《電子技術(shù)應(yīng)用》
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典型特種設(shè)備質(zhì)控分布式云平臺設(shè)計(jì)及應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理
曹宏偉1，周前飛2，張莉君3，慶光蔚2，李歌1，唐海龍2
1.中國特種設(shè)備檢測研究院; 2.南京市特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院； 3.福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院
摘要： 針對特種設(shè)備數(shù)據(jù)跨區(qū)域、多主體、分布分散、質(zhì)量低、共享難、效率低、無法及時為特種設(shè)備智慧監(jiān)管賦能問題，研發(fā)電梯、長管拖車、大型游樂設(shè)施等典型特種設(shè)備質(zhì)控分布式云平臺并進(jìn)行應(yīng)用。提出了特種設(shè)備質(zhì)控分布式云平臺設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)需求、應(yīng)用集成需求、架構(gòu)需求、安全需求和性能需求，以服務(wù)+數(shù)據(jù)為核心，通過能力平臺化、管控集中化，建立了高彈性、高可靠的分布式云平臺架構(gòu)，并設(shè)計(jì)開發(fā)云平臺原型；以檢驗(yàn)大數(shù)據(jù)平臺、特種設(shè)備質(zhì)控分布式云平臺、國家電梯事故追溯平臺、長管拖車動態(tài)風(fēng)險監(jiān)管平臺、全國大型游樂設(shè)施健康管理平臺構(gòu)成“1+N+3”的平臺主線建立示范應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)存證、追溯、協(xié)同三方面的應(yīng)用，為智慧監(jiān)管提供新的手段和工具，提高特種設(shè)備管理的效率和透明度。
中圖分類號：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI:10.19358/j.issn.2097-1788.2025.02.013
引用格式：曹宏偉，周前飛，張莉君，等. 典型特種設(shè)備質(zhì)控分布式云平臺設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.網(wǎng)絡(luò)安全與數(shù)據(jù)治理，2025，44（2）：81-87.
Design and application of distributed cloud platform for quality control of typical special equipment
Cao Hongwei1， Zhou Qianfei2， Zhang Lijun3， Qing Guangwei2， Li Ge1， Tang Hailong2
1.China Special Equipment Inspection and Research Institute； 2. Nanjing Special Equipment Safety Supervision Inspection and Research Institute; 3.Fujian Special Equipment Inspection and Research Institute
Abstract： In view of the problems of cross-regional, multi-agent, scattered distribution, low quality, difficult sharing, low efficiency, and inability to timely enable the intelligent supervision of special equipment, a distributed cloud platform for quality control of typical special equipment such as elevators, long tube trailers, and large amusement facilities has been developed and applied. The basic technical requirements, application integration requirements, architecture requirements, security requirements and performance requirements of special equipment quality control distributed cloud platform design were proposed. With service + data as the core, a highly flexible and reliable distributed cloud platform architecture was established through capability platform and centralized management and control, and the cloud platform prototype was designed and developed. The demonstration application scenario was established with the main line of the "1+N+3" platform consisting of the inspection big data platform, the distributed cloud platform for special equipment quality control, the national elevator accident traceability platform, the longtube trailer dynamic risk supervision platform, and the national large-scale amusement facility health management platform. It realizes the application of the three aspects of storage, traceability and coordination, provides new means and tools for intelligent supervision, and improves the efficiency and transparency of special equipment management.
Key words : special equipment；blockchain; big data；distributed；cloud platform

引言

截至2023年底全國特種設(shè)備達(dá)2 128.91萬臺，全年特種設(shè)備事故和相關(guān)事故71起［1］，隨著時間的推移，特種設(shè)備的服役年限也在增加，發(fā)生故障的概率趨于增大。在設(shè)備全生命周期的各個管理環(huán)節(jié)，特種設(shè)備數(shù)據(jù)存在檢驗(yàn)檢測跨區(qū)域、多主體、分布分散、來源不一等問題。造成上述問題的關(guān)鍵因素之一就是特種設(shè)備數(shù)據(jù)質(zhì)量低、共享難、效率低，無法及時為特種設(shè)備智慧監(jiān)管賦能。因此，亟需通過區(qū)塊鏈、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)解決這些問題，以提高特種設(shè)備管理的效率和透明度，降低特種設(shè)備安全管理成本，減小故障發(fā)生的概率。

在平臺構(gòu)建與信息管理方面，目前研究主要聚焦于搭建各類平臺以實(shí)現(xiàn)對特種設(shè)備不同層面的管理與信息處理，提升整體管理效率與信息處理能力。丁日佳等［2］針對移動式承壓設(shè)備動態(tài)監(jiān)管設(shè)計(jì)了具有動態(tài)感知、數(shù)據(jù)共享、智慧管理、社會服務(wù)的監(jiān)管云平臺。張莉君［3］定義了相關(guān)特種設(shè)備賬本資源要素，給出了基于聯(lián)盟鏈的特種設(shè)備質(zhì)控分布式云平臺模型與設(shè)計(jì)方案，提供與現(xiàn)有信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)共識交互的能力。趙輝［4］提出基于聯(lián)盟鏈技術(shù)建立特種設(shè)備健康檢測體系生態(tài)，通過聯(lián)盟鏈弱中心化的特征以解決服務(wù)調(diào)用過程中的數(shù)據(jù)安全及隱私性保護(hù)問題。伍冠樺［5］研究基于云平臺的特種設(shè)備信息管理應(yīng)用系統(tǒng)，利用二維碼技術(shù)為每一臺新裝電梯建立具有“個人身份信息”的電子檔案，實(shí)現(xiàn)對電梯的安全管理與全面監(jiān)控。王旬［6］針對特種設(shè)備檢驗(yàn)檔案信息管理的要求，分析了云計(jì)算技術(shù)及應(yīng)用特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了特種設(shè)備檔案信息管理云平臺。林寧［7］針對云數(shù)據(jù)處理技術(shù)在特種設(shè)備監(jiān)督管理平臺中的運(yùn)用展開分析，以提高特種設(shè)備監(jiān)督管理效率。

在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障處理方面，目前研究重點(diǎn)關(guān)注特種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷與處理。張凱［8］運(yùn)用云平臺技術(shù)建立了基于云平臺的索道運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時監(jiān)測索道設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和工況參數(shù)，通過云端數(shù)據(jù)分析進(jìn)行故障診斷及健康狀態(tài)預(yù)測。葉軒宇［9］設(shè)計(jì)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的電梯遠(yuǎn)程智能運(yùn)維平臺，平臺主要功能包括數(shù)據(jù)大屏展示、電梯信息監(jiān)控、電梯故障維保、電梯故障預(yù)測等，提高了電梯的維保效率和安全性能。劉佳璐［10］建立了電梯維保智能管控云平臺，構(gòu)建了完整的電梯安全評價體系和電梯故障知識庫，實(shí)現(xiàn)了基于大數(shù)據(jù)的電梯故障預(yù)警。周奇才等［11］提出了一種基于K8s的設(shè)備監(jiān)測云平臺架構(gòu)方案，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測程序的容器化管理等功能，解決了起重機(jī)械監(jiān)測程序管理困難、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)據(jù)量龐大等問題。何燕［12］、王開楝［13］等提出基于云平臺的承壓設(shè)備耐壓試驗(yàn)監(jiān)督評價系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)耐壓試驗(yàn)自動控制、合格性自動判定，輔助特檢部門遠(yuǎn)程在線監(jiān)督耐壓試驗(yàn)全過程。這些研究針對不同特種設(shè)備，從設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測到故障處理的各個環(huán)節(jié)，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，現(xiàn)有研究多圍繞單一設(shè)備或特定管理環(huán)節(jié)展開，在范圍上較為分散，缺乏對特種設(shè)備全生命周期管理的系統(tǒng)性整合，無法形成全面、協(xié)同的管理體系。同時，針對特種設(shè)備故障救援、檢驗(yàn)維保知識獲取不直觀，以及自然災(zāi)害、重大活動、疫情等不可抗力因素導(dǎo)致專家現(xiàn)場指導(dǎo)不及時，作業(yè)人員知識儲備不足等實(shí)際問題，現(xiàn)有研究未能提供有效的解決途徑。因此，本文針對電梯、大型游樂設(shè)施、長管拖車等典型特種設(shè)備，基于質(zhì)量安全風(fēng)險防控去中心化模型及應(yīng)用場景，研究質(zhì)控分布式云平臺構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)，搭建具有資源調(diào)度、輔助決策、遠(yuǎn)程診斷等功能的分布式云平臺原型，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量安全風(fēng)險防控?cái)?shù)字化及去中心化。


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作者信息：

曹宏偉1，周前飛2，張莉君3，慶光蔚2，李歌1，唐海龍2

（1.中國特種設(shè)備檢測研究院,北京100000;

2.南京市特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，江蘇南京210000；

3.福建省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院,福建福州350008）


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