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1、特种设备安全监管大数据平台总体架构本系统在总体设计中，创新性地以信息技术为核心，云计算、物联网、大数据和移动互联技术的迅猛发展为特种设备监管创新提供了良好的技术支撑环境： （1）以技术支撑创新为基础采用云计算技术建设平台支撑，以物联网技术采集基础运行数据，通过公共服务平台，吸引各类用户提供更多的数据，促进特种设备监管水平的提高。（2）以数据为核心促进管理手段创新不断收集完善基础数据和设备运行数据，通过大数据分析手段挖掘数据的内含价值，提高管理公开性和管理的预先报警能力，将重大事故消灭在萌芽之中。（3）以服务为核心提高特种设备管理的透明度，通过移动互联网技术，开发手机客户端应用根据不同权限查询特
2、种设备运行、管理、监测等多种信息，同时及时发布政府在特种设备管理方面的工作状态，提高公众的社会满意度。系统的整体结构图如下：基于物联网和大数据技术的特种设备安全监察系统运用了先进综合的信息技术，符合国家安全生产和特种设备安全监察规定，可以有效实现设备安全状态、设备能效、设备检验状况、设备维保状况、操作人员资质等与特种设备紧密相关的设备使用情况及从业人员的实时数据监控，从而实现设备故障预警、事故预警、事故责任追溯、事故应急救援指挥等特种设备安全及生产安全责任追溯与事故处理，为特种设备安全监察和安全生产提供了可靠的数据依据和有效的监控手段，可有助于降低事故率。建成后的系统是适用于各种型号电梯及其他
3、特种设备运行安全实时监测管理的管理软件系统平台，该平台综合了云计算、无线通信技术、传感器技术、移动互联网技术和物联网技术，采用分布式架构，实时监测电梯及其他种类特种设备的运行状况，通过采集数据的算法处理，实现电梯故障的综合预防、应急处理、事故取证等功能。同时通过网络多媒体分发技术和显示终端，为电梯监管部门、管理单位和维保单位，以及业主提供了丰富的多媒体增值服务的综合管理平台，是智慧城市、平安城市在特种设备行业的典型应用。1.1 平台总体功能框架特种设备安全监管大数据平台按照行政区域和管理业务划分，主要包括区县前端子系统、业务系统，核心数据分析层，硬件支撑系统以及系统通用接口平台。区县前端子系统
4、包括特种设备监管业务系统，监管业务终端APP,特种设备检验业务系统，特种业务终端APP，应急处置呼叫中心系统，应急终端报警子系统，应急处理辅助子系统，维保数据服务系统，维保数据终端APP。业务系统包括各个区县的监管业务系统，检验业务系统，应急处置系统，维保业务系统。核心数据分析层包括数据库和数据综合管理平台；硬件支撑系统包括服务器、存储、网络等硬件设备，数据库、操作系统等软件平台。省市特种设备安全监管大数据平台业务功能架构如下图所示:特种设备安全监管大数据云平台由特种设备智能决策分析平台、特种设备监察业务管理系统、特种设备检验业务管理系统、特种设备电梯应急救援管理系统、特种设备电梯物联网管理系
5、统、数据交换接口管理系统、特种设备使用单位管理系统、特种设备维保单位服务管理系统构成。平台不仅实现对大数据平台的实时监控，而且还实现标准的业务系统和相关服务。1.2 特种设备大数据架构本平台所采用的特种设备大数据技术架构共有五个部分，如下图所示，分别为数据采集层、数据存储与集成层、数据建模层、数据处理层、数据交互应用层。（1）数据采集。以特种设备传感器为主要采集工具，结合RFID、二维码、监测终端、人机交互、智能终端等手段采集制造领域多源、异构数据信息，并通过互联网或现场总线等技术实现源数据的实时准确传输。首次采集获得的源数据是多维异构的，为避免噪音或干扰项给后期分析带来困难，须执行同构化预处
6、理，包括数据清洗、数据交换和数据归约。（2）数据存储与集成。包括分布式存储技术、元数据技术、标识技术、数据集成技术。存储技术主要采用大数据分布式云存储的技术，将预处理后的数据有效存储在性能和容量都能线性扩展的分布式数据库中；元数据技术包括对设备信息、设备状态、设备业务数据等进行定义和规范化；标识技术包括分配与注册、编码分发与测试管理、存储与编码规范、解析机制等；数据集成技术，主要指面向特种设备数据的集成，包括业务数据、设备运行数据、设备监控数据与系统操作数据、实时反馈数据、产品检验检测数据等等集成与贯通。通过数据集成技术，不仅要做到数据的采集、清洗、转换、读取，更要做到数据写入控制（即对设备装
7、备通过数据进行远程操作）。（3）数据建模。包括对特种设备物联数据、生产经营过程数据、外部互联网相关数据的建模方法和技术。对无法基于传统建模方法建立生产优化模型的相关工序建立特征模型，基于设备运行历史数据、实时数据及相关业务数据，采用聚类、分类、规则挖掘等数据挖掘方法及预测机制建立多类基于数据的工业过程优化特征模型。（4）数据处理。在传统数据挖掘的基础上，结合新兴的云计算、Hadoop、专家系统等对同构数据执行高效准确地分析运算，包括大数据处理技术、通用处理算法和工业领域专用算法。（5）数据交互应用。对经处理、分析运算后的数据，通过可视化技术，包括大数据可视化技术和3D工业场景可视化技术。可视化
8、技术将数据分析结果，以更为直观简洁的方式展示出来，易于用户理解分析，提高决策效率；企业管理和生产管理等传统工业软件与大数据技术结合，通过对设备、用户、市场等数据的分析，提升场景可视化能力，实现对用户行为和市场需求的预测和判断。结合智能决策技术，进而实现数据辅助生产制造决策的价值。特种设备大数据涉及的关键技术，包括采集技术、元数据技术、标识技术、分布式存储技术、数据处理技术（大数据处理基础算法、工业领域专用算法）、可视化技术（大数据可视化、工业场景可视化）等。其中，采集技术、元数据技术、标识技术、云计算是基础；分布式文件系统为其提供数据存储架构；分布式数据库便于数据管理，同时提供高效的访问速度；
9、Map Reduce等技术对异构数据进行分析处理，最后利用可视化技术形象生动地呈现给用户。特种设备大数据平台涵盖了IT网络架构和云计算基础架构等基础设施，专家库、知识库、业务需求库等资源，及安全、隐私等管理功能，除此之外，还包含关联工业大数据实际应用的三方面角色，即数据提供方、数据服务消费方、数据服务合作方。数据提供方是能提供三大类主要数据来源的角色，包括物联网、互联网、业务软件、设备生产厂家等等多类对象，以及业务活动、操作行为、设备运行、物联网和互联网运行等多种活动，多类对象的多种活动产生的数据都将通过特种设备大数据平台直接或间接地提供给数据消费方。数据服务消费方，是在特种设备大数据的五大应
10、用场景中，利用目标数据，有目的地进行设计、生产、制造、服务提供、个性化定制等活动的角色，直接或间接地从数据提供方处获得数据，并进行加工处理，以达到特定的目标。数据服务合作方，主要是服务于数据提供方和数据消费方，为双方中的角色主体提供其所需要的技术支持、软硬件支持、智能决策的支持等。主要包括业务软件数据、网络提供商、大数据技术供应商、服务提供商、组织机构、专家学者等等角色，根据双方的需求提供相应针对性服务。1.3总体目标与分期目标1.3.1总体目标本着“高起点、高标准、高质量”的建设理念，结合省市特种设备现状及安全监察管理的需求，运用物联网、大数据和移动互联网等新兴信息技术，创新性的打造省市特种
11、设备安全监管大数据平台，构建并形成全市范围内特种设备的全种类、全覆盖的智能化监管网络体系，促进省市特种设备监管进入“数据监管、动态监管、智慧监管”的全新时代。项目的总体建设目标如下：1、建设特种设备物联网技术支撑平台及软硬件基础设施，支撑全市范围内特种设备的分步接入与设备监测、管理。2、建设电梯运行安全监测物联网，安装电梯监测报警设备实现对电梯运行状态的实时监控及故障报警、指挥救援及维保管理、资料管理及统计、实时信息采集及故障判断。优化电梯安全信息管理，构建电梯事故应急救援体系。3、建设特种设备应急处置指挥大厅及呼叫中心，对全市范围内的电梯及特种设备的应急事件进行指挥、协调、调度。4、根据各类
12、特种设备属性，并结合实施条件，在条件成熟的基础上，逐步实现全市锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内机动车辆八大类特种设备监管工作的系统建设、小范围试点、并逐步在全市范围推广。5、在全市范围内推广八大类特种设备的监管建设，全面建成全市范围的特种设备智能化监管平台和监管体系。1.3.2分期目标1、本期建设目标建成特种设备物联网技术支撑平台及基础设施，完成特种设备物联网基础设施的建设，为全市范围内全种类特种设备的接入提供平台保障和支撑平台保障。在技术环节上，支撑平台利用物联网、移动互联等新一代信息技术，对电梯、起重机、锅炉、压力容器、压力管道、厂车、大型游乐设
13、施、客运索道8大类特种设备进行实时、直观、全面、精确的监视和数据通联，提供一个功能共享、专家分析、隐患预警、运维监督等服务性综合平台。开发并部署电梯运行安全监测物联网，在全市范围内选取试点购置电梯实时监测、故障智能报警和应急救援辅助系统，优化电梯安全信息管理，构建电梯事故应急救援体系。借助现代信息技术，整合特种设备监管资源，创建特种设备监管新模式，实现特种设备管理的信息化、标准化、动态化，做到及时发现、处理与解决特种设备运行中出现的多种问题，逐步建立分工明确、责任到位、沟通快捷、反应快速、处置及时、运转高效的特种设备管理长效机制。通过实施电梯运行安全监测物联网，以及电梯运行大数据采集与分析，用
14、科学化手段、数字化方式全面理顺我市特种设备管理的体制和机制，发挥质监部门监管职能，实现监管方式从粗放型管理向精细化管理转变，从突击式管理向长效式管理转变，从被动管理向主动管理转变，从传统经验型向现代科技型转变。全面提升特种设备的安全防患措施，将重大事故消除在萌芽之中，在出现问题时，第一时间响应，缩短救援时间，减少民众生命财产损失，提供省市社会公共安全指数以及群众的满意度，加快建设创新、文明、开放、平安、宜居、幸福的现代化城市。2、二期建设目标在全市范围内安装电梯物联网终端设备，对于普通电梯，只安装电梯运行安全监测终端设备及电梯运行安全显示终端设备；对于重点监测区域，以及重要公共场所，加装视频监
15、控设备。将电梯物联网系统与质监局内部的其他信息化系统进行数据共享与互通，如12365产品质量投诉系统接口、特种设备检验系统接口，率先在质监局系统内部实现“智慧监管”。建立面向公众和社会媒体的电梯运行安全门户，通过门户网站、微信、移动终端等多种方式向社会公开特种设备的运行安全情况和故障、救援处置状态，促进监管透明化，提升社会公众对监管部门的公众满意度。3、三期建设目标将全市范围内的八大类特种设备全部纳入监管，实现对所有特种设备的监测及监管，完善面向八大类特种设备的应急救援体系和救援队伍的建设。建设面向质监局、维保单位、生产厂家、使用单位、公众的特种设备智能化监管公共服务平台，真正实现在全市范围内特种设备的智能化监管。