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物联网时代,剩者为王—电梯物联网技术历史盘点与展望

2019-06-06 14:31 · 稿源: 厂商

自从物联网概念诞生之后,电梯物联网就开始了探索之旅。究其原因,是因为尽管电梯有限速、缓冲、安全钳等等安全装置,但因为种种无法预估的危险,电梯貌似并不安全。

2010年前的移动网络没有这么发达,速度慢不说,在电梯轿厢中没有信号。所以最早的电梯物联网主要有两个特点:一是用随行电缆解决通讯问题,二是用RFID解决电梯身份问题。

【随行电缆方式解决通讯问题】

随行电缆方式解决通讯问题,是原本电梯用于五方通话的思路。现在看起来似乎很传统,但当年是没办法的办法。这种方式,涉及电梯本身太多,已经越来越少了。

RFID解决电梯身份问题

RFID方案,现在有些地方还在用于维保,不过更多被二维码代替了。其实这种方案只能说勉强和物联网沾点边吧,本质上就是电梯身份认证,也未必方便、便宜。

在这之后,接下来上场的是电梯主控板接口+WIFI模式。这种模式得益于电信运营商曾经想在写字楼中覆设城市WIFI。4G之后,运营商放弃了WIFI网络,这种方式当然也就终结了。

不过从感知方式上,从电梯主控板获得电梯状态数据的方式,仍然有人在研究。从主控板取数据,其实有很大隐患,让存量电梯没办法接入网络。因为电梯是特种设备,动了电梯主控板,责任谁担?

中国现存电梯厂还有好几百家,历史上存在过的就更多了。这其中大厂小厂都有,大厂电梯通常都是私有协议,小厂很多已经不在了,想要从电梯主控板获得数据,其实不太可能。所以,最后从主控板感知的方式,只能是电梯厂商当仁不让的选择了。存量电梯依然没有办法。现在的电梯厂商,主要采用电梯主控板+移动网络(包括2G、4G、NBIOT等)。

与电梯主控板获得数据的方式同时代的另外一派,是用外挂的传感器获知数据。外挂传感器,完全不影响电梯原有的部件(除了需要电源之外),目前看这是存量电梯物联网领域公认的解决之道。

【外挂都是外挂,但在数据传输和感知方式上还有不同的选择。】

1、先说传输方式

4G初期的时候,当然首选4G。一则运营商推动,二则4G想象空间比较大,例如广告传输、前后台实时通讯等等。但是当时4G的费用很高,而且覆盖率确实也不行。

然后便是选择2G。2G的覆盖率非常高,不过数据传输速度很一般。如果只传输电梯运行状态数据还好,增值数据就很难了。

后来电信运营商又开始推NBIoT和LoRa,又多了选择。问题在于,都是窄带网,性能上未必好于2G网络,要命的是网络覆盖更低。况且,电梯本身有电源系统,窄带网就有点鸡肋了。目前看可用的还是2G/4G,然后就是举国畅想的5G,这基本上没啥争议了。

2、再说感知方式

既然不能从主控板“不劳而获”得到数据,那就只能辛苦一点去采集数据了。早期所采集的数据门类,是参照主控板的故障数据设计的。

电梯的故障数据很多,但总的来说,可以从少数数据中推导出来。少数数据,包括开关门、平层、断电、上下极限。上下极限有时候也可以省掉,用平层传感器计算而得。

不管用几个传感器采集数据,采集的其实就是电梯运行的实时状态数据。这种状态数据,当然越多越好,越多对电梯运行状况反馈得越准确。

但问题是,传感器越多,成本越高。传感器成本还不是问题,传感器的安装和维护成本,才是更大的成本。通常安装一部电梯,动辄两个人半天、一天,最终证明这条路走不通。

3、黑匣子的诞生

后来的事情,大家都知道了。奥远智慧电梯历时三年的研发,发明了一种新的集成传感器,称作黑匣子,用一个代替了“N”个,让现场安装从两个人半天减少到一个人半小时,完美地解决了这个问题。但是,事情并没有完。

从电梯物联网启动之初开始,大家的概念一直都停留在“电梯故障自动报警”上。物联网嘛,实时发现不就很好了吗?其实这本身就有问题。不是说自动报警不对,而是说报警之后将会如何处置?

电梯出故障了,如果是人在电梯中。无论从电梯内部的紧急呼叫,还是电话报警,无论110/119/120还是96333,大概都会有人管。

如果电梯无人状态,后台接到了自动报警,接下来会去维修吗?不会。而是由物业现场人员再去勘察是否有故障。其实自动报警,更准确地讲,是故障提醒。

单从报警的业务逻辑上看,前台就可以搞定,后台确实不太重要,大体上只是一些数据统计分析罢了。所以传统的物联网思路,主要研究电梯的连接,后台则是形式主义。

但是,倘若要能预测电梯的故障呢?事情当然就会大不一样。

飞机机械师海恩发明了一个“海恩法则”,被机械行业奉为圭臬。海恩法则说,一个重大事故之前有九十九个小故障,一个小故障之前有九百九十九个征兆。大体是说,机械故障可预测。电梯是机电一体化的设备,自然也符合海恩法则。理论上根据电梯一段时间的表现,是可以预测未来一段时间的运行状态的。这就需要大数据。

传统大数据通常只有那些高大上的公司拥有,比如电信、银行、BAT等等,一般人还真不敢说自己的数据很大。不过,物联网的数据真的很大。

【真正意义上的智慧电梯】

在电梯端安装了奥远智慧电梯的黑匣子之后,即可自动学习并记录电梯的正常运行参数。在持续监测电梯运行过程中,实时判断电梯的运行状态是否异常,并将运行状态数据异步传送到后台继续处理。

电梯物联网

黑匣子每10毫秒采集一次数据、每两分钟上传一次数据,如果出现通讯故障则最长可以保存五天的数据。按照这个频度计算,即便是压缩再压缩,一部电梯每年产生的数据也有10G左右。想想中国的600多万部存量电梯,数据之巨大。

倘若对电梯运行状态数据持续监测,获得连续数据之后再对照历史分析,会看到什么?对,正如海恩法则,会看到故障征兆。如果在有征兆的时候,及时维保,就会预防故障发生。一切智慧,正源于此。

中国传统医学认为:上工治未病。如果从电梯大数据弄清楚了规律模型,就会像扁鹊见蔡桓公一般,在“君有疾在腠理”的时候,“汤熨之所及”,电梯自然就安全了。故而防患于未然,这才是真正意义上的智慧电梯。

【电梯物联网之端、管、云

第一个是端:感知方式。

用传感器或主控板,最终传感器胜出,进而奥远智慧电梯的电梯状态集成传感“黑匣子”独领风骚、且未见其后。主控板只是电梯厂智能电梯的一种选择。在这期间还有轿厢摄像头、安抚屏、呼叫器等等插曲,当然也都只是插曲。

第二个是管:传输方式。

随行电缆、WIFI或移动网络(当然移动网络中还有NBIOT/LoRa/2G/4G,未来的5G),移动网络胜出。2G/4G/5G均有机会,适配场景不同。

第三个是云:后台处理。

传统的分析报表仍然有价值,但远不止如此。趋势是基于电梯物联网的大数据故障预测和防范,乃至智慧预警、智慧维保。路还很长、事还很多。

电梯物联网

除此之外,电梯物联网的发展过程中,因在商业模式上反复探索,也走过了很多弯路。还有电梯维保管理、应急指挥、保险精算等等。笔者将另文讲述。时至今日,很有很多东西,并无定论。最终,电梯物联网技术的发展到底归于何处,一切还是看市场的演化。

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