1 方案背景與目標

（1）背景

隨著(zhù)城市化進(jìn)程的加速，地鐵作為現代城市交通的重要組成部分，其安全性和便捷性受到越來(lái)越多的關(guān)注。特種設備（扶梯）作為地鐵站內連接不同樓層的主要交通工具之一，其運行狀態(tài)直接影響著(zhù)乘客的安全和出行體驗。近年來(lái)，我國特種設備尤其是扶梯的安全形勢雖總體穩定向好，但隨著(zhù)扶梯數量的持續增長(cháng)及老舊扶梯的快速增加，潛在的風(fēng)險隱患也在不斷累積。國市監特設〔2020〕56號文中強調了改進(jìn)扶梯維護保養模式和調整扶梯檢驗檢測方式的重要性，以提升扶梯質(zhì)量安全水平。國市監特設發(fā)〔2023〕46號文件提出了扶梯安全筑底三年行動(dòng)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。文件中特別提到了推進(jìn)按需維保、科學(xué)調整扶梯檢驗檢測方式、強化智慧監管和社會(huì )監督等重點(diǎn)任務(wù)。

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)、大數據等技術(shù)的發(fā)展，扶梯維護保養模式正逐步向智能化、數據化轉型，56號文件中“物聯(lián)網(wǎng)+維?！蹦Ｊ?，為我們的項目提供了技術(shù)方向和市場(chǎng)趨勢的指引，特種設備行業(yè)的管理模式正在發(fā)生深刻變化。建設特種設備（扶梯）健康管理系統，可以實(shí)時(shí)監控扶梯的運行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現并處理異常情況。46號文件中要求總結前期試點(diǎn)經(jīng)驗，鼓勵特種設備（扶梯）使用、維保單位應用遠程診斷等技術(shù)和“全包維?！蹦Ｊ?，由維保人員依據實(shí)時(shí)線(xiàn)上監測、檢查維護以及設備運行情況，確定現場(chǎng)針對性的維保項目、內容和周期等，提高維護保養的科學(xué)性和有效性。文件整體要求提升特種設備（扶梯）的管理水平，預防事故的發(fā)生，保障廣大乘客的生命財產(chǎn)安全，對國家特種設備安全監管政策積極響應，提升公共安全、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級的重要貢獻。

（2）目標

a.強化維修技能

建立知識管理機制，形成知識積累、分享和利用的良性自運轉機制，減少因技能參差不齊帶來(lái)的溝通成本，預計減少維修人員工作量10%（包括：到場(chǎng)次數、維修人員數量、維修工時(shí)），提高人員和設備的管理效率。

b.推進(jìn)技改創(chuàng )新

從傳統的故障數據統計分析轉變?yōu)樘胤N設備（扶梯）結構部件的失效性分析，減少和預防同類(lèi)機械零件的故障現象重復發(fā)生的概率，預計三年內減少重復故障同型特種設備（扶梯）故障20%，充分保證運維質(zhì)量。

2 方案詳細介紹

特種設備（扶梯）健康管理系統實(shí)現特種設備（扶梯）的數據采集（實(shí)時(shí)數據以及歷史數據）、數據處理、狀態(tài)監控、故障診斷、趨勢預測、健康狀態(tài)評估、數據存儲與歷史數據查詢(xún)等功能，能夠面向關(guān)鍵設備部件和維保需求加裝監測傳感器，實(shí)現扶梯設備的關(guān)鍵監控參數和故障的預警與診斷，滿(mǎn)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備（扶梯）現場(chǎng)的邊緣端健康管理系統。此外，平臺端可接入第三方業(yè)務(wù)系統的相關(guān)維修數據，為平臺的故障知識庫和模型訓練提供支持。

系統架構圖

部署在設備現場(chǎng)，通過(guò)在線(xiàn)采集總線(xiàn)數據和加裝監測傳感器數據，能夠實(shí)現特種設備（扶梯）的數據采集和故障診斷。主要包括：

（1）傳感器設備

傳感器是特種設備（扶梯）健康管理系統的最前端，負責狀態(tài)信息的感知。具體為分布在電機、減速箱、張緊軸、導軌等關(guān)鍵設備和重點(diǎn)部位上的各種傳感器，完成監測對象運行技術(shù)狀態(tài)的信息感知，需要使用振動(dòng)、溫度、噪聲等多種類(lèi)型的傳感器。

傳感器測點(diǎn)示意圖

（2）數據采集設備與通信終端

數據采集設備完成對傳感器感知信號的采集與計算處理，處理后的采集數據通過(guò)4G/5G網(wǎng)絡(luò )通信終端，實(shí)現現場(chǎng)狀態(tài)監測數據的到數據中心服務(wù)器的通信及存儲。

數據采集設備

（3）邊緣端健康管理軟件

邊緣端健康管理軟件實(shí)現特種設備（扶梯）數據的采集、計算處理、預警、診斷和數據通信傳輸等功能。

邊緣端健康管理系統包括數據采集硬件和邊緣端健康管理軟件兩部分組成。

a.數據采集硬件包括：加裝傳感器的健康狀態(tài)感知模塊、數據采集設計等硬件組成；

b.邊緣端健康管理軟件主要包括數據采集、數據解析處理、數據發(fā)送功能。

邊緣端健康管理系統組成結構圖

健康管理系統軟件監控主頁(yè)面

健康管理系統軟件故障診斷頁(yè)面

3 代表性及推廣價(jià)值

本方案在地鐵行業(yè)領(lǐng)域極具代表性與推廣價(jià)值。針對地鐵設備覆蓋廣、客戶(hù)群體大的特性，深入挖掘用戶(hù)需求，成功推廣CPHM 云服務(wù)及解決方案，尤其是地鐵特種設備健康管理系統方案，開(kāi)創(chuàng ) “物聯(lián)網(wǎng) + 維修保障” 新模式，建立并完善物聯(lián)網(wǎng)標準化協(xié)同機制與標準體系，促進(jìn)數據互聯(lián)互通，有力推動(dòng)行業(yè)精準監管與隱患治理，顯著(zhù)降低事故和故障風(fēng)險，引領(lǐng)地鐵特種設備智慧維保新方向。

（1）在技術(shù)應用方面，推動(dòng)智能運維技術(shù)落地，借助科學(xué)決策和可視化運維，精準掌控設備運營(yíng)態(tài)，優(yōu)化檢測周期，削減企業(yè)成本，提升運維與安全保障效率；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用實(shí)現邊云協(xié)同下的數據貫通共享與監管；健康管理技術(shù)運用通用化與專(zhuān)業(yè)化模型，強化關(guān)鍵安全性能管控。

（2）通過(guò)搭建公共服務(wù)平臺，積極響應國家政策與行業(yè)需求，增強快速響應能力，保障設備安全運行，構建智慧監管體系，涵蓋智能運維、安全運行、智慧救援與動(dòng)態(tài)監管等。

（3）面向地鐵產(chǎn)業(yè)全鏈條企業(yè)及終端用戶(hù)推廣，整合大數據資源進(jìn)行分析，有力提升特種設備運行的安全性與可靠性，切實(shí)保障人民群眾生命安全，為特種設備行業(yè)的安全發(fā)展提供了可復制、可推廣的典范模式，有望成為行業(yè)標桿，廣泛應用于更多類(lèi)似場(chǎng)景，推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級與安全水平提升，極具市場(chǎng)價(jià)值與社會(huì )意義。