总体需求
实现全市范围内电梯的信息统一监管，准确的对电梯进行数据采集，实现全市联网和全市电梯数据的共享和兼容，并统一使用同一套监管业务系统软件，以满足全市电梯检验研究中心和相关监管部门对现有电梯统一监管。

电梯安全监管平台主要包括：电梯智能决策分析大数据平台、电梯监察业务管理系统、电梯检验业务管理系统、电梯电梯应急救援管理系统、电梯电梯物联网管理系统、数据交换接口管理系统、电梯使用单位管理系统、电梯维保单位服务管理系统等业务系统和平台，电梯移动监管移动APP。

通过综合分析电梯基础数据、质监监管数据、检验业务数据、业主数据、维保数据等等电梯的大数据，为领导提供电梯的统计分析数据，获得综合的预警和决策建议，实现大数据的综合应用。

通过大数据平台实现综合业务接口汇接的包括两个核心功能：电梯的综合数据接口、电梯的数据接口规范，通过数据接口实现各个业务系统以及未来新业务系统的数据汇接和共享；通过数据接口规范实现各个业务系统之间的数据无缝汇接，真正实现数据的融合和共享。

通过平台的信息输出端针对检验单位、监管单位、维保单位、使用单位以及人民群众等用户，根据各个用户不同的权限免费开
放和使用电梯的不同的信息以及信息服务；通过该平台实现监管部门通过业务管理平台对维保人员信息全方位监控。

使维保人员通过该系统可实时监控业务范围内的设备状态信息，可以实现与现场进行交互式沟通。

并可以使设备终端实现自动化信息采集，出现异常及时上传信息，实现设备主动预警，提高自动化程度，减少作业的强度，增加人员调用的效率。

主要包括基础档案管理、维保任务管理、维保管理、星级评定管理、通知公告管理、现场任务管理、签到管理、电子地图、系统维护等功能。

重点强化以下功能要点：
应急处置系统是电梯安全监管平台的一个业务系统，通过呼叫中心子系统、电梯基础数据、大数据云平台、决策系统和预案系统等系统功能的综合应用，结合各类专业人员构成的三级网格化的应急处置及急救网络，实现电梯应急救助处置。

通过PC终端（IE浏览器）和手机APP终端实现电梯监管业务管理。

通过PC终端（IE浏览器）和手机APP终端实现电梯检验业务管理。

通过使用单位专用的管理账号，实现使用单位各类业务的网上申报和网上办理。

通过专用的管理账号，实现各类电梯的许可业务员和收费业务的网上申报和网上办理。

通过PC终端（IE浏览器）和手机APP终端实现电梯维保
人员和维保企业综合管理、维保业务管理。

通过该平台实现监管部门通过业务管理平台对维保人员信
息全方位监控。

使维保人员通过该系统可实时监控业务范围内的设备状态信息，可以实现与现场进行交互式沟通。

并可以使设备终端实现自动化信息采集，出现异常及时上传信息，实现设备主动预警，提高自动化程度，减少作业的强度，增加人员调用的效率。

完全达到整体的提高系统操作效率，和减轻人员劳动强度。

同时系统还包括对电梯的物联网综合监控业务，该业务是一个典型的物联网平台，是一个针对电梯设备的综合监控监测系统，通过安装在电梯上的数据采集设备和传感器，能够将电梯所在楼层、轿门开关状态、载重状态、实时视频等等数据上传到大数据平台，对电梯的运行状态及故障进行实时监测，并在故障发生时实时报警。

3.2 性能需求
3.2.1 应用系统的性能需求
本项目各应用系统之间联系紧密，需要进行数据或功能的相互调用，所以应用系统的性能要求较高，可以体现在以下几方面：1．系统用户界面要求
应用系统性能应满足用户的要求，稳定、可靠、实用。

人机界面友好，输出、输入方便，图表生成美观，检索、查询简单快捷。

用户界面包括整体窗口风格、主菜单、右键菜单、工具栏、按扭、对话框、字体及其大小、页面色调等部分组成，目前系统的用户界面以windows标准为基础，界面设计要求风格统一、界面简洁、色调搭配符合行业规范。

2．系统处理能力要求
本项目需要处理各种类型的信息。

系统必须具备以下三种处理能力：数值型计算能力、文本型信息处理能力、图形图像信息处理能力。

系统需要依托高性能、高可靠性、高可用性的计算环境，建立相应的文件系统、数据库系统和业务应用系统，因此，在充分利用已有计算环境能力的同时，必须增加具备较强处理能力的计算机系统。

3.2.2 基础软件的性能需求
在系统平台性能方面，要求采用通用性好、安全可靠的操作系统以及大型数据库系统，保证系统良好的性能，满足系统数据的存储、访问等需要。

在应用支撑软件性能方面，要求应用支撑平台为业务应用系统的开发和运行提供技术支撑，并具有灵活的可扩充性和高度的
可配置管理性，尽量采用统一的软件架构和软件技术，以方面不同应用的整合和减少维护工作量。

3.2.3 硬件环境的性能需求
主机系统和存储备份方面主要需提供高可靠性、高可用性、易维护性、易管理性、高扩充性、开放性、先进性、冗余性等方面支持。

3.2.4 通信网络的性能需求
增加跟云平台、地市业务系统等相关单位组网方式需求：
✧满足网络传输可靠性的要求。

✧满足数据传输网络畅通、快捷、安全、可扩展。

✧提供可靠的线路和网络设备的保障，能支持线路和主要
交换机的冗余。

3.2.5 安全保密需求
1. 物理安全。

主要是保证项目涉及的各个系统的运行不受各种灾害或物理设备老化等因素的影响。

2. 网络安全。

主要是防止非法入侵，并对网络通信流进行有效的监控，对已知的潜在威胁进行有效的防范，保障网络的正常工作。

3. 信息访问安全。

要对数据资源访问规定不同的访问等级，不同用户只可访问经过授权的数据资源。

同时，要加强对数据资源访问的安全审计。

4. 防计算机病毒。

在系统中安装防病毒软件；对防病毒软件及时升级；对计算机使用人员进行防病毒教育和必要培训，提高对病毒的防范意识，防止计算机病毒对系统造成破坏。

4.平台总体架构
本系统在总体设计中，创新性地以信息技术为核心，云计算、物联网、大数据和移动互联技术的迅猛发展为电梯监管创新提供了良好的技术支撑环境：
（1）以技术支撑创新为基础
采用云计算技术建设平台支撑，以物联网技术采集基础运行数据，通过公共服务平台，吸引各类用户提供更多的数据，促进电梯监管水平的提高。

（2）以数据为核心促进管理手段创新
不断收集完善基础数据和设备运行数据，通过大数据分析手段挖掘数据的内含价值，提高管理公开性和管理的预先报警能力，将重大事故消灭在萌芽之中。

（3）以服务为核心
提高电梯管理的透明度，通过移动互联网技术，开发手机客户端应用根据不同权限查询电梯运行、管理、监测等多种信息，同时及时发布政府在电梯管理方面的工作状态，提高公众的社会满意度。

系统的整体结构图如下：
基于物联网和大数据技术的电梯安全监察系统运用了先进综合的信息技术，符合国家安全生产和电梯安全监察规定，可以有效实现设备安全状态、设备能效、设备检验状况、设备维保状况、操作人员资质等与电梯紧密相关的设备使用情况及从业人员的实时数据监控，从而实现设备故障预警、事故预警、事故责任追溯、事故应急救援指挥等电梯安全及生产安全责任追溯与事故处理，为电梯安全监察和安全生产提供了可靠的数据依据和有效的监控手段，可有助于降低事故率。

建成后的系统是适用于各种型号电梯及其他电梯运行安全实时监测管理的管理软件系统平台，该平台综合了云计算、无线通信技术、传感器技术、移动互联网技术和物联网技术，采用分布式架构，实时监测电梯及其他种类电梯的运行状况，通过采集数据的算法处理，实现电梯故障的综合预防、应急处理、事故取证等功能。

同时通过网络多媒体分发技术和显示终端，为电梯监管部门、管理单位和维保单位，以及业主提供了丰富的多媒体增值服务的综合管理平台，是智慧城市、平安城市在电梯行业的典型应用。

4.1 平台总体功能框架
电梯安全监管大数据平台按照行政区域和管理业务划分，主要包括区县前端子系统、业务系统，核心数据分析层，硬件支撑系统以及系统通用接口平台。

区县前端子系统包括电梯监管业务系统，监管业务终端APP,电梯检验业务系统，特种业务终端APP，应急处置呼叫中心系统，应急终端报警子系统，应急处理辅助子系统，维保数据服务系统，维保数据终端APP。

业务系统包括各个区县的监管业务系统，检验业务系统，应急处置系统，维保业务系统。

核心数据分析层包括数据库和数据综合管理平台；硬件支撑系统包括服务器、存储、网络等硬件设备，数据库、操作系统等软件平台。

省市电梯安全监管大数据平台业务功能架构如下图所示:
电梯安全监管大数据云平台由电梯智能决策分析平台、电梯监察业务管理系统、电梯检验业务管理系统、电梯电梯应急救援管理系统、电梯电梯物联网管理系统、数据交换接口管理系统、电梯使用单位管
理系统、电梯维保单位服务管理系统构成。

平台不仅实现对大数据平台的实时监控，而且还实现标准的业务系统和相关服务。

4.2 电梯大数据架构
本平台所采用的电梯大数据技术架构共有五个部分，如下图所示，分别为数据采集层、数据存储与集成层、数据建模层、数据处理层、数据交互应用层。

（1）数据采集。

以电梯传感器为主要采集工具，结合RFID、二维码、监测终端、人机交互、智能终端等手段采集制造领域多源、异构数据信息，并通过互联网或现场总线等技术实现源数据的实时准确传输。

首次采集获得的源数据是多维异构的，为避免噪音或干扰项给后期分析带来困难，须执行同构化预处理，包括数据清洗、数据交换和数据归约。

（2）数据存储与集成。

包括分布式存储技术、元数据技术、标识技术、数据集成技术。

存储技术主要采用大数据分布式云存储的技术，将预处理后的数据有效存储在性能和容量都能线性扩展的分布式数据库中；元数据技术包括对设备信息、设备状态、设备业务数据等进行定义和规范化；标识技术包括分配与注册、编码分发与测试管理、存储与编码规范、解析机制等；数据集成技术，主要指面向电梯数据的集成，包括业务数据、设备运行数据、设备监控数据与系统操作数据、实时反馈数据、产品检验检测数据等等集成与贯通。

通过数据集成技术，不仅要做到数据的采集、清洗、转换、读取，更要做到数据写入控制（即对设备装备通过数据进行远程操作）。

（3）数据建模。

包括对电梯物联数据、生产经营过程数据、外部互联网相关数据的建模方法和技术。

对无法基于传统建模方法建立生产优化模型的相关工序建立特征模型，基于设备运行历史数据、实时数据及相关业务数据，采用聚类、分类、规则挖掘等数据挖掘方法及预测机制建立多类基于数据的工业过程优化特征模型。

（4）数据处理。

在传统数据挖掘的基础上，结合新兴的云计算、Hadoop、专家系统等对同构数据执行高效准确地分析运算，包括大数据处理技术、通用处理算法和工业领域专用算法。

（5）数据交互应用。

对经处理、分析运算后的数据，通过可视化技术，包括大数据可视化技术和3D工业场景可视化技术。

可视化技术将数据分析结果，以更为直观简洁的方式展示出来，易于用户理解分析，提高决策效率；企业管理和生产管理等传统工业软件与大数据技术结合，通过对设备、用户、市场等数据的分析，提升场景可视化能
力，实现对用户行为和市场需求的预测和判断。

结合智能决策技术，进而实现数据辅助生产制造决策的价值。

电梯大数据涉及的关键技术，包括采集技术、元数据技术、标识技术、分布式存储技术、数据处理技术（大数据处理基础算法、工业领域专用算法）、可视化技术（大数据可视化、工业场景可视化）等。

其中，采集技术、元数据技术、标识技术、云计算是基础；分布式文件系统为其提供数据存储架构；分布式数据库便于数据管理，同时提供高效的访问速度；Map Reduce等技术对异构数据进行分析处理，最后利用可视化技术形象生动地呈现给用户。

电梯大数据平台涵盖了IT网络架构和云计算基础架构等基础设施，专家库、知识库、业务需求库等资源，及安全、隐私等管理功能，除此之外，还包含关联工业大数据实际应用的三方面角色，即数据提供方、数据服务消费方、数据服务合作方。

数据提供方是能提供三大类主要数据来源的角色，包括物联网、互联网、业务软件、设备生产厂家等等多类对象，以及业务活动、操
作行为、设备运行、物联网和互联网运行等多种活动，多类对象的多种活动产生的数据都将通过电梯大数据平台直接或间接地提供给数据消费方。

数据服务消费方，是在电梯大数据的五大应用场景中，利用目标数据，有目的地进行设计、生产、制造、服务提供、个性化定制等活动的角色，直接或间接地从数据提供方处获得数据，并进行加工处理，以达到特定的目标。

数据服务合作方，主要是服务于数据提供方和数据消费方，为双方中的角色主体提供其所需要的技术支持、软硬件支持、智能决策的支持等。

主要包括业务软件数据、网络提供商、大数据技术供应商、服务提供商、组织机构、专家学者等等角色，根据双方的需求提供相应针对性服务。

4.3总体目标与分期目标
4.3.1总体目标
本着“高起点、高标准、高质量”的建设理念，结合省市电梯现状及安全监察管理的需求，运用物联网、大数据和移动互联网等新兴信息技术，创新性的打造省市电梯安全监管大数据平台，构建并形成全市范围内电梯的全种类、全覆盖的智能化监管网络体系，促进省市电梯监管进入“数据监管、动态监管、智慧监管”的全新时代。

项目的总体建设目标如下：
1、建设电梯物联网技术支撑平台及软硬件基础设施，支撑全市范围内电梯的分步接入与设备监测、管理。

2、建设电梯运行安全监测物联网，安装电梯监测报警设备实现对电梯运行状态的实时监控及故障报警、指挥救援及维保管理、资料管理及统计、实时信息采集及故障判断。

优化电梯安全信息管理，构建电梯事故应急救援体系。

3、建设电梯应急处置指挥大厅及呼叫中心，对全市范围内的电梯及电梯的应急事件进行指挥、协调、调度。

4、根据各类电梯属性，并结合实施条件，在条件成熟的基础上，逐步实现全市锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆八大类电梯监管工作的系统建设、小范围试点、并逐步在全市范围推广。

5、在全市范围内推广八大类电梯的监管建设，全面建成全市范围的电梯智能化监管平台和监管体系。

4.3.2分期目标
1、本期建设目标。