1 方案背景与目标

（1）背景

随着城市化进程的加速，地铁作为现代城市交通的重要组成部分，其安全性和便捷性受到越来越多的关注。特种设备（扶梯）作为地铁站内连接不同楼层的主要交通工具之一，其运行状态直接影响着乘客的安全和出行体验。近年来，我国特种设备尤其是扶梯的安全形势虽总体稳定向好，但随着扶梯数量的持续增长及老旧扶梯的快速增加，潜在的风险隐患也在不断累积。国市监特设〔2020〕56号文中强调了改进扶梯维护保养模式和调整扶梯检验检测方式的重要性，以提升扶梯质量安全水平。国市监特设发〔2023〕46号文件提出了扶梯安全筑底三年行动方案，明确了提升扶梯质量安全水平、保障人民群众安全乘梯、放心乘梯的主要目标。文件中特别提到了推进按需维保、科学调整扶梯检验检测方式、强化智慧监管和社会监督等重点任务。

随着物联网、大数据等技术的发展，扶梯维护保养模式正逐步向智能化、数据化转型，56号文件中“物联网+维保”模式，为我们的项目提供了技术方向和市场趋势的指引，特种设备行业的管理模式正在发生深刻变化。建设特种设备（扶梯）健康管理系统，可以实时监控扶梯的运行状态，及时发现并处理异常情况。46号文件中要求总结前期试点经验，鼓励特种设备（扶梯）使用、维保单位应用远程诊断等技术和“全包维保”模式，由维保人员依据实时线上监测、检查维护以及设备运行情况，确定现场针对性的维保项目、内容和周期等，提高维护保养的科学性和有效性。文件整体要求提升特种设备（扶梯）的管理水平，预防事故的发生，保障广大乘客的生命财产安全，对国家特种设备安全监管政策积极响应，提升公共安全、促进产业升级的重要贡献。

（2）目标

a.强化维修技能

建立知识管理机制，形成知识积累、分享和利用的良性自运转机制，减少因技能参差不齐带来的沟通成本，预计减少维修人员工作量10%（包括：到场次数、维修人员数量、维修工时），提高人员和设备的管理效率。

b.推进技改创新

从传统的故障数据统计分析转变为特种设备（扶梯）结构部件的失效性分析，减少和预防同类机械零件的故障现象重复发生的概率，预计三年内减少重复故障同型特种设备（扶梯）故障20%，充分保证运维质量。

2 方案详细介绍

特种设备（扶梯）健康管理系统实现特种设备（扶梯）的数据采集（实时数据以及历史数据）、数据处理、状态监控、故障诊断、趋势预测、健康状态评估、数据存储与历史数据查询等功能，能够面向关键设备部件和维保需求加装监测传感器，实现扶梯设备的关键监控参数和故障的预警与诊断，满足地铁扶梯健康状态的掌握和扶梯的按需维保的需求。

本方案针对部署在地铁特种设备（扶梯）现场的边缘端健康管理系统。此外，平台端可接入第三方业务系统的相关维修数据，为平台的故障知识库和模型训练提供支持。

系统架构图

部署在设备现场，通过在线采集总线数据和加装监测传感器数据，能够实现特种设备（扶梯）的数据采集和故障诊断。主要包括：

（1）传感器设备

传感器是特种设备（扶梯）健康管理系统的最前端，负责状态信息的感知。具体为分布在电机、减速箱、张紧轴、导轨等关键设备和重点部位上的各种传感器，完成监测对象运行技术状态的信息感知，需要使用振动、温度、噪声等多种类型的传感器。

传感器测点示意图

（2）数据采集设备与通信终端

数据采集设备完成对传感器感知信号的采集与计算处理，处理后的采集数据通过4G/5G网络通信终端，实现现场状态监测数据的到数据中心服务器的通信及存储。

数据采集设备

（3）边缘端健康管理软件

边缘端健康管理软件实现特种设备（扶梯）数据的采集、计算处理、预警、诊断和数据通信传输等功能。

边缘端健康管理系统包括数据采集硬件和边缘端健康管理软件两部分组成。

a.数据采集硬件包括：加装传感器的健康状态感知模块、数据采集设计等硬件组成；

b.边缘端健康管理软件主要包括数据采集、数据解析处理、数据发送功能。

边缘端健康管理系统组成结构图

健康管理系统软件监控主页面

健康管理系统软件故障诊断页面

3 代表性及推广价值

本方案在地铁行业领域极具代表性与推广价值。针对地铁设备覆盖广、客户群体大的特性，深入挖掘用户需求，成功推广CPHM 云服务及解决方案，尤其是地铁特种设备健康管理系统方案，开创 “物联网 + 维修保障” 新模式，建立并完善物联网标准化协同机制与标准体系，促进数据互联互通，有力推动行业精准监管与隐患治理，显著降低事故和故障风险，引领地铁特种设备智慧维保新方向。

（1）在技术应用方面，推动智能运维技术落地，借助科学决策和可视化运维，精准掌控设备运营态，优化检测周期，削减企业成本，提升运维与安全保障效率；物联网技术应用实现边云协同下的数据贯通共享与监管；健康管理技术运用通用化与专业化模型，强化关键安全性能管控。

（2）通过搭建公共服务平台，积极响应国家政策与行业需求，增强快速响应能力，保障设备安全运行，构建智慧监管体系，涵盖智能运维、安全运行、智慧救援与动态监管等。

（3）面向地铁产业全链条企业及终端用户推广，整合大数据资源进行分析，有力提升特种设备运行的安全性与可靠性，切实保障人民群众生命安全，为特种设备行业的安全发展提供了可复制、可推广的典范模式，有望成为行业标杆，广泛应用于更多类似场景，推动整个产业的技术升级与安全水平提升，极具市场价值与社会意义。