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1 方案背景與目標(biāo)

（1）背景

隨著城市化進(jìn)程的加速，地鐵作為現(xiàn)代城市交通的重要組成部分，其安全性和便捷性受到越來越多的關(guān)注。特種設(shè)備（扶梯）作為地鐵站內(nèi)連接不同樓層的主要交通工具之一，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響著乘客的安全和出行體驗(yàn)。近年來，我國特種設(shè)備尤其是扶梯的安全形勢雖總體穩(wěn)定向好，但隨著扶梯數(shù)量的持續(xù)增長及老舊扶梯的快速增加，潛在的風(fēng)險隱患也在不斷累積。國市監(jiān)特設(shè)〔2020〕56號文中強(qiáng)調(diào)了改進(jìn)扶梯維護(hù)保養(yǎng)模式和調(diào)整扶梯檢驗(yàn)檢測方式的重要性，以提升扶梯質(zhì)量安全水平。國市監(jiān)特設(shè)發(fā)〔2023〕46號文件提出了扶梯安全筑底三年行動方案，明確了提升扶梯質(zhì)量安全水平、保障人民群眾安全乘梯、放心乘梯的主要目標(biāo)。文件中特別提到了推進(jìn)按需維保、科學(xué)調(diào)整扶梯檢驗(yàn)檢測方式、強(qiáng)化智慧監(jiān)管和社會監(jiān)督等重點(diǎn)任務(wù)。

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，扶梯維護(hù)保養(yǎng)模式正逐步向智能化、數(shù)據(jù)化轉(zhuǎn)型，56號文件中“物聯(lián)網(wǎng)+維保”模式，為我們的項(xiàng)目提供了技術(shù)方向和市場趨勢的指引，特種設(shè)備行業(yè)的管理模式正在發(fā)生深刻變化。建設(shè)特種設(shè)備（扶梯）健康管理系統(tǒng)，可以實(shí)時監(jiān)控扶梯的運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。46號文件中要求總結(jié)前期試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，鼓勵特種設(shè)備（扶梯）使用、維保單位應(yīng)用遠(yuǎn)程診斷等技術(shù)和“全包維保”模式，由維保人員依據(jù)實(shí)時線上監(jiān)測、檢查維護(hù)以及設(shè)備運(yùn)行情況，確定現(xiàn)場針對性的維保項(xiàng)目、內(nèi)容和周期等，提高維護(hù)保養(yǎng)的科學(xué)性和有效性。文件整體要求提升特種設(shè)備（扶梯）的管理水平，預(yù)防事故的發(fā)生，保障廣大乘客的生命財產(chǎn)安全，對國家特種設(shè)備安全監(jiān)管政策積極響應(yīng)，提升公共安全、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級的重要貢獻(xiàn)。

（2）目標(biāo)

a.強(qiáng)化維修技能

建立知識管理機(jī)制，形成知識積累、分享和利用的良性自運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，減少因技能參差不齊帶來的溝通成本，預(yù)計(jì)減少維修人員工作量10%（包括：到場次數(shù)、維修人員數(shù)量、維修工時），提高人員和設(shè)備的管理效率。

b.推進(jìn)技改創(chuàng)新

從傳統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析轉(zhuǎn)變?yōu)樘胤N設(shè)備（扶梯）結(jié)構(gòu)部件的失效性分析，減少和預(yù)防同類機(jī)械零件的故障現(xiàn)象重復(fù)發(fā)生的概率，預(yù)計(jì)三年內(nèi)減少重復(fù)故障同型特種設(shè)備（扶梯）故障20%，充分保證運(yùn)維質(zhì)量。

2 方案詳細(xì)介紹

特種設(shè)備（扶梯）健康管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備（扶梯）的數(shù)據(jù)采集（實(shí)時數(shù)據(jù)以及歷史數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)監(jiān)控、故障診斷、趨勢預(yù)測、健康狀態(tài)評估、數(shù)據(jù)存儲與歷史數(shù)據(jù)查詢等功能，能夠面向關(guān)鍵設(shè)備部件和維保需求加裝監(jiān)測傳感器，實(shí)現(xiàn)扶梯設(shè)備的關(guān)鍵監(jiān)控參數(shù)和故障的預(yù)警與診斷，滿足地鐵扶梯健康狀態(tài)的掌握和扶梯的按需維保的需求。

本方案針對部署在地鐵特種設(shè)備（扶梯）現(xiàn)場的邊緣端健康管理系統(tǒng)。此外，平臺端可接入第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)的相關(guān)維修數(shù)據(jù)，為平臺的故障知識庫和模型訓(xùn)練提供支持。

系統(tǒng)架構(gòu)圖

部署在設(shè)備現(xiàn)場，通過在線采集總線數(shù)據(jù)和加裝監(jiān)測傳感器數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)特種設(shè)備（扶梯）的數(shù)據(jù)采集和故障診斷。主要包括：

（1）傳感器設(shè)備

傳感器是特種設(shè)備（扶梯）健康管理系統(tǒng)的最前端，負(fù)責(zé)狀態(tài)信息的感知。具體為分布在電機(jī)、減速箱、張緊軸、導(dǎo)軌等關(guān)鍵設(shè)備和重點(diǎn)部位上的各種傳感器，完成監(jiān)測對象運(yùn)行技術(shù)狀態(tài)的信息感知，需要使用振動、溫度、噪聲等多種類型的傳感器。

傳感器測點(diǎn)示意圖

（2）數(shù)據(jù)采集設(shè)備與通信終端

數(shù)據(jù)采集設(shè)備完成對傳感器感知信號的采集與計(jì)算處理，處理后的采集數(shù)據(jù)通過4G/5G網(wǎng)絡(luò)通信終端，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的通信及存儲。

數(shù)據(jù)采集設(shè)備

（3）邊緣端健康管理軟件

邊緣端健康管理軟件實(shí)現(xiàn)特種設(shè)備（扶梯）數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算處理、預(yù)警、診斷和數(shù)據(jù)通信傳輸?shù)裙δ堋?/p>

邊緣端健康管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集硬件和邊緣端健康管理軟件兩部分組成。

a.數(shù)據(jù)采集硬件包括：加裝傳感器的健康狀態(tài)感知模塊、數(shù)據(jù)采集設(shè)計(jì)等硬件組成；

b.邊緣端健康管理軟件主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)解析處理、數(shù)據(jù)發(fā)送功能。

邊緣端健康管理系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

健康管理系統(tǒng)軟件監(jiān)控主頁面

健康管理系統(tǒng)軟件故障診斷頁面

3 代表性及推廣價值

本方案在地鐵行業(yè)領(lǐng)域極具代表性與推廣價值。針對地鐵設(shè)備覆蓋廣、客戶群體大的特性，深入挖掘用戶需求，成功推廣CPHM 云服務(wù)及解決方案，尤其是地鐵特種設(shè)備健康管理系統(tǒng)方案，開創(chuàng) “物聯(lián)網(wǎng) + 維修保障” 新模式，建立并完善物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)同機(jī)制與標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，有力推動行業(yè)精準(zhǔn)監(jiān)管與隱患治理，顯著降低事故和故障風(fēng)險，引領(lǐng)地鐵特種設(shè)備智慧維保新方向。

（1）在技術(shù)應(yīng)用方面，推動智能運(yùn)維技術(shù)落地，借助科學(xué)決策和可視化運(yùn)維，精準(zhǔn)掌控設(shè)備運(yùn)營態(tài)，優(yōu)化檢測周期，削減企業(yè)成本，提升運(yùn)維與安全保障效率；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)邊云協(xié)同下的數(shù)據(jù)貫通共享與監(jiān)管；健康管理技術(shù)運(yùn)用通用化與專業(yè)化模型，強(qiáng)化關(guān)鍵安全性能管控。

（2）通過搭建公共服務(wù)平臺，積極響應(yīng)國家政策與行業(yè)需求，增強(qiáng)快速響應(yīng)能力，保障設(shè)備安全運(yùn)行，構(gòu)建智慧監(jiān)管體系，涵蓋智能運(yùn)維、安全運(yùn)行、智慧救援與動態(tài)監(jiān)管等。

（3）面向地鐵產(chǎn)業(yè)全鏈條企業(yè)及終端用戶推廣，整合大數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分析，有力提升特種設(shè)備運(yùn)行的安全性與可靠性，切實(shí)保障人民群眾生命安全，為特種設(shè)備行業(yè)的安全發(fā)展提供了可復(fù)制、可推廣的典范模式，有望成為行業(yè)標(biāo)桿，廣泛應(yīng)用于更多類似場景，推動整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級與安全水平提升，極具市場價值與社會意義。