蘇超　容爍

摘 要：特種設(shè)備的安全及監(jiān)管是政府主管部門解決民生問題、社會熱點問題的重要工作，特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)是特種設(shè)備安全管理戰(zhàn)略發(fā)展的需要。特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)將強化針對特種設(shè)備的監(jiān)管、檢驗、預(yù)測和預(yù)警的能力;建設(shè)特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺可以整合特種設(shè)備檢驗、監(jiān)管、預(yù)測和預(yù)警等業(yè)務(wù)。通過物聯(lián)網(wǎng)信息采集和大數(shù)據(jù)分析將實現(xiàn)特種設(shè)備隱患的提前預(yù)警，可以極大地降低事故發(fā)生率。

關(guān)鍵詞：安全監(jiān)管;大數(shù)據(jù)平臺;物聯(lián)網(wǎng);預(yù)警;特種設(shè)備;事故發(fā)生率

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）07-00-04

0 引 言

如今特種設(shè)備呈現(xiàn)出數(shù)量多、種類齊、分布廣等特點，特種設(shè)備的安全及監(jiān)管是政府主管部門解決民生問題、社會熱點問題的重要工作。

以電梯設(shè)備為例，由于電梯數(shù)量猛增、電梯設(shè)備的老化及使用、管理、維護不到位等方面的原因，電梯故障也在逐年增加。利用傳統(tǒng)的監(jiān)管模式很難對電梯實施有效監(jiān)管，不能及時有效地處理電梯故障，直接影響乘客生命安全。與此形成鮮明對比的是，電梯監(jiān)察人員的數(shù)量嚴重不足，現(xiàn)有的監(jiān)管方法有限，面對突發(fā)電梯事故的處理措施不夠得當，面對媒體和公眾的質(zhì)疑，不能提供有效的數(shù)據(jù)支撐。同時，電梯的管理與使用涉及到多方面的因素，如監(jiān)管部門、電梯維保單位、電梯使用單位、物業(yè)管理單位、業(yè)務(wù)委員會、街道辦、居委會等多個環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的監(jiān)管方式與手段，難以統(tǒng)籌電梯安全管理的各個環(huán)節(jié)，難以有效解決電梯公共安全難題。所有上述因素都給特種設(shè)備的安全及監(jiān)管帶來很大的困難和挑戰(zhàn)。

因此，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)手段，建設(shè)“特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺”，對特種設(shè)備各業(yè)務(wù)工作平臺的數(shù)據(jù)進行提取、轉(zhuǎn)換、清晰和呈現(xiàn)，使用易于領(lǐng)導(dǎo)和管理人員直觀理解的表格和圖表等表達方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)有用價值，輔助決策和執(zhí)法檢查。

1 需求分析

實現(xiàn)全市范圍內(nèi)特種設(shè)備的信息統(tǒng)一監(jiān)管，準確地對特種設(shè)備進行數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)全市聯(lián)網(wǎng)和全市特種設(shè)備數(shù)據(jù)的共享和兼容，并統(tǒng)一使用同一套監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)軟件，以滿足全市特種設(shè)備檢驗研究中心和相關(guān)監(jiān)管部門對現(xiàn)有特種設(shè)備統(tǒng)一監(jiān)管。

特種設(shè)備安全監(jiān)管項目功能架構(gòu)如圖1所示，主要包括：特種設(shè)備智能決策分析大數(shù)據(jù)平臺、特種設(shè)備監(jiān)察業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、特種設(shè)備檢驗業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、特種設(shè)備電梯應(yīng)急救援管理系統(tǒng)、特種設(shè)備電梯物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換接口管理系統(tǒng)、特種設(shè)備使用單位管理系統(tǒng)、特種設(shè)備維保單位服務(wù)管理系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)和平臺，特種設(shè)備移動監(jiān)管移動APP。

通過綜合分析特種設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、質(zhì)監(jiān)監(jiān)管數(shù)據(jù)、檢驗業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、業(yè)主數(shù)據(jù)、維保數(shù)據(jù)等等特種設(shè)備的大數(shù)據(jù)，為決策者提供特種設(shè)備的統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，獲得綜合的預(yù)警和決策建議，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用。

通過大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)接口匯接包括兩個核心功能：特種設(shè)備的綜合數(shù)據(jù)接口、特種設(shè)備的數(shù)據(jù)接口規(guī)范。通過數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及未來新業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯接和共享;通過數(shù)據(jù)接口規(guī)范實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)無縫匯接，真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)的融合和共享。

通過平臺的信息輸出端針對檢驗單位、監(jiān)管單位、維保單位、使用單位以及人民群眾等用戶，根據(jù)各個用戶不同的權(quán)限免費開放和使用特種設(shè)備的不同的信息以及信息服務(wù)。通過該平臺實現(xiàn)監(jiān)管部門通過業(yè)務(wù)管理平臺對維保人員信息全方位監(jiān)控。使維保人員通過該系統(tǒng)可實時監(jiān)控業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)信息，可以實現(xiàn)與現(xiàn)場進行交互式溝通。并可以使設(shè)備終端實現(xiàn)自動化信息采集，出現(xiàn)異常及時上傳信息，實現(xiàn)設(shè)備主動預(yù)警，提高自動化程度，減少作業(yè)的強度，增加人員調(diào)用的效率。主要包括基礎(chǔ)檔案管理、維保任務(wù)管理、維保管理、星級評定管理、通知公告管理、現(xiàn)場任務(wù)管理、簽到管理、電子地圖、系統(tǒng)維護等功能。

平臺重點強化以下功能要點：

應(yīng)急處置系統(tǒng)是特種設(shè)備安全監(jiān)管平臺的一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，通過呼叫中心子系統(tǒng)、特種設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)云平臺、決策系統(tǒng)和預(yù)案系統(tǒng)等系統(tǒng)功能的綜合應(yīng)用，結(jié)合各類專業(yè)人員構(gòu)成的三級網(wǎng)格化的應(yīng)急處置及急救網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)特種設(shè)備應(yīng)急救助處置。

通過PC終端（IE瀏覽器）和手機APP終端實現(xiàn)特種設(shè)備監(jiān)管業(yè)務(wù)管理。通過PC終端（IE瀏覽器）和手機APP終端實現(xiàn)特種設(shè)備檢驗業(yè)務(wù)管理。通過使用單位專用的管理賬號，實現(xiàn)使用單位各類業(yè)務(wù)的網(wǎng)上申報和網(wǎng)上辦理。通過專用的管理賬號，實現(xiàn)各類特種設(shè)備的許可業(yè)務(wù)員和收費業(yè)務(wù)的網(wǎng)上申報和網(wǎng)上辦理。通過PC終端（IE瀏覽器）和手機APP終端實現(xiàn)特種設(shè)備維保人員和維保企業(yè)綜合管理、維保業(yè)務(wù)管理。

通過該平臺實現(xiàn)監(jiān)管部門通過業(yè)務(wù)管理平臺對維保人員信息全方位監(jiān)控。使維保人員通過該系統(tǒng)可實時監(jiān)控業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)信息，可以實現(xiàn)與現(xiàn)場進行交互式溝通。并可以使設(shè)備終端實現(xiàn)自動化信息采集，出現(xiàn)異常及時上傳信息，實現(xiàn)設(shè)備主動預(yù)警，提高自動化程度，減少作業(yè)的強度，增加人員調(diào)用的效率。完全達到整體的提高系統(tǒng)操作效率，和減輕人員勞動強度。

2 平臺總體架構(gòu)

平臺在總體設(shè)計中，創(chuàng)新性地以信息技術(shù)為核心。同時云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動互聯(lián)技術(shù)的迅猛發(fā)展為特種設(shè)備監(jiān)管創(chuàng)新提供了良好的技術(shù)支撐環(huán)境。

（1）以技術(shù)支撐創(chuàng)新為基礎(chǔ)。采用云計算技術(shù)建設(shè)平臺支撐，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集基礎(chǔ)運行數(shù)據(jù)，通過公共服務(wù)平臺，吸引各類用戶提供更多的數(shù)據(jù)，促進特種設(shè)備監(jiān)管水平的提高;

（2）以數(shù)據(jù)為核心促進管理手段創(chuàng)新。不斷收集完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)備運行數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析手段挖掘數(shù)據(jù)的內(nèi)含價值，提高管理公開性和管理的預(yù)先報警能力，將重大事故消滅在萌芽之中;

（3）以服務(wù)為核心。提高特種設(shè)備管理的透明度，通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，開發(fā)手機客戶端應(yīng)用根據(jù)不同權(quán)限查詢特種設(shè)備運行、管理、監(jiān)測等多種信息，同時及時發(fā)布政府在特種設(shè)備管理方面的工作狀態(tài)，提高公眾的社會滿意度。

平臺整體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的特種設(shè)備安全監(jiān)察系統(tǒng)運用了先進綜合的信息技術(shù)，符合國家安全生產(chǎn)和特種設(shè)備安全監(jiān)察規(guī)定，可以有效實現(xiàn)設(shè)備安全狀態(tài)、設(shè)備能效、設(shè)備檢驗狀況、設(shè)備維保狀況、操作人員資質(zhì)等與特種設(shè)備緊密相關(guān)的設(shè)備使用情況及從業(yè)人員的實時數(shù)據(jù)監(jiān)控，從而實現(xiàn)設(shè)備故障預(yù)警、事故預(yù)警、事故責(zé)任追溯、事故應(yīng)急救援指揮等特種設(shè)備安全及生產(chǎn)安全責(zé)任追溯與事故處理，為特種設(shè)備安全監(jiān)察和安全生產(chǎn)提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)和有效的監(jiān)控手段，可有助于降低事故率。

2.1 平臺總體功能框架

特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺按照行政區(qū)域和管理業(yè)務(wù)劃分，主要包括區(qū)縣前端子系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、核心數(shù)據(jù)分析層、硬件支撐系統(tǒng)以及系統(tǒng)通用接口平臺。

區(qū)縣前端子系統(tǒng)包括特種設(shè)備監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)、監(jiān)管業(yè)務(wù)終端APP、特種設(shè)備檢驗業(yè)務(wù)系統(tǒng)、特種業(yè)務(wù)終端APP、應(yīng)急處置呼叫中心系統(tǒng)、應(yīng)急終端報警子系統(tǒng)、應(yīng)急處理輔助子系統(tǒng)、維保數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)、維保數(shù)據(jù)終端APP。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括各個區(qū)縣的監(jiān)管業(yè)務(wù)系統(tǒng)、檢驗業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)急處置系統(tǒng)、維保業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

核心數(shù)據(jù)分析層包括數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)綜合管理平臺;硬件支撐系統(tǒng)包括服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備，數(shù)據(jù)庫、操作系統(tǒng)等軟件平臺。

特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)云平臺業(yè)務(wù)功能架構(gòu)如圖3所示。

特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)云平臺由特種設(shè)備智能決策分析平臺、特種設(shè)備監(jiān)察業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、特種設(shè)備檢驗業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)、特種設(shè)備電梯應(yīng)急救援管理系統(tǒng)、特種設(shè)備電梯物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換接口管理系統(tǒng)、特種設(shè)備使用單位管理系統(tǒng)、特種設(shè)備維保單位服務(wù)管理系統(tǒng)構(gòu)成。平臺不僅實現(xiàn)對大數(shù)據(jù)平臺的實時監(jiān)控，而且還實現(xiàn)標準的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和相關(guān)服務(wù)。

2.2 特種設(shè)備大數(shù)據(jù)架構(gòu)

本平臺所采用的特種設(shè)備大數(shù)據(jù)架構(gòu)共有5個部分，如圖4所示，分別為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)存儲與集成層、數(shù)據(jù)建模層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)交互應(yīng)用層。

（1）數(shù)據(jù)采集。以特種設(shè)備傳感器為主要采集工具，結(jié)合RFID、二維碼、監(jiān)測終端、人機交互、智能終端等手段采集制造領(lǐng)域多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)或現(xiàn)場總線等技術(shù)實現(xiàn)源數(shù)據(jù)的實時準確傳輸。首次采集獲得的源數(shù)據(jù)是多維異構(gòu)的，為避免噪音或干擾項給后期分析帶來困難，須執(zhí)行同構(gòu)化預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)歸約。

（2）數(shù)據(jù)存儲與集成。包括分布式存儲技術(shù)、元數(shù)據(jù)技

術(shù)、標識技術(shù)、數(shù)據(jù)集成技術(shù)。存儲技術(shù)主要采用大數(shù)據(jù)分布式云存儲的技術(shù)，將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)有效存儲在性能和容量都能線性擴展的分布式數(shù)據(jù)庫中;元數(shù)據(jù)技術(shù)包括對設(shè)備信息、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等進行定義和規(guī)范化;標識技術(shù)包括分配與注冊、編碼分發(fā)與測試管理、存儲與編碼規(guī)范、解析機制等;數(shù)據(jù)集成技術(shù)，主要指面向特種設(shè)備數(shù)據(jù)的集成，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)與系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)、實時反饋數(shù)據(jù)、產(chǎn)品檢驗檢測數(shù)據(jù)等等集成與貫通。通過數(shù)據(jù)集成技術(shù)，不僅要做到數(shù)據(jù)的采集、清洗、轉(zhuǎn)換、讀取，更要做到數(shù)據(jù)寫入控制（即對設(shè)備裝備通過數(shù)據(jù)進行遠程操作）。

（3）數(shù)據(jù)建模。包括對特種設(shè)備物聯(lián)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)經(jīng)營過程數(shù)據(jù)、外部互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的建模方法和技術(shù)。對無法基于傳統(tǒng)建模方法建立生產(chǎn)優(yōu)化模型的相關(guān)工序建立特征模型，基于設(shè)備運行歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)及相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，采用聚類、分類、規(guī)則挖掘等數(shù)據(jù)挖掘方法及預(yù)測機制建立多類基于數(shù)據(jù)的工業(yè)過程優(yōu)化特征模型。

（4）數(shù)據(jù)處理。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，結(jié)合新興的云計算、Hadoop、專家系統(tǒng)等對同構(gòu)數(shù)據(jù)執(zhí)行高效準確地分析運算，包括大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、通用處理算法和工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ盟惴ā?/p>

（5）數(shù)據(jù)交互應(yīng)用。對經(jīng)處理、分析運算后的數(shù)據(jù)，通過可視化技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)和3D工業(yè)場景可視化技術(shù)?？梢暬夹g(shù)將數(shù)據(jù)分析結(jié)果，以更為直觀簡潔的方式展示出來，易于用戶理解分析，提高決策效率;企業(yè)管理和生產(chǎn)管理等傳統(tǒng)工業(yè)軟件與大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，通過對設(shè)備、用戶、市場等數(shù)據(jù)的分析，提升場景可視化能力，實現(xiàn)對用戶行為和市場需求的預(yù)測和判斷。結(jié)合智能決策技術(shù)，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)輔助生產(chǎn)制造決策的價值。

特種設(shè)備大數(shù)據(jù)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，包括采集技術(shù)、元數(shù)據(jù)技術(shù)、標識技術(shù)、分布式存儲技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)（大數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)算法、工業(yè)領(lǐng)域?qū)Ｓ盟惴ǎ?、可視化技術(shù)（大數(shù)據(jù)可視化、工業(yè)場景可視化）等。其中，采集技術(shù)、元數(shù)據(jù)技術(shù)、標識技術(shù)是基礎(chǔ);分布式文件系統(tǒng)為其提供數(shù)據(jù)存儲架構(gòu);分布式數(shù)據(jù)庫便于數(shù)據(jù)管理，同時提供高效的訪問速度;Map Reduce等技術(shù)對異構(gòu)數(shù)據(jù)進行分析處理，最后利用可視化技術(shù)形象生動地呈現(xiàn)給用戶。

特種設(shè)備大數(shù)據(jù)平臺涵蓋了IT網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和云計算基礎(chǔ)架構(gòu)等基礎(chǔ)設(shè)施，專家?guī)臁⒅R庫、業(yè)務(wù)需求庫等資源，及安全、隱私等管理功能，除此之外，還包含關(guān)聯(lián)工業(yè)大數(shù)據(jù)實際應(yīng)用的三方面角色，即數(shù)據(jù)提供方、數(shù)據(jù)服務(wù)消費方、數(shù)據(jù)服務(wù)合作方，如圖5所示。

數(shù)據(jù)提供方是能提供三大類主要數(shù)據(jù)來源的角色，包括物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、業(yè)務(wù)軟件、設(shè)備生產(chǎn)廠家等等多類對象，以及業(yè)務(wù)活動、操作行為、設(shè)備運行、物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)運行等多種活動，多類對象的多種活動產(chǎn)生的數(shù)據(jù)都將通過特種設(shè)備大數(shù)據(jù)平臺直接或間接地提供給數(shù)據(jù)消費方。

數(shù)據(jù)服務(wù)消費方，是在特種設(shè)備大數(shù)據(jù)的五大應(yīng)用場景中，利用目標數(shù)據(jù)，有目的地進行設(shè)計、生產(chǎn)、制造、服務(wù)提供、個性化定制等活動的角色，直接或間接地從數(shù)據(jù)提供方處獲得數(shù)據(jù)，并進行加工處理，以達到特定的目標。

數(shù)據(jù)服務(wù)合作方主要服務(wù)于數(shù)據(jù)提供方和數(shù)據(jù)消費方，為雙方中的角色主體提供其所需要的技術(shù)支持、軟硬件支持、智能決策的支持等。主要包括業(yè)務(wù)軟件數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)提供商、大數(shù)據(jù)技術(shù)供應(yīng)商、服務(wù)提供商、組織機構(gòu)、專家學(xué)者等等角色，根據(jù)雙方的需求提供相應(yīng)針對性服務(wù)。

3 結(jié) 語

特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺可以有效地實現(xiàn)特種設(shè)備智能化監(jiān)管，也是優(yōu)化和提高政府服務(wù)效率、降低行政管理成本、提升特種設(shè)備監(jiān)管信息化整體水平的必由之路。通過特種設(shè)備安全監(jiān)管大數(shù)據(jù)平臺，采用先進實用的信息技術(shù)手段和方法，能夠更好、更快地提升應(yīng)急救援的整體服務(wù)能力和水平。

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