طريقتان لفشل أنظمة فرامل السلالم المتحركة

تم تقديم هذه الورقة لأول مرة تقريبًا في الندوة الثانية عشرة لتقنيات المصاعد والسلالم في سبتمبر 12 وتم طباعتها على موقع الويب الخاص بالندوة في المصاعد

الكلمات الرئيسية: أنظمة فرملة السلالم المتحركة ، حالة الهروب ، حركيات السلم المتحرك ، سقوط الركاب ، تباطؤ أنظمة الكبح الذكية ، رعشة

الملخص 

نظام الكبح في السلم المتحرك هو أهم عنصر أمان. يمكن أن يؤدي فشل نظام فرملة السلم المتحرك إلى إصابة الركاب وحتى الوفيات. يمكن أن تفشل أنظمة فرملة السلالم المتحركة في وضعين: في الوضع الأول للفشل ، يفشل نظام الكبح في إيقاف الحمل النازل وإبطائه عندما لا يتم ضبطه بشكل صحيح أو يكون خارج الضبط تمامًا. هذا يؤدي إلى وضع هارب. 

الوضع الثاني للفشل هو عندما يتم ضبط نظام فرملة السلم المتحرك بإحكام بحيث يؤدي إلى توقف شديد للسلالم المتحركة وسقوط الركاب المترتب على ذلك. يعتبر سقوط الركاب على السلالم المتحركة أحد الأسباب الرئيسية للحوادث بما في ذلك الجروح والكدمات وانحباس الأصابع ، وفي بعض الحالات ، السحق الذي يؤدي إلى الاختناق. تقدم الورقة لمحة عامة عن هذين النوعين من الإخفاقات وأسبابها والحلول الممكنة. أحد الحلول التقنية التي تمت معاينتها هو استخدام أنظمة فرملة السلم المتحرك الذكية للتحكم في تباطؤ السلم المتحرك المتوقف. توجد تقنيتان للتحكم في أنظمة فرملة السلالم المتحركة: الكهربائية والهيدروليكية.

1. مقدمة

يعتبر نظام الكبح في السلم المتحرك هو العنصر الأكثر أهمية. يمكن أن يؤدي فشل نظام الكبح على السلم المتحرك إلى إصابات أو وفيات الركاب.

تحاول هذه الورقة مراجعة فشل نظام الكبح الذي يؤدي إلى إصابات الركاب. هناك نوعان من أنماط الفشل لأنظمة فرملة السلم المتحرك. الوضع الأول لفشل نظام الكبح هو عندما يفشل في التباطؤ وإيقاف السلم المتحرك المحمل. وهذا يؤدي إلى زيادة خطيرة في السرعة وما يترتب على ذلك من إصابات للركاب ناتجة عن تكوين "كومة بشرية" عند هبوط السلم المتحرك. الوضع الثاني لفشل نظام فرملة السلم المتحرك هو عندما يتم تطبيق نظام الكبح بشدة عندما يتم تحميله بشكل خفيف ، مما يتسبب في فقدان الركاب للتوازن والسقوط ، مع إصابات تبعية على شكل جروح وكدمات وحتى انحناء الأصابع.

يمكن القول أن هذين النوعين من الإخفاقات ليسا إخفاقات بالمعنى الكلاسيكي للعمل (على سبيل المثال ، الفشل الكلاسيكي هو عندما يتلف أحد المكونات ، أو يفشل جهاز الاستشعار في إرسال إشارة). في حين أن هذا صحيح ، فإن هذين الإخفاقين هما في الأساس شكلين من أشكال سوء التوافق الذي يؤدي إلى عدم قدرة نظام الكبح على أداء وظيفته. ومن ثم ، فقد تم تصنيفهم على أنهم فشلوا في هذه الورقة.

تجدر الإشارة إلى أن الوضع الأول للفشل يمكن عكسه بسهولة إذا تم اكتشافه في الوقت المناسب. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن هناك أنماط فشل أخرى في السلم المتحرك لا رجوع فيها. يمكن الحصول على فهم أفضل لمحتويات هذه الورقة من خلال فهم حالة لوائح السلامة للسلالم المتحركة الرئيسية في العالم.

تستعرض هذه الورقة البحث والعمل العملي الذي تم تنفيذه حتى الآن في جميع المجالات المذكورة أعلاه. توفر الورقة بعض المعلومات الأساسية الضرورية حول فرملة السلم المتحرك من حيث نموذج سبب حادث الراكب (القسم 2) ، وتشريح توقف السلم المتحرك (القسم 3) ، والمتطلبات القياسية المتعلقة بأداء نظام فرملة السلم المتحرك (القسم 4) ومتطلبات اختبار الوزن في سلالم الخدمة العامة (القسم 5). تتم مراجعة مشكلة حوادث هروب السلم المتحرك في القسم 6 ، بما في ذلك المنهجية الجديدة المقترحة لاختبار نظام فرملة السلم المتحرك دون استخدام الوزن لتجنب وضع الفشل هذا. يفحص القسم 7 العمل التجريبي الذي تم إجراؤه في إيجاد علاقة بين حركيات وآليات المصعد المتوقف وخطر سقوط الركاب. يوفر العمل المنجز في هذا المجال قيمة موصى بها للحد الأقصى لقيمة التباطؤ التي لا ينبغي تجاوزها أثناء توقف السلم المتحرك. يستعرض القسم 8 نوعين من أنظمة الكبح الذكية التي تستخدم لمنع تباطؤ المصعد المتوقف عن تجاوز هذه القيم الموصى بها: أنظمة الكبح الهيدروليكية وأنظمة الكبح الكهربائية. الاستنتاجات موضحة في القسم 9.

2. نموذج سبب حادث ركاب السلم المتحرك

من المفيد في هذه المرحلة مناقشة نموذج السببية للركاب في السلالم المتحركة. حددت الأبحاث السابقة ثلاث فئات تؤدي إلى حوادث ركاب على السلالم المتحركة: [1]

التصميم: أثناء مرحلة تصميم نظام فرملة السلم المتحرك ، يمكن تقليل مخاطر تعطل الفرامل أو القضاء عليها.

الفحص والصيانة: يعد الفحص أمرًا بالغ الأهمية في تحديد المشكلات في نظام الكبح مبكرًا ومعالجتها عن طريق الصيانة.

سلوك الركاب: وعي الركاب مهم في تجنب الحوادث. يمكن للوعي الجيد تجنب مخاطر سقوط الركاب (على سبيل المثال ، التمسك بالدرابزين ومواجهة اتجاه السفر).

يوفر هذا النموذج إطارًا إرشاديًا للوقاية من حوادث الركاب (الشكل 1). من خلال تحليل الفئات الثلاث المذكورة أعلاه (أو مزيج منها) ، من الممكن تحديد الأسباب الجذرية للحادث والوقاية منه. يمكن العثور على المزيد عن حوادث الركاب على السلالم المتحركة في المراجع [2] و [3].

3. تشريح توقف السلم المتحرك تحت تأثير نظام الكبح

أداة أخرى مفيدة يمكن أن تكون ضرورية في فهم تشغيل الفرامل ، وبالتالي فشل الفرامل ، هي ملف تعريف السرعة والوقت لفرقة السلم المتحرك أثناء التوقف. ملف تعريف السرعة والوقت هو رسم بياني لسرعة النطاق التدريجي للسلالم المتحركة مع الوقت.

يوضح الشكل 2 ملامح السرعة والوقت لسلالم الخدمة العامة. تتكون أنظمة الكبح من جزأين: فرامل تشغيلية وفرامل مساعدة (باستخدام مصطلحات EN 115-1: 2008). يتم رفع كلا المكابح هيدروليكيًا وزنبرك (لأسباب تتعلق بالسلامة الواضحة).

كما يمكن رؤيته ، فإن وقت التوقف (من الوقت الذي يتم فيه الضغط على مفتاح الإيقاف حتى يتوقف السلم المتحرك تمامًا) هو حوالي ثانيتين. يتضمن وقت التوقف هذا التأخير الكهربائي (حوالي 2 مللي ثانية) ، والتأخير الميكانيكي (حوالي 350 مللي ثانية) ، وتراكم عزم دوران الفرامل (حوالي 360 مللي ثانية) ووقت التوقف النهائي تحت عزم الفرامل الكامل (حوالي 890 مللي ثانية).

يوضح الشكل أيضًا المقارنة مع توقف احتكاك (حيث يتوقف المصعد تحت تأثير الاحتكاك فقط ، بدون أي عزم كبح). هذا مفيد للإشارة إلى الحالة الميكانيكية للنطاق التدريجي.

يُعتقد أن الحد الأقصى لقيمة التباطؤ أثناء توقف السلم الكهربائي يتناسب عكسياً مع خطر سقوط الركاب.

4. متطلبات أداء الفرامل

تنص متطلبات أداء المكابح على النحو المنصوص عليه في المعيار الأوروبي EN 115 على الحد الأقصى والأدنى لمسافة التوقف فقط. أقصى مسافة توقف تتعلق بالسلالم المتحركة المحملة بالكامل والتي تعمل في الاتجاه السفلي. الحد الأدنى لمسافة التوقف يتعلق بسلالم التوقف الفارغة (انظر الجدول 1).

والأساس المنطقي لذلك هو أن السلم المتحرك لا يجب أن يتوقف بشكل مفاجئ عندما يكون فارغًا ، حتى لا يتسبب في سقوط الركاب عند سفر الركاب عليه. عندما تكون محملة بالكامل ، يجب أن تكون قادرة على التوقف ضمن مسافة معقولة لحماية الركاب من حالة الهروب.

تحدد المواصفة القياسية الأمريكية (ASME A17.1-2010 / CSA B44-10) الحد الأقصى لقيمة تباطؤ السلم المتحرك على أنها 0.91 م / ث 2.

تعد مسافة التوقف من تلقاء نفسها مؤشرًا ضعيفًا لأداء الفرامل. استنادًا إلى العديد من الأبحاث ، هناك أدلة قوية تشير إلى أن القيمة القصوى للتباطؤ هي أفضل مؤشر على توقف الراكب عن الراحة وخطر سقوط الركاب. [4] يُعتقد أن الحد الأقصى لقيمة التباطؤ أثناء توقف السلم الكهربائي يتناسب عكسياً مع خطر سقوط الركاب. تمت إعادة صياغة EN 115 لتحديد متطلبات تباطؤ قصوى إضافية تبلغ 1 م / ث 2 ، بالإضافة إلى مسافات التوقف.

5. متطلبات اختبار الوزن على سلالم الخدمة العامة

قبل مناقشة نمط الفشل حيث يفشل نظام الكبح في إبطاء السلم المتحرك المحمّل وإيقافه ، من المفيد إلقاء نظرة على اختبار الوزن الذي يتم إجراؤه على سلالم الخدمة العامة للتخفيف من مخاطر مثل هذا الفشل .

تتمثل الوظيفة أو نظام الكبح على السلم المتحرك في ضمان إحضار السلم المتحرك المحمّل بالكامل بأمان إلى طريق مسدود عند الحاجة إلى القيام بذلك بعد تعثر جهاز الأمان أو تنشيط مفتاح إيقاف الطوارئ للركاب. أدخلت التطورات الأخيرة استخدام أنظمة الكبح الكهربائية لتكملة أنظمة الكبح الميكانيكية.

من المتطلبات عمومًا إجراء اختبار الوزن بالحمل الكامل للسلالم المتحركة الجديدة والمجددة والمُجددة جزئيًا لإثبات أن نظام الكبح قادر (وقد تم إعداده لـ) على إيقاف السلالم المتحركة المحملة بالكامل والتي تعمل في الاتجاه السفلي عند السرعة المقدرة وإيقافها ضمن المسافات المنصوص عليها في EN 115-1: 2008.

اختبار الوزن عملية طويلة ومكلفة للغاية. يتم تنفيذه عند استبدال السلم المتحرك أو تجديده أو عند تغيير نظام الكبح. هذا مهم بشكل خاص في سلالم الخدمة العامة. تتعرض سلالم الخدمة العامة لمستويات عالية من حركة الركاب ، مما يجعل سلامة الفرامل أكثر أهمية.

يتم افتراض قيمة 150 كجم لكل خطوة بشكل عام من أجل حساب حجم المحرك أو العاكس لسلالم الخدمة العامة. 150 كجم تعادل راكبين في كل خطوة تزن كل منهما 75 كجم وهي أعلى وأكثر من متطلبات EN 115-1: 2008.

تم إجراء الكثير من الأبحاث حول الطاقة التي يسحبها السلالم المتحركة [6] والتي أظهرت أن الطاقة التي يسحبها السلم المتحرك بالكيلوواط يمكن حسابها على النحو التالي (وهي أساسية لمنهجية اختبار الوزن عديم الوزن التي نناقشها لاحقًا في هذا القسم: من خلال إيجاد قوة عدم التحميل التي يسحبها السلم المتحرك ، يصبح من الممكن بعد ذلك العثور على عزم الاحتكاك في السلم المتحرك):

P_NL = 0.47 ⋅ ص + 1.74

أين:

P_NL هي القوة التي يسحبها السلم المتحرك بالسرعة المقدرة ولا يوجد حمل بالكيلوواط

r هو ارتفاع المصعد م

قدمت ورقة سابقة [7] نموذجًا قائمًا على القياس يسمح بالتنبؤ بمسافة توقف السلم المتحرك في ظل ظروف التحميل لتفادي الحاجة إلى اختبار الوزن بالحمل الكامل. سيعمل مثل هذا النموذج على تحسين مستوى الأمان في السلالم المتحركة ويسمح بنهج أكثر علمية لموضوع اختبار الوزن والتحقق من الفرامل.

إذا تم توضيح العلاقة بين سرعة الحالة المستقرة والتباطؤ ومسافة التوقف بموجب المعايير التنظيمية ، فيمكن الحصول على المعلومات المادية التي تؤدي إلى حالة الإجراءات المضادة للحوادث.

6. ظروف الهروب على السلالم المتحركة

تشكل حالات الهروب أحد المصادر الرئيسية لإصابات الركاب الخطيرة على السلالم المتحركة. تحدث حالات الهروب عندما يتسارع سلم متحرك محمل بثقل إلى الأسفل، متجاوزًا سرعته المقدرة ويتسبب في تكدس الركاب عند الهبوط السفلي. ومن الأمثلة على حالات الهروب الحادث الذي وقع في برج سي إن في تورنتو عام 1988. وفيما يلي مقتطف من الخبر الذي نشرته الصحافة (ELEVATOR WORLD، ديسمبر 1988):

"تم نقل تسعة أطفال إلى المستشفى بعد أن كانوا في كومة بشرية على سلم متحرك في قاعدة برج CN في تورنتو ، ولكن تم إطلاق سراحهم بسرعة. قال الرقيب دوغ إيكلوند من شرطة المترو إن الشهود أفادوا أن السلم المتحرك بدا وكأنه يتسارع قبل أن يتوقف بعد الضغط على زر التوقف في حالات الطوارئ. قال إن أحد البالغين ضغط على الزر بعد أن أصبح قلقًا بشأن الازدحام في قاعدة المصعد ".

تحدث حالات الهروب عندما لا يتم ضبط نظام الكبح في السلم المتحرك بشكل صحيح ولا يمكن إحضار السلم المتحرك المحمل للراحة. عندما يتوقف السلم المتحرك عن التفريغ أو التحميل الخفيف ، فإن الاحتكاك في المصعد يكون كافياً لإيقافه. ومع ذلك ، عندما يكون السلم المتحرك محملاً بشكل كبير بالركاب (كما هو الحال خلال ساعات الذروة أو بعد الأحداث الكبرى ، مثل مباريات كرة القدم أو الحفلات الموسيقية) ، فإن نظام الكبح غير قادر على إيقاف السلم المتحرك المحمل عند الضغط على زر التوقف. ونقل عن الركاب قولهم: "ضغطت على زر الإيقاف عدة مرات ، لكن السلم المتحرك لم يتوقف!" الفحوصات التي أجريت بعد الحادث لا تكشف عن المشكلة ، حيث أن السلم المتحرك متوقف بدون حمل عليه ، والاحتكاك كافٍ لتهدئته.

ما يحدث أثناء حالة الهروب مبيّن هنا. يُعطى السلم المتحرك الذي يتحرك لأسفل محملاً بشكل كبير أمرًا بالتوقف (إما عن طريق ضغط شخص ما على مفتاح التوقف أو عن طريق رحلة جهاز أمان زائفة). ثم يتم فصل المحرك عن the source من التوريد عن طريق تعثر الموصلات الرئيسية. من خلال سحب الطاقة من المحرك ، يتم ترك السلم المتحرك يتحرك بحرية تحت الجاذبية. نظرًا لأن نظام الكبح غير فعال ، يبدأ السلم المتحرك وحملته بالتسارع إلى أسفل. محاولات الركاب لإيقافه عن طريق الضغط على مفتاح التوقف لا طائل من ورائها ، حيث أن السلم المتحرك متوقف بالفعل "كهربائيًا" ، وهو في الواقع تحت الجاذبية ميكانيكيًا. يتسارع السلم المتحرك إلى سرعات عالية بشكل خطير (تم الإبلاغ عن سرعات تصل إلى 2 م / ث). يصل الركاب إلى الهبوط السفلي حيث يسقطون على بعضهم البعض ويشكلون "كومة بشرية". بمجرد "رمي" عدد كبير من الركاب من المصعد ، يبدأ السلم المتحرك في التباطؤ حتى يتوقف تحت الاحتكاك.

في الحالات التي يتحرك فيها السلم المتحرك ذو الحمولة الثقيلة إلى أعلى ، يتباطأ السلم المتحرك إلى طريق مسدود ثم يعكس اتجاهه ويتسارع إلى أسفل في نفس تسلسل الأحداث التي تمت مناقشتها أعلاه في حالة السلم المتحرك للأسفل.

في بعض الحالات ، لا يكون سبب الهروب هو خلل في نظام الكبح ، بل هو قص ميكانيكي للعمود العلوي للسلالم المتحركة. تسلسل الأحداث ، مع ذلك ، متشابه.

إذا لم يتم اكتشاف المشكلة من قبل طاقم التشغيل ، فإن ما يحدث أحيانًا هو ترك السلم المتحرك في الخدمة (في حالة ثابتة) بعد وقوع الحادث. يجد الركاب الجدد الذين يصلون السلم المتحرك ثابتًا ويعتقدون أنه يعمل كسلم ثابت. بمجرد صعود عدد كافٍ من الركاب على السلم المتحرك الثابت المعيب ، يبدأ في التحرك لأسفل تحت تأثير الجاذبية ، ويكرر تسلسل الأحداث أعلاه.

فيما يلي أمثلة على حوادث الهروب:

• برج تورنتو سي إن ، ديسمبر 1988 (أسفل)
• MARTA (هيئة النقل السريع في أتلانتا متروبوليتان) ، أتلانتا ، جورجيا ، الولايات المتحدة ، السلالم المتحركة مقفلة لمنع القيادة الحرة أثناء الظروف المزدحمة 
• مترو أنفاق لندن ، لندن ، المملكة المتحدة ، محطة سيرك أوكسفورد ، المصعد رقم 4 ، أغسطس 1999 (العمود العلوي المنفصمة)
• 18 يناير 2000 ، مطار ناشفيل الدولي ، الولايات المتحدة
• نيوكاسل ، إنجلترا ، المملكة المتحدة ، مترو السلم الكهربائي ، 1 مايو 2001 (أعلى)
• نيوكاسل ، مترو السلم الكهربائي ، 9 فبراير 2002 (أسفل).
• مترو أنفاق لندن ، لندن ، المملكة المتحدة ، محطة واترلو ، 2002.
• أنهايم ، كاليفورنيا ، مشجعو البيسبول ، 7 مايو 2002 ، 15 راكبًا يعانون من إصابات طفيفة (أسفل)
• ملعب كورس فيلد ، دنفر ، كولورادو ، الولايات المتحدة ، يوليو 2003 ، 20 مصابًا.
• مركز تسوق رافلز سيتي ، سنغافورة ، مايو 2003 ، (فوق) ، شخص واحد في المستشفى
• عكس اتجاه السلالم المتحركة ، محطة Xinzhuang ، شنغهاي ، الصين ، خط مترو الأنفاق رقم واحد ، إصابة 38 شخصًا (أعلى)

تغطي ورقة حديثة أعدها ديفيد كوبر بشكل أكثر شمولاً هذا النوع من الفشل. [8] يمكن استيعاب الوضع الحالي للتحكم في المخاطر للسلالم المتحركة من خلال وصف معدل انتشار تدابير السلامة بعد مراجعة EN 115-1: 2008.

7. بحث في تأثير حركيات التوقف عند سقوط الركاب

الوضع الآخر للفشل هو توقف السلم المتحرك بقسوة عند تحميله بشكل خفيف وتسبب في سقوط الركاب. يمكن أن يكون سبب سقوط الركاب على السلالم المتحركة بسبب توقف المصعد. لقد ثبت أن 2.5٪ من التوقفات غير المخطط لها للسلالم المتحركة يمكن أن تؤدي إلى سقوط الركاب. يمكن أن يؤدي سقوط الركاب على السلالم المتحركة إلى مجموعة من الإصابات ، بدءًا من الجروح والكدمات عند اصطدام الدرجات ، وانحباس الأصابع بين الدرجات والتنانير ، وشدة السحق عند الهبوط السفلي بسبب سقوط الركاب الآخرين على بعضهم البعض مع المخاطرة. من الاختناق. [9]

تم إجراء ثلاث دراسات حول العلاقة بين مخاطر سقوط الركاب على السلم المتحرك المتوقف وحركية التوقف. تعتمد المنهجية على مطالبة المتطوعين بتقييم جودة التوقف إما في الكلمات [4] ، [10] أو على مقياس رقمي من 1 إلى 10. [11]

يخلص العمل في المراجع [4] و [11] إلى أن قيمة 1 م · ث -2 لقيمة التسارع أثناء توقف السلم المتحرك يبدو أنها حد معقول لفرضه على الحد الأقصى لقيمة التسارع أثناء التوقف.

تعتمد هذه الطريقة على استخدام الأشخاص الذين يركبون السلالم المتحركة أثناء التوقف ويقدمون تقييمًا شخصيًا لجودة التوقف وتقييمهم لخطر السقوط. يمكن العثور على مثال لهذا النهج التجريبي في المرجع [10] ، حيث تم استخدام الاختبارات التجريبية على الموضوعات لإيجاد عتبة إدراكهم للحركة فيما يتعلق بالعمر وعوامل أخرى.

يمكن تلخيص البحث في هذا المجال على النحو التالي:

• بحث عام حول مخاطر سقوط الركاب [12] ، [13] ، [14]
• العلاقة النوعية بين سقوط الركاب وحركية التوقف [11] ، [4] ، [10]
• العلاقة الكمية بين سقوط الركاب وحركية التوقف باستخدام النماذج التحليلية [15]
• تظهر نتائج كل هذه البحوث (الكمية والنوعية) ما يلي:
• العامل الأكثر أهمية في التسبب في سقوط الركاب أثناء توقف السلم المتحرك هو الحد الأقصى لقيمة التباطؤ.
• إن وضع حد أعلى لقيمة إبطاء سلم متحرك للإيقاف بمقدار 1 م / ث 2 من شأنه أن يضمن التخلص من معظم حالات سقوط الركاب التي يسببها توقف السلم المتحرك.

ستكون هذه القيمة هي التصميم المستهدف الموصى به وقيمة الاختبار التي سيتم استخدامها كمعيار اختبار للقبول أو بطريقة أخرى لأداء نظام فرملة السلم المتحرك. مثل هذا المعيار من شأنه القضاء على مخاطر سقوط الركاب بسبب توقف السلم المتحرك غير المخطط له. يناقش القسم التالي كيفية تطبيق استخدام أنظمة الكبح الذكية لتحقيق هذا المطلب.

8. أنظمة الكبح الذكية

كما تمت مناقشته في الأقسام السابقة ، يجب وضع حد للقيمة القصوى لتسريع المصعد المتوقف لضمان تجنب سقوط الركاب عند توقف سلم متحرك خفيف الوزن (خاصةً استجابةً لتعثر جهاز السلامة أو توقف يدويًا يُحوّل).

يمكن استخدام القيمة القصوى المسموح بها لتباطؤ المصعد المتوقف كمتغير تحكم في نظام الكبح الذكي. نظام الكبح الذكي هو نظام يتحكم في ملف تعريف سرعة التوقف للسلالم المتحركة لتحقيق مسافة التوقف أو السرعة المطلوبة. يظهر الرسم التخطيطي لنظام الكبح الذكي العام في الشكل 3 أدناه.

أصبح من الممكن الآن مع استخدام أنظمة فرملة السلم المتحرك الحديثة (نظام الكبح الذكي القائم على الكهرباء أو الهيدروليكي) لرصد قيمة السرعة والتسارع في السلم المتحرك باستمرار في الوقت الفعلي وضبط جهد الكبح الكهربائي من أجل تجنب التباطؤ الذي يتجاوز الحد الأقصى. قيمة الهدف. تم توضيح ذلك بالتفصيل في المراجع [5] و [16].

الأنظمة ذات الأساس الهيدروليكي: تتطلب الأنظمة القائمة على أساس هيدروليكي رفع إحدى الفرامل التقليدية هيدروليكيًا. تتحكم الأنظمة الهيدروليكية في الضغط الهيدروليكي الذي يرفع وسادات الفرامل عن القرص. يمكن القيام بذلك إما عن طريق استخدام صمام تناسبي خطي أو باستخدام تعديل التشغيل / الإيقاف عن طريق تغيير نسبة التشغيل (أي نسبة التشغيل / الإيقاف). تمت مناقشة أنظمة الكبح الذكية القائمة على أساس هيدروليكي بمزيد من التفصيل في المرجع [16].

الأنظمة القائمة على الكهرباء: تم تجهيز أنظمة التحكم في السلالم المتحركة الحديثة بمحركات متغيرة السرعة تستخدم لبدء تشغيل السلم المتحرك وتشغيله بسرعات مختلفة خلال النهار. يمكن أيضًا استخدام محرك الأقراص هذا لتنفيذ وظيفة الكبح الذكية. تستخدم الأنظمة القائمة على الكهرباء محرك السرعة المتغيرة (عادةً محرك VF) لإيقاف السلم المتحرك ثم استخدام المكابح الميكانيكية كأجهزة إمساك. في هذه الحالة ، تصبح الفرامل الميكانيكية المستخدمة للفرملة التقليدية مجرد مكابح انتظار مطبقة بمجرد توقف السلم المتحرك. لا يستخدم العاكس المستخدم في هذا النظام ردود فعل الحلقة المغلقة ، ويعتمد على حقيقة أن المحرك سوف يتبع السرعة التي يتم ضبطها بواسطة التردد الذي يرسله محرك الأقراص.

يظهر مثال على أداء نظام الكبح الذكي القائم على الكهرباء في الشكل 4. يتضح من الشكل كيف يحقق نظام الكبح نفس التباطؤ بغض النظر عن الحمل على السلم المتحرك. [5]

بشكل عام ، أصبح نظام الكبح الذكي القائم على الكهرباء الآن أكثر استخدامًا ، مقارنةً بالأنظمة القائمة على هيدروليكي. تظهر المقارنة أدناه:

• تم العثور على نظام الكبح الكهربائي بشكل عام ليكون أسرع في الاستجابة للتغيرات في سرعة السلم المتحرك ، وبالتالي يحقق تحكمًا أوثق بكثير في ملف تعريف السرعة.

• بشكل عام ، تكلفة نظام الكبح الكهربائي أقل من تكلفة نظام الكبح هيدروليكيًا ، حيث أن العديد من السلالم المتحركة الحديثة تحتوي بالفعل على محرك متغير السرعة. من أجل تنفيذ نظام الكبح الذكي القائم على الهيدروليكي ، هناك حاجة إلى جهاز تحكم خاص بالإضافة إلى ميزة تعديل عرض النبض (PWM) ، من أجل التحكم في صمام الفرامل التشغيلي.

• يتعارض تنفيذ نظام الكبح الكهربائي مع الإصدار الأقدم من EN 115 ، ولكن تمت معالجة ذلك الآن في أحدث مراجعة لـ EN 115-1: 2008.

9. الاستنتاجات

هناك طريقتان لفشل أنظمة فرملة السلم المتحرك. الوضع الأول للفشل هو عندما يتم ضبط أو تآكل نظام فرملة السلم المتحرك بشكل سيئ بحيث يفشل في إبطاء وإيقاف السلم المتحرك بالكامل. يمكن أن يؤدي ذلك إلى إصابات خطيرة للركاب (على سبيل المثال ، الاختناق) حيث تتجاوز السرعة الهابطة للسلالم المتحركة بشكل كبير السرعة المقدرة للسلالم المتحركة. يتم منع خطر الفشل هذا بشكل أساسي من خلال الفحص والصيانة المنتظمين. لتجنب الحاجة إلى اختبار الوزن على سلالم الخدمة العامة ، يمكن استخدام تقنيات النمذجة الحديثة للتنبؤ بأداء السلالم المتحركة المحملة بالكامل من قياسات التباطؤ على السلالم المتحركة غير المحملة.

الوضع الثاني للفشل هو عندما يتسبب نظام الكبح في توقف حاد للسلالم المتحركة ذات الحمولة الخفيفة ، مما يؤدي إلى سقوط الركاب. يمكن أن يتسبب سقوط الركاب في عدد من الإصابات ، مثل الجروح والكدمات وحتى انحناء الأصابع بين جانب الخطوة والحافة.

تجدر الإشارة إلى أن الوضع الأول للفشل يمكن عكسه بسهولة إذا تم اكتشافه في الوقت المناسب. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن هناك أنماط فشل أخرى في السلم المتحرك لا رجوع فيها.

تعتبر حالات الهروب أحد المصادر الرئيسية لإصابات الركاب الخطيرة على السلالم المتحركة.

تم إجراء بحث في العلاقة بين مخاطر سقوط الركاب وحركية التوقف. لقد وجد أن هناك علاقة قوية بين تباطؤ توقف السلم المتحرك وخطر سقوط الركاب. وجدت النمذجة الحركية أيضًا أنه يجب وضع قيد قدره 1 م / ث 2 على قيمة تباطؤ السلم المتحرك المتوقف لمنع سقوط الركاب على سلم متحرك متوقف. يمكن استخدام قيمة التباطؤ هذه في أنظمة الكبح الذكية.

يمكن استخدام أنظمة الكبح الذكية في السلالم المتحركة للتحكم في مسافة التوقف وسرعة السلم المتحرك ، بغض النظر عن تقلبات الحمل على السلم المتحرك واتجاه الحركة. يمكن استخدام نوعين من هذه الأنظمة: قائم على أساس كهربائي وهيدروليكي. يستخدم النظام المعتمد كهربائيًا محرك السرعة المتغير الذي يعد جزءًا من نظام التحكم الكهربائي للسلالم المتحركة. يستخدم النظام الهيدروليكي نظامًا هيدروليكيًا للفرامل التشغيلي مع صمام معدل لعرض النبض. تم استخدام النظام المعتمد على الكهرباء بنتائج جيدة ويظهر تحكمًا دقيقًا في ملف تعريف سرعة التوقف بغض النظر عن الحمل.

مراجع حسابات

[1] الشريف ل. توقف السلم الكهربائي والفرملة وسقوط الركاب. تقرير Lift ، 1996. نوفمبر / ديسمبر 1996.

[2] Ferrario M and Hubbard A. التحقيق في أسباب حوادث الركاب على السلالم المتحركة: تقرير الإدارة. Human Reliability Associates ، مرجع R93 / 06 ، مايو 1993.

[3] Ferrario M and Hubbard A. التحقيق في أسباب حوادث الركاب على السلالم المتحركة: التقرير الفني 3: التحليل السلوكي. Human Reliability Associates ، مرجع R93 / 06 ، مايو 1993.

[4] شتاين دبليو وآخرون. فرامل للسلالم المتحركة والممرات المتحركة. تقرير رفع 2003 ؛ 29 (1).

[5] الشريف إل ، سيبورن ك ، أوستن د. أنظمة الكبح المصعد الذكية القائمة على الكهرباء. وقائع Elevcon 2010 ، المؤتمر الدولي الثامن عشر لتقنيات النقل العمودي ، لوسيرن ، سويسرا ، 18 إلى 2 يونيو 4.

[6] الشريف ل. تحقيق تجريبي في تأثير التصميم الميكانيكي للسلالم المتحركة وتحميل الركاب على استهلاكه للطاقة. المؤتمر العالمي للهندسة ، لندن ، المملكة المتحدة 2008 ؛ 2: 1542-1547.

[7] الشريف ل. اختبار مكابح السلالم المتحركة بدون استخدام أوزان. تقرير المصعد ، 2017 ؛ 43 (4): 38-44.

[8] كوبر دي أ. هاربون من السلالم المتحركة.

[9] الشريف ل. العوامل البشرية للسلالم المتحركة: سلوك الركاب والحوادث والتصميم. تقرير رفع ، 2006 ؛ 32 (6): 1-10.

[10] Ise Y ، Sakaue M ، Fukuda T. السلالم المتحركة الصديقة للإنسان والبيئة. وقائع Elevcon 2010 ، المؤتمر الدولي الثامن عشر لتقنيات النقل العمودي ، لوسيرن ، سويسرا ، 18 إلى 2 يونيو 4.

[11] الشريف ل. تحقيق تجريبي في العلاقة بين راحة الركاب على سلم متحرك متوقف وحركية التوقف. وقائع المؤتمر الأردني الدولي السادس للهندسة الميكانيكية (JIMEC'6) ، 6-22 أكتوبر 24 ، عمان - الأردن.

[12] Pittard V. البحث في السلوك البشري على السلالم المتحركة في منشآت النقل بالسكك الحديدية: تقصي العوامل البشرية. IR / L / EWP / 95/8 ، معمل الصحة والسلامة ، 1995.

[13] سويفت وبرينان. بحث في السلوك البشري على السلالم المتحركة في منشآت النقل بالسكك الحديدية: قياسات التسارع. IR / L / ME / 95/3 ، معمل الصحة والسلامة ، 1995.

[14] Dorn M R. النمذجة الديناميكية لسلامة السلالم المتحركة: التقرير النهائي ، FNC5094 / 9630R. شركة فريزر ناش للاستشارات المحدودة ، 1995.

[15] الشريف إل ، دادو م ، حبش إن ، الرواشدة ز ، والشباك أ. تسقط النمذجة والتحقق من حركية الركاب على السلالم المتحركة. المحاكاة: معاملات الجمعية الدولية للنمذجة والمحاكاة ، 2012 ؛ 88 (8): 988-998. دوى: 10.1177/0037549712436433.

[16] الشريف ل. أنظمة الكبح الذكية لسلالم الخدمة العامة. وقائع المؤتمر الدولي الأول لشبكة محترفي التكنولوجيا الكهربائية (BETNET) لبناء المؤتمرات ، BETNET 1 ، أكتوبر 2004 ، هونغ كونغ ، الصين.

تمت الإشارة إلى معيار EN 115 الأقدم لعام 2008 ، بدلاً من أحدث معيار لعام 2017.