大數(shù)據(jù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)和管理中的應(yīng)用

摘要：隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展，其在特種設(shè)備檢驗(yàn)和管理領(lǐng)域的應(yīng)用已成為提升安全監(jiān)管效能的重要手段。本文系統(tǒng)梳理了大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)及其在特種設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了當(dāng)前存在的數(shù)據(jù)質(zhì)量參差、技術(shù)應(yīng)用能力不足及安全隱私風(fēng)險(xiǎn)等問題，并提出了針對(duì)性的優(yōu)化策略：通過建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、構(gòu)建智能化技術(shù)體系和完善安全防護(hù)機(jī)制，推動(dòng)特種設(shè)備檢驗(yàn)管理向數(shù)字化、精準(zhǔn)化方向轉(zhuǎn)型。研究表明，大數(shù)據(jù)技術(shù)的深度應(yīng)用可顯著提高設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力、降低監(jiān)管成本，并為我國(guó)特種設(shè)備安全治理提供新思路。
關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù)；特種設(shè)備檢驗(yàn)；數(shù)據(jù)質(zhì)量管理；安全管理；技術(shù)應(yīng)用

隨著近年來我國(guó)特種設(shè)備數(shù)量的不斷攀升，特種設(shè)備的安全性更與公眾生命財(cái)產(chǎn)、社會(huì)民生直接相關(guān)。而傳統(tǒng)模式的檢驗(yàn)作業(yè)管理通常采取人工巡檢和手工紙筆方式，效率低下，信息孤島、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判滯后等現(xiàn)象日益凸顯，《十四五國(guó)家信息化規(guī)劃》提出開展特種設(shè)備智能化監(jiān)管，大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、分析、挖掘能力，為解決以上問題提供一種新的思路。大數(shù)據(jù)在特種設(shè)備方面的運(yùn)用也早有發(fā)展，例如基于物聯(lián)感知技術(shù)的監(jiān)測(cè)、基于機(jī)器學(xué)習(xí)的故障預(yù)測(cè)分析等。

一、大數(shù)據(jù)技術(shù)與特種設(shè)備概述

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)基礎(chǔ)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是一種適用于海量、多樣化、多變數(shù)據(jù)的技術(shù)集合。在數(shù)據(jù)采集上來源廣泛，來自于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、社交媒體和業(yè)務(wù)系統(tǒng)等，在特種設(shè)備領(lǐng)域可通過大型游樂設(shè)施上嵌入的各類傳感器采集其運(yùn)行過程中的參數(shù)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集可通過離線批量采集的方法獲取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)往往存在數(shù)據(jù)格式不同、數(shù)據(jù)質(zhì)量不高等，需要預(yù)處理過程。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是大數(shù)據(jù)技術(shù)的核心部分。傳統(tǒng)的RDB（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）已經(jīng)無法滿足大數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)的需求，從而出現(xiàn)了分布式文件系統(tǒng)。HDFS把數(shù)據(jù)分塊存儲(chǔ)在不同節(jié)點(diǎn)上，以此增加存儲(chǔ)容量和讀/寫性能；MongoDB是支持非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的NoSQL數(shù)據(jù)庫，可以靈活處理特種設(shè)備運(yùn)行過程中的各種類型數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理與分析，主要通過分布式計(jì)算框架、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)。分布式計(jì)算框架主要是MapReduce框架。它可以使大數(shù)據(jù)處理的復(fù)雜任務(wù)分解成為許多子任務(wù)，并以并行的形式計(jì)算每個(gè)任務(wù)。

（二）特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理現(xiàn)狀

特種設(shè)備在國(guó)民生活和人們生活中發(fā)揮著重要作用，然而現(xiàn)階段特種設(shè)備的檢驗(yàn)、管理存在很多問題。檢驗(yàn)技術(shù)相對(duì)落后，目前大部分檢驗(yàn)技術(shù)還是通過人工巡檢、定期檢驗(yàn)等較為原始的方式進(jìn)行檢驗(yàn)。例如對(duì)電梯的檢驗(yàn)，通常只是通過檢驗(yàn)人員定期到現(xiàn)場(chǎng)檢查設(shè)備，投入很大人力，時(shí)間和能源，而且檢查所用的時(shí)間也不夠準(zhǔn)確，不能真正意義上的做到實(shí)時(shí)檢查和監(jiān)控。數(shù)據(jù)資源管理分散，每個(gè)地區(qū)或者部門所管理的特種設(shè)備數(shù)據(jù)格式、標(biāo)準(zhǔn)也不一致，并沒有建立起數(shù)據(jù)共享和有效整合。每個(gè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)、每個(gè)使用單位數(shù)據(jù)都各自為政。數(shù)據(jù)資源的價(jià)值無法實(shí)現(xiàn)。安全管理的負(fù)擔(dān)較大。目前，隨著特種設(shè)備數(shù)量的增多及特種設(shè)備功能的增多，所造成的事故也隨之增加^[1]。但是由于缺乏有效技術(shù)手段和管理方式，未達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和應(yīng)急能力。

二、大數(shù)據(jù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)和管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀與問題分析

（一）應(yīng)用現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，其在特種設(shè)備檢驗(yàn)和管理領(lǐng)域內(nèi)已有一定的應(yīng)用。在檢驗(yàn)方面，大數(shù)據(jù)可用于特種設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的參數(shù)，如溫度、壓力等，通過數(shù)據(jù)分析平臺(tái)應(yīng)用大數(shù)據(jù)相關(guān)算法對(duì)各類傳感器傳輸?shù)奶胤N設(shè)備壓力容器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)異常情況及時(shí)提出預(yù)報(bào)警，輔助確定設(shè)備的健康性。在管理方面，可利用大數(shù)據(jù)應(yīng)用于特種設(shè)備信息化管理系統(tǒng)的搭建，將全生命周期數(shù)據(jù)，如特種設(shè)備的采購數(shù)據(jù)、安裝數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)、維保數(shù)據(jù)等記錄信息進(jìn)行錄入，實(shí)現(xiàn)對(duì)特種設(shè)備的信息化、全過程管理以及管理過程的可視化。

（二）存在問題

1.數(shù)據(jù)質(zhì)量問題

一是特種設(shè)備大數(shù)據(jù)的采集來源廣，且數(shù)據(jù)質(zhì)量存在一定的差異性。數(shù)據(jù)采集設(shè)備的精度、可靠性等不同，采集回來的設(shè)備數(shù)據(jù)并不完全準(zhǔn)確，如有些老設(shè)備的傳感器出現(xiàn)故障或誤差，其采集的數(shù)據(jù)具有誤差值。數(shù)據(jù)格式不同，在不同的系統(tǒng)、不同設(shè)備之間，采集回來的數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，不利于后續(xù)的數(shù)據(jù)整合以及數(shù)據(jù)應(yīng)用的分析。數(shù)據(jù)的完整性也存在不足，有些數(shù)據(jù)可能具有缺失性。

2.技術(shù)應(yīng)用能力不足

部分檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和企業(yè)尚未充分利用大數(shù)據(jù)技術(shù)。在大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用上，從技術(shù)人才來看，在特種設(shè)備檢驗(yàn)與大數(shù)據(jù)技術(shù)上兼具雙高的人才較為稀少。導(dǎo)致在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用還僅僅停留在簡(jiǎn)單的理解掌握當(dāng)中，并不能充分發(fā)揮其作用。從技術(shù)方面來看，一些單位的大數(shù)據(jù)技術(shù)水平有待提高，對(duì)大數(shù)據(jù)信息的處理與分析尚待改進(jìn)，因?yàn)閷?duì)于大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)以及處理速度相對(duì)緩慢，無法做到高效利用大數(shù)據(jù)信息，致使出現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息的丟失現(xiàn)象，不利于后期的大數(shù)據(jù)分析。

3.安全與隱私風(fēng)險(xiǎn)

大數(shù)據(jù)包含著大量的特種設(shè)備敏感信息，安全、隱私等問題不可小覷。在數(shù)據(jù)采集、傳輸及存儲(chǔ)的過程中，可能存在被數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險(xiǎn)，數(shù)據(jù)一旦落入不法分子手中，將會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)安全和個(gè)人生命、財(cái)產(chǎn)安全造成危害。企業(yè)和個(gè)人還存在數(shù)據(jù)及隱私安全保護(hù)意識(shí)較薄弱，部分單位數(shù)據(jù)安全防護(hù)措施缺失，數(shù)據(jù)加密、訪問控制等未建立或缺乏嚴(yán)密機(jī)制等現(xiàn)象。

三、大數(shù)據(jù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)和管理中的應(yīng)用策略

（一）提升數(shù)據(jù)質(zhì)量

提升大數(shù)據(jù)下特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理的數(shù)據(jù)質(zhì)量，需要多方面著手。大力提升數(shù)據(jù)采集的標(biāo)準(zhǔn)化水平，統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，如統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)項(xiàng)、數(shù)據(jù)采集頻率等數(shù)據(jù)指標(biāo)，形成數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化。嚴(yán)格做好采集數(shù)據(jù)的校驗(yàn)和審核工作。運(yùn)用數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性、準(zhǔn)確性、合理性檢測(cè)，對(duì)存在異常、不完整的數(shù)據(jù)做好標(biāo)記，對(duì)缺失的數(shù)據(jù)及時(shí)補(bǔ)充，通過數(shù)據(jù)交叉驗(yàn)證等手段檢查數(shù)據(jù)是否邏輯矛盾，如有進(jìn)行數(shù)據(jù)溯源，進(jìn)行修正。建立數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查、評(píng)價(jià)體系，定期評(píng)估數(shù)據(jù)質(zhì)量，分析問題的原因。

（二）強(qiáng)化技術(shù)應(yīng)用能力

提高大數(shù)據(jù)技術(shù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)和管理上的應(yīng)用能力，需要加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)和技術(shù)開發(fā)。進(jìn)一步加大人才培育力度。特種設(shè)備行業(yè)可聯(lián)合高校及高職院所，開設(shè)特種設(shè)備專業(yè)及大數(shù)據(jù)技術(shù)課程或培訓(xùn)班，培育既具有特種設(shè)備專業(yè)知識(shí)又了解大數(shù)據(jù)技術(shù)的專業(yè)人才。進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用推廣^[2]。通過產(chǎn)學(xué)研等方式加強(qiáng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)及管理應(yīng)用上的研發(fā)投入，開發(fā)新的數(shù)據(jù)分析算法及模型，結(jié)合深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)對(duì)特種設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、挖掘，使設(shè)備故障預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性及及時(shí)性得到提高。

（三）保障數(shù)據(jù)安全與隱私

大力提升大數(shù)據(jù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)及管理應(yīng)用中數(shù)據(jù)安全保障及用戶數(shù)據(jù)隱私。在技術(shù)上運(yùn)用先進(jìn)的數(shù)據(jù)加密技術(shù)對(duì)特種設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，防止數(shù)據(jù)在傳輸、存儲(chǔ)過程被竊取、篡改，建立嚴(yán)密數(shù)據(jù)訪問控制機(jī)制，通過賦權(quán)，為不同用戶角色設(shè)置不同的訪問權(quán)限，只有授權(quán)人員才有權(quán)訪問與操作相應(yīng)數(shù)據(jù)。定期備份數(shù)據(jù)，防止數(shù)據(jù)丟失。加強(qiáng)人員的安全意識(shí)教育工作，提高工作人員的數(shù)據(jù)安全保密意識(shí)。

四、結(jié)語

大數(shù)據(jù)技術(shù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理方面的應(yīng)用有著十分重要的價(jià)值，盡管目前在應(yīng)用過程中已經(jīng)取得了一定效果，但是也存在數(shù)據(jù)質(zhì)量不高、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用能力弱、安全和隱私等大數(shù)據(jù)方面的問題。運(yùn)用數(shù)據(jù)質(zhì)量提升措施、大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)能力的提升措施以及保障大數(shù)據(jù)安全和隱私等舉措來確保大數(shù)據(jù)技術(shù)在特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理方面的深入、穩(wěn)定應(yīng)用，從而使以后大數(shù)據(jù)的進(jìn)一步發(fā)展在特種設(shè)備檢驗(yàn)與管理方面能夠使得檢驗(yàn)和管理變得更科學(xué)和高效，進(jìn)而使公共安全得到保障。

文章來源：《產(chǎn)品可靠性報(bào)告》 http://www.00559.cn/w/kj/32519.html