南京市电梯安全运行监控系统技术规范.docx

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南京市电梯安全运行监控系统技术规范

传感与通讯技术

南京市特种设备安全监督检验研究院

南京市电梯安全运行监控系统技术规范-传感与通讯技术

1范围

本规范规定了电梯安全运行监控系统中的传感与通讯相关的功能及性能要求、安全性要求、数据通讯、信息传输、监视及报告等技术要求。

本规范适用于电梯公共安全领域的监控，其他领域的监控系统也可以参考采用。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。

GB/T7024–2008电梯、自动扶梯、自动人行道术语

GB7588–2003电梯制造与安装安全规范

GB21240–2007液压电梯制造与安装安全规范

GB/T2887-2002电子计算机场地通用规范

GB/T17799.1-1999电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中

GB/T17799.3-2001电磁兼容通用标准居住商业和轻工业环境中的发射标准

GB50348-2004安全防范工程技术规范

GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求

3术语和定义

GB/T7024–2008、GB7588–2003、GB21240–2007确定的以及下列术语和定义适用于本规范。

3.1电梯安全运行监控网络（Elevatorpublicsafetymonitoringnetwork）

以保障电梯安全为目的，综合运用安全防范、通信、计算机网络、嵌入式技术、传感技术、系统集成技术，在城市范围内建立具有信息采集、传输、控制、显示、存储、处理等功能的能够实现电梯故障诊断、故障报警、应急救援、视频监控、语音安抚等的安全监控网络。

利用该系统，可对城市范围内的电梯实施有效的安全监控及应急处置，并可为电梯应急救援体系建设提供相应的平台。

3.2电梯传感装置elevatorsensingequipment

应用于电梯可监测电梯运行状态信息、具有视频信号采集，能建立语音通讯，具有信号采集、处理、信息存储、传输和安全控制功能的装置。

3.3困人peopletrapped

电梯因故障（如门锁回路或安全回路断开），控制系统失灵或误动作、供电系统停电以及人为等原因，使正常行驶的电梯突然停驶，从而将乘客困在轿厢内的现象。

3.4报警alarm

对GB7588–2003和GB21240-2007中规定的紧急报警装置操作的监视。

3.5故障fault

可能影响和中断设备正常运行的状态。

3.6设备installation

一台电梯。

4.技术要求

4.1一般要求

系统应符合本规范的规定，系统中的设备应符合有关标准和各自企业产品标准的规定，并按照规定程序批准的图样及文件制造和成套。

4.2环境条件

4.2.1系统中用于机房、调度室的设备，应能在下列条件下正常工作：

a）环境湿度：

-5-40℃；

b）运行地点的最湿月，月平均最高相对湿度为90%，同时该月月平均最低温度不高于25℃；

c）温度变化率：

小于10℃/h，且不得结露；

d）GB/T2887规定的尘埃、照明、噪声、电磁场干扰和接地的条件。

4.2.2除有关标准另有规定外，系统中用于现场的设备应在下列条件下正常工作：

a）环境温度：

-20~70℃；

b）平均相对湿度：

不大于95%（+25℃）

c）大气压力：

80~106kPa。

4.3供电电源

4.3.1监控系统交流电源

a）额定电压：

380V/220V，允许偏差±7%；

b）谐波：

不大于5%；

c）频率：

50Hz，允许偏差±5%

4.3.2前端设备交流电源

a）额定电压：

220V，允许偏差±10%；

b）谐波：

不大于5%；

c）频率：

50Hz，允许偏差±5%。

4.4电磁兼容性要求

4.4.1设备抗扰度要求

对设备进行静电放电、射频电磁场辐射、电快速瞬变脉冲群、射频场感应的传导骚扰以及电压暂降、短时中断和电压变化的6项抗扰度试验，设备的抗扰度性能应满足GB/T17799.1-1999中的表1、表2和表4中规定限制的要求。

4.4.2设备发射要求

设备的辐射和传导发射值应符合GB/T17799.3-2001中设定限值的要求。

4.4.3监控系统的抗电磁干扰性

应能满足GA/T367-2001中的要求，传输线路的抗干扰设计应符合GB50348-2004中的规定，系统电磁辐射防护性能应满足GA/T367-2001中的要求。

4.5安全性要求

4.5.1电源线

电源（A.C）引出线必须使用三芯电源线，其中地线必须与设备的保护接地端连接牢固，其接地电阻不应大于0.5Ω，并能承受19.6N的拉力60s不损伤和脱落。

4.5.2绝缘电阻

电源（A.C）引入端子与外壳裸露金属部件之间的绝缘电阻在正常条件下应≥100MΩ，温热条件下≥10MΩ。

4.5.3抗电强度

设备电源插头或电源引入端与外壳裸露金属部件之间，应能承受试验电压1.5KV、45Hz~65Hz交流电或相当交流峰值的直流电压历时1min的抗电强度试验，应无击穿和飞弧现象。

4.5.4泄漏电流

应不大于5mA（A.C峰值）。

4.5.5稳定性要求

设备在正常工作条件下，连续工作168h，不应出现电、机械或操作系统的故障。

4.5.6可靠性要求

本规范采用平均无故障工作时间（MTBF）衡量产品的可靠性要求。

设备在正常气候条件下的平均无故障工作时间（MTBF）应不小于4000h。

5系统功能及性能要求

5.1功能

5.1.1网络模型

系统网络模型如图1所示：

图1系统网络模型

5.1.2数据采集

电梯传感装置必须能够通过相应传感器采集到包括电梯总接触器状态、运行接触器状态、安全回路状态、运行状态、门状态、轿厢状态、平层状态、上极限状态、下极限状态、报警按钮状态等电梯的状态信号；必须能够及时检测到困人时间；必须能够及时判断包括安全回路短路、轿厢冲顶、蹲底、轿厢开门走梯、运行超时、反复开关门、长时间开门、轿厢在非平层区域停止、轿厢报警按钮动作等故障。

具体见附录A代码表。

5.1.3紧急通话

5.1.3.1主动呼叫功能

电梯传感装置应具有语音通讯功能，并预设紧急通话号码。

通话装置应该安装在轿厢内明显的位置，照度满足GB7588–2003要求。

5.1.3.2应答功能

电梯传感装置应有自己的唯一的终端号码，电梯安全运行监控网络可通过呼叫终端号码，并在5秒内自动建立语音链路。

5.1.4视频监控

具有轿厢视频信号采集功能的电梯传感装置，应可通过有线或无线网络的形式将数字视频信号实时传输至电梯安全运行监控网络。

5.2性能要求

5.2.1如果GB7588–2003和GB21240–2007中指定的紧急报警装置的信号通过电梯传感装置通信，则报警功能传输能力在断电后应至少保持1h。

5.2.2电梯传感装置应在外接电源断电的情况下，至少保证正常运行1h。

5.2.3电梯传感装置应具有内部供电装置为时钟供电，保证在外部断电后，时钟正常工作。

5.2.4电梯传感装置应符合GB7588-2003中指定的安全规则，电梯传感装置的安装、工作、数据传输及设备故障等各种情况均不能削弱、干扰电梯控制系统信号，妨碍电梯正常运行。

6数据通讯

6.1数据通讯模块应支持RS-232/RS-422/RS-485/TTL数据传输协议，支持300~57600bits/s的传输速率，同时支持1个或多个冗余通讯接口，传输的电梯运行状态和电梯故障数据格式应满足附录B的数据格式要求。

6.2数据通讯中的语音传输应支持通话或紧急呼叫、支持全速率，增强全速率和半速率、支持QCELP13k音频编解码、支持回声抑制和噪声消除功能、支持双音多频（DTMF）。

6.3数据传输支持IS707数据业务，支持153kbps的包数据速率，支持Class2.0Group3传真，码分多址扩频机制，符合IS-95A、IS-95B空中接口标准。

6.4监控网络平台和终端直接的数据传输需要同时支持SMS、UDP和TCP三种承载方式。

无论使用短信、TCP还是UDP传输，不影响监控网络平台与终端的交互过程。

对于终端和监控网络平台的数据连接，终端要么一直使用TCP，要么一直使用UDP。

6.5电梯传感装置与电梯安全运行监控网络的接口协议应满足附录C中规定的数据采集终端与平台接口协议。

6.6数据通讯模块供电电压+5V～+26VDC，纹波<300mV，待机时功耗为80mA@+5VDC，30mA@+12VDC，数据传输时功耗为：

260mA@+5VDC，110mA@+12VDC。

7信息传输要求

7.1电梯传感装置宜与电梯安全运行监控网络建立稳定的数据链路，并上传电梯运行状态数据，运行状态数据的传输周期不低于2s，应符合附录B的要求。

7.2电梯发生故障时，电梯传感装置必须实时将故障数据连同故障发生时间、运行状态数据上报电梯安全运行监控网络，并确保传输有效。

如果故障持续，应以10-15min周期进行传输，直至故障清除。

电梯故障应符合附录B的要求。

7.3电梯传感装置须响应电梯安全监控网络的链接请求，以不低于1s的周期传输电梯运行状态数据。

7.4电梯运行状态和故障状态记录的时间和日期应以电梯传感装置的内部时钟为基准。

7.5如果电梯传感装置不能保持通信链接时，应至少保存最近十条故障记录及故障发生时的运行状态数据。

7.6如果在读取数据过程中发生故障或报警，则困人事故优先于故障、报警和状态。

8监视及报告

8.1电梯传感装置及所有与设备相关的装置须经过具有特种设备检验核准资质的综合检验机构测试且取得合格的验收报告方可接入电梯安全运行监控网络并投入使用。

8.2电梯传感装置中可安装在井道、机房内和（或）机房外。

8.3电梯传感装置应能与一个或多个远程点进行通信。

8.4应提供安全系统，例如密码，以控制通信链接。

附录A

（规范性附录）

代码表

表A.1电梯状态代码

代码

状态

说明

0001

电梯总接触器状态

总接触器吸合

0002

电梯运行接触器状态

运行接触器吸合

0003

电梯安全回路状态

安全回路正常

0004

电梯运行状态

电梯处于正常运行状态（非检修状态）

0005

电梯门状态

电梯门关闭

0006

轿厢状态

电梯上行

0007

轿厢状态

电梯下行

0008

电梯平层状态

电梯平层

0009

电梯上极限状态

电梯上极限动作

000A

电梯下极限状态

电梯下极限动作

000B

轿厢报警按钮动作

电梯发生故障时报警

表A.2电梯困人代码

代码

事件

说明

4001

轿厢困人

电梯发生故障时发生困人

表A.3电梯故障代码

代码

故障

说明

4002

安全回路断路

任何安全开关断开（例如：

急停、极限等）

4003

轿厢冲顶

电梯正常运行时上极限开关动作

4004

轿厢蹲底

电梯正常运行时下极限开关动作

4005

轿厢开门走梯

4006

运行超时

一次运行时间超过规范和设计规定的时间

4007

反复开关门

根据法规规定的开关门时间判断开关门的频率是否超限

4008

长时间开门

轿厢门在规定的时间内不关门

4009

轿厢在非平层区域停止

400A

轿厢报警按钮动作

电梯发生故障时报警

400B

保留

400C

保留

附录B

（规范性附录）

数据格式

B.1电梯运行状态数据包（25个字节）：

表B.1电梯运行状态数据包格式

表B.10

包头

状态消息代码

终端代码

Byte24

Byte23

Byte22

Byte21

Byte20

Byte19

Byte18

Byte17

Byte16

0x02

30~39

0x02:

状态

0x04:

故障

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

表B.11（续表B.10）

楼层信息

电梯状态位

Byte15

Byte14

Byte13

Byte12

Byte11

Byte10

Byte9

5F/2B

30~39

0x00/0x01

5F:

负号

2B:

加号

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

总接触器

0x00:

断开

0x01:

吸合

运行接触器

0x00:

断开

0x01:

运行

安全回路

0x00:

断开

0x01:

正常

运行状态

0x00:

检修

0x01:

正常

表B.12（续表B.11）

电梯状态位

Byte8

Byte7

Byte6

Byte5

Byte4

Byte3

Byte2

0x00/0x01

门状态

0x00:

打开

0x01:

关闭

轿厢上行

0x00:

停止

0x01:

上行

轿厢下行

0x00:

停止

0x01:

下行

平层状态

0x00:

未平

0x01:

平层

上极限

0x00:

正常

0x01:

动作

下极限

0x00:

正常

0x01:

动作

报警按钮

0x00:

正常

0x01:

动作

表B.13（续表B.12）

包尾

Byte1

Byte0

B.2电梯故障数据包（37个字节）

表B.2电梯故障数据包格式

表B.20

包头

状态消息代码

终端代码

Byte36

Byte35

Byte34

Byte33

Byte32

Byte31

Byte30

Byte29

Byte28

0x03

30~39

0x02:

状态

0x04:

故障

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

ASCII码

0~9

表B.21（续表B.20）

电梯故障位

Byte27

Byte26

Byte25

Byte24

Byte23

Byte22

Byte21

0x00/0x01

0x00:

正常0x01:

困人

0x00:

正常0x01:

安全回路断开

0x00:

正常0x01:

上极限动作

0x00:

正常0x01:

下极限动作

0x00:

正常0x01:

开门走梯

0x00:

正常0x01:

运行超时

0x00:

正常0x01:

反复开关门

表B.22（续表B.21）

电梯故障位

Byte20

Byte19

Byte18

Byte17

Byte16

0x00/0x01

保留

0x00:

正常

0x01:

长时间开门

0x00:

正常

0x01:

非平层停梯

0x00:

正常

0x01:

报警按钮动作

保留

表B.23（续表B.22）

时间

包尾

Byte15~Byte2

Byte1

Byte0

00:

0000/00（时:

分:

秒日/年）

例如：

06:

28:

1318/11

附录C

（规范性附录）

数据格式数据采集终端与平台接口协议

C.1协议概述

本规范定义了电梯传感装置（或M2M终端）与电梯安全运行监控网络（或MDMS平台）间的接口。

协议本身以SMPPV3.4为基础，整体参考SMPPV3.4的报文格式，数据类型定义，编解码方式。

MDMS平台和M2M终端直接的数据传输需要同时支持SMS、UDP和TCP三种承载方式。

无论使用短信、TCP还是UDP传输，应不影响MDMS平台与M2M终端的交互过程。

对于M2M终端和MDMS平台的数据连接，M2M终端要么一直使用TCP，要么一直使用UDP。

如图C.1所示。

图C.1M2M终端和MDMS平台之间的交互

协议使用的端口要求双方均是可以配置的，对于终端出厂时配置的默认端口：

TCP为18585，UDP为18586。

终端建立PPP连接后，应立即登录MDMS平台。

终端从MDMS平台退出后，应立即断开PPP连接。

C.2通信方式

当终端需要和平台交互时，通过TCP，UDP的方式登录发送请求到平台，进入正常交互状态。

如果应用的数据传输较频繁，需要终端长时间在线，则在发送完数据后不退出，通过心跳消息来维持会话；如果应用的数据传输频次较低，终端无需和应用实时交互，则终端在发送完数据之后等待较短时间然后直接退出，下次交互再次登录。

图C.2为典型的MDMS平台与M2M终端会话交互过程。

图C.2MDMS平台与M2M终端会话交互过程

短信也可以被用来作为终端和平台之间的数据交互的承载机制。

但短信承载在MDMP协议中作为TCP/UDP数据连接的补充，是一种辅助通信形式，不易过多使用，使用场景应局限在特定场合。

本规范内容目前不适用于主要依赖短信方式进行通信的终端。

C.2.1通信访问地址

C.2.1.1TCP和UDP承载

终端使用“域名+端口号”访问MDMS平台，此地址在M2M终端安装时将被配置到终端中。

终端需要支持通过短信修改此地址的功能，防止以后平台升级或者更换域名带来的额外工作量。

对于M2M终端，其IP/PORT是每次连接无线网络时动态获取的，平台通过终端发过来的UDP数据包携带的IP/PORT地址获得此时终端的访问地址（如使用TCP，则直接维护其连接链路），平台对于从终端收到的每个数据包上的IP/PORT地址都需要识别，并维护终端和其IP/PORT地址（或网络连接链路）的对应关系。

其中，对于UDP承载模式，一次登录连接过程中，终端的端口号可能会发生变化。

C.2.1.2SMS承载

终端应配置短信接入号。

终端应只接收来自此短信接入号的短信。

C.2.2心跳处理机制

C.2.2.1心跳消息发送

M2M终端登录MDMS平台后，如果长时间不发送数据，须向MDMS平台发送心跳消息。

通过心跳消息机制，使MDMS平台及时了解终端登录后的连接状态是否仍然保持。

MDMS平台应对心跳消息进行应答。

C.2.2.2心跳消息内容

心跳消息必须包含以下信息：

a.请求类型（心跳）

b.MDMP协议版本

c.终端编号

d.终端任务状态：

普通运行状态指终端处于普通任务执行状态；分包处理状态指终端处于分包状态，执行过程中“终端分包事务标识”在终端任务状态为“分包处理状态”时必须携带。

注：

心跳包不带CRC校验部分。

C.2.3通信交互方式

终端和平台之间的所有请求，都需要有应答。

即发出请求，等待对方应答直到超时。

应答报文（ACK报文）不做应答。

如果在未发请求的情况下收到对方的ACK报文，则直接丢弃此报文。

如果收到非本次请求的ACK报文，则直接丢弃此报文。

如果收到的报文CRC校验结果不一致，则直接丢弃报文。

如果请求方在等待应答期间收到对方发出的非正常应答报文（和发出请求不匹配的报文）或请求报文，则按下述策略处理：

如果请求方是平台，收到终端的非正常应答报文，则丢弃即可。

如果收到终端的请求报文，则放弃本次请求的继续处理，响应终端的请求。

如果请求方是终端，收到平台的非正常应答报文，则丢弃即可。

如果收到平台的请求报文，则丢弃收到的平台的报文，继续等待平台对其已发出的请求的应答。

C.2.4应答超时处理

如果采用UDP方式，M2M终端与MDMS平台之间的通信不可避免会发生丢包或超时的情况，TCP方式也可能存在通讯的一方接收失败的情况。

因此，为保证数据的可靠传输，本协议采用超时重发机制。

C.2.4.1偶发异常

偶发异常主要指M2M终端与MDMS平台之间的通信过程中的偶然的、突发的、非持续的丢包情况。

图C.3给出了偶发异常情况下M2M终端与MDMS平台之间数据丢包与重发的交互过程。

重复的包需要和原始包完全一致。

图C.3偶发异常情况下M2M终端与MDMS平台之间数据交互过程

C.2.4.2通信故障

当丢包连续出现到一定程度时，则M2M终端与MDMS平台之间处于通信故障状态。

如果MDMS平台检测出通信故障，则向相应的终端发送远程控制指令（RemoteControl）强制终端退出连接，然后断开链路，并将终端状态标记为未登录。

如果是终端检测出通信故障，则向平台发送Logout报文，然后断开PPP连接，根据自身需要休眠一段时间后，再决定是否再重新登录平台。

C.2.5重复消息处理

终端和平台交互的报文都有消息序号，通过消息序号Sequence_No来唯一标识一个消息报文。

消息序号的第一个作用是匹配请求报文和应答报文。

即应答报文的序号必须与请求报文的序号字段一致。

消息序号的第二个作用是区分新旧报文。

请求报文发起方分配消息序号，取值范围为0x0000－0xFFFF。

顺序累加，步长为1，循环使用。

终端登录之后，终端和平台需记录两个Sequence_No：

1.自身发出的请求序列中最近一次所用的Sequence_No（记为A）。

除非特别指明的情形，自身发出下一请求报文时，Sequence_No应为A加1

2.收到对端发出的请求序列中最近一次所用的Sequence_No（记为B）。

正常情况下，收到对端的下一个请求报文的Sequence_No应为B加1

为避免在接收到对方的重复请求消息时（通过消息序号来判定），执行不必要的操作，终端和平台都应对最近处理的请求消息的应答报文和对应的消息序号进行缓存。

当收到对方请求消息后，首先按照消息序号检查缓存的应答消息队列，看是否对该消息序列已回复过应答。

如果相同消息序号的应答消息存在，则可认为对方重复发送了消息，对该重复消息应不做处理，只将消息序号匹配的应答消息取出，并重新发送给对方；如果相同序号的应答消息不存在，且此序号大于目前接收到对方的消息序号，则平台应正常响应。

否则，直接丢弃报文。

如果是平台发现发生了这种情况，需要记录日志，而且若此现象如果发送频率较高，平台应生成告警。

MDMS平台缓存回复的应答消息以及对应的消息序号时，采用条数和时长综合考虑策略。

终端应缓存接收到平台下发的最后X条请求消息的消息序号以及对该消息的应答报文。

X缺省为3。

如果收到重复的ACK消息，则

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