物聯網趨勢下特種設備管理可視化

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摘要：隨著5G網絡的建設，為未來特種設備聯網通訊奠定了基礎。新技術的應用將為特種設備的監管帶來巨大的便利和革新。本文嘗試設計一種特種設備的可視化表達，將原有數據庫中的設備信息通過仿真，建立3D可視化模型，再結合用戶BIM建立新的特種設備可視化數據。這種模式不僅有助于現有特種設備的管理，更為未來的物聯網建設提供一個更好的平臺。

關鍵詞：物聯網；特種設備；可視化

15G物聯網趨勢下特種設備管理的現狀與挑戰

隨著我國對5G通訊網絡的大力建設和推廣，依托5G網絡很多行業都面臨著整體信息化的迭代升級。5G網絡較之前的通信網絡提升的不僅僅是簡單的通信速度，更重要的是5G在低時延、超低功耗、多終端兼容性等層面上進行了跨越級提升。而這些功能，恰好解決了時下“物聯網”或者“工業互聯網”所設想的對“快”以外的升級要求。未來5G的應用，可能會促進“萬物互聯”技術的爆發式發展。中國制造2025明確指出要推進“信息化與工業化深度融合”。工業互聯網通過構建網絡、平臺、安全三大功能體系，打造人、機、物全面互聯的新型網絡基礎設施。而特種設備，作為工業以及日常生活，頻繁與人接觸且涉及生命安全、危險性較大的一類設備，是安全保障的重要一環。通過物聯網、大數據、人工智能等技術的應用，力爭實現一個可以識別和抵御安全威脅、化解各種安全風險的信息化管理。就目前而言，特種設備管理還面臨著諸多困難與挑戰。1.1設備數量高速增長。我國近十年經濟的高速發展，帶來了特種設備數量的快速增長。僅以八大類特種設備中的電梯為例，根據中國電梯協會公開數據顯示，2011-2019年中國電梯保有量逐年增加，且增長率均保持在15％以上。而據《市場監管總局關于2019年全國特種設備安全狀況的通告》（以下簡稱《通告》），截至2019年年底，全國特種設備總量達1525.47萬臺。1.2監管與檢驗人員的不足。與設備數量不對稱的是官方監管人員及專業技術人員數量上的不足，《通告》中顯示“截至2019年年底，全國特種設備安全監察人員共計90164人，全國共有特種設備綜合性檢驗機構454個?！睂嶋H情況，行業內基層工作人員，人均檢驗與監管的特種設備數量上僅在冊的就要上千臺，同時還存在轄區內大量未在冊設備用戶違規使用的情況。1.3特種設備管理的特殊性特種設備監管有別于其他，隨著設備的不斷使用，故障與風險不斷積累，尤其近十年快速增長的設備日后將逐步到達設計壽命，存在大量問題集中爆發的風險。同時特種設備的制造技術也日新月異，一方面最新的設計理念和設備型式需要安全性評估，另一方面在用的老舊設備無法按最新的標準整改也需要對可靠性評估，都無疑加大了特種設備監管的難度和壓力。

2特種設備可視化管理的優勢

面對特種設備監管的挑戰，單純增加監管人員數量，不僅是不符合改革的方向，操作上也很難解決?？萍急O管、多元服務是一條必經的發展之路?，F在各地方也在積極地運用科技手段包括電梯安裝“運行實時監測系統”，“特種設備安全大數據”平臺建設等。就目前的特種設備信息采集，及有關設備參數信息，基本還都是以數據庫的形式存在。這種數據庫結構簡單快捷，僅適用于底層數據，已經無法滿足未來“物聯網”的更高要求，也無法給用戶和監管帶來足夠的便利。通過建立使用單位的仿真模型，將特種設備數據轉換為可視化表達，將逐漸顯示巨大的優勢。2.1設備狀態的動態管理。特種設備的一大特點就是狀態實時變化，設備位置、設備狀態都可能變化。但很多使用單位管理能力不足，安全管理人員頻繁更換，沒有對設備的狀態進行及時更新記錄。大概率會出現實際情況與監管信息脫節，又無法追溯，造成之前數據無效，監管難度大大增加。而可視化表達有助于設備位置和狀態的直觀化，便于及時變更，也易于追溯變化過程。2.2可視化表達的延展性?？梢暬磉_不僅僅有助于設備目前的日常管理，更有助于未來物聯網的發展。如果設備作為“物聯網”底層終端接入網絡后，感知層可以提供大量的設備實時運行的數據信息，而作為管理平臺的應用層系統如果還僅僅停留在數據庫信息狀態，則無法很好的利用這些信息。仿真的可視化模型則可以順利接入這些信息，并做非常良好的展示?？梢暬磉_是應用層能夠延展諸多功能的基礎，給未來特種設備智能管理，大數據分析，安全隱患排查留下廣闊的延展空間。

3基于SketchUp的可視化表達

本文選用SketchUp軟件進行建模仿真，SketchUp作為一款市面上常見的3D建模軟件，雖然在復雜造型和深度渲染等功能不足，但非常快捷直觀，廣泛應用于建筑場景，城市規劃中。而特種設備管理的可視化，不涉及專業領域的有限元分析或視覺上的創意表達等，建模不要求過多細節，而且方便與企業車間BIM（建筑信息模型）結合，直觀表達設備的位置及運行，SketchUp可以發揮出很大優勢。SketchUp軟件同時擁有大量模型庫，無論高層建筑，工業廠房，特種設備如電梯，起重機等都可以采用標準模型。不同設備僅需要在標準模型基礎上通過改變基本參數來快捷表達。

4結語

信息化時代的技術發展十分迅猛，從紙質文檔資料到信息數字化尚未全面實現，而5G通信和“物聯網”又將迅速帶來新的變革。筆者僅以示例來思考探索未來特種設備智能管理的新模式。未來特種設備的管理必須緊跟時展，應當更人性化、精細化、智能化。不僅有助于解決現有特種設備管理的困境，也為國民工業生產，日常生活安全提供更好的保障。

作者:藺曉琳 李治軍 單位:天津市特種設備監督檢驗技術研究院