إعادة فتح الأجهزة المطلوبة بموجب ASME A17.1-2019/CSA B44-19 القسم 2.13.5

لماذا اختارت CEDES عدم تصميم ستارة خفيفة ثلاثية الأبعاد للأبواب.

القيمة: ساعة اتصال واحدة (1 CEU)

تمت الموافقة على هذه المقالة للتعليم المستمر من قبل NAEC للحصول على ائتمان CET® وCAT® وQEI ومن قبل NAESA International للحصول على ائتمان QEI. 

تمت الموافقة على التعليم المستمر لـ EW حاليًا في الولايات التالية: AL، AR، CO، FL، GA، IL، IN، KY، MD، MO، MS، MT، NJ، OK، PA، UT، VA، VT، WA، WI وWV | المقاطعة الكندية في كولومبيا البريطانية وأون لاين. يرجى التحقق من التحقق من الموافقة على دورة محددة في كتب المصاعد.

بواسطة جيمس O'Laughlin

حددت الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME)، وهي مطور معايير معتمد من المعهد الوطني الأمريكي للمعايير (ANSI)، متطلبات جديدة وأكثر توجيهية لحماية الأبواب في قانون سلامة المصاعد لعام 2019[1] ("الكود") للمساعدة في تخفيف المخاطر المرتبطة بأبواب الهبوط في المصعد. تم تحديث المتطلبات لإعادة فتح الأجهزة المستخدمة في تطبيقات الأبواب الأفقية، ويرجع ذلك جزئيًا إلى عدد الإصابات التي لا تزال ناجمة عن اصطدام الأشخاص بأبواب المصاعد. استنادًا إلى مراجعات قاعدة بيانات النظام الوطني لمراقبة الإصابات الإلكترونية (NEISS) التابع للجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية (CPSC)، كانت إصابات ركاب المصعد الموثقة في جميع الفئات العمرية كبيرة خلال الفترات التي تم تقييمها.[2] [3] [4] تؤكد البيانات من السنوات اللاحقة أن الاستنتاجات المستخلصة من مجموعات البيانات لا تزال صالحة.

متطلبات قانون سلامة المصعد

يتطلب إصدار 2019 من المدونة أن إعادة فتح الأجهزة المستخدمة في تطبيقات الأبواب الأفقية يجب أن تستوفي ما يلي:

• وسيلة للكشف عن شخص أو جسم في مسار باب (أبواب) كابينة المصعد؛ و
• وسيلة لكشف شخص أو جسم يقترب من مدخل كابينة المصعد.

توفر المتطلبات الواردة في القسم 2.13.5.3 من القواعد تفاصيل توجيهية حول ما يجب أن يكتشفه مجال الكشف للأشخاص أو الأشياء التي تقترب من مدخل كابينة المصعد. كانت المتطلبات الواردة في هذا القسم جديدة في قانون 2019. كحد أدنى، يجب اكتشاف الأشخاص أو الأشياء في مرحلة ما على طول خط (خطوط) متحركة محددة للكشف (الشكل 1). يتم تحديد خط (خطوط) الكشف المتحرك هذا بالنسبة لجانب الهبوط من الحافة الأمامية لباب الهبوط (الخطر). ومن ثم، يوجد خطان متحركان للكشف في تطبيقات الفتح المركزي وخط كشف متحرك واحد لتطبيقات الفتح الجانبي.

أثناء إغلاق الباب (الأبواب)، يتحرك خط (خطوط) الكشف المتحرك مع باب (أبواب) الهبوط حتى يصل إلى موضع 18 بوصة (450 مم) من الإغلاق الكامل، حيث نقطة يمكن أن تصبح وسائل الكشف عن الأجسام المقتربة غير صالحة للعمل. هذه النقطة هي حيث يجتمع خطا الكشف المتحركان في تطبيق المصعد ذو الفتح المركزي معًا. قبل جعل الوضع غير فعال، يجب على أي شخص أو كائن على الخط (الخطوط) المتحركة إنشاء إشارة إعادة فتح الباب. يقدم الشكل 1 تمثيلاً مرئيًا لما تتطلبه المدونة في تطبيقات فتح المركز.

بمجرد أن أصبحت متطلبات الكود واضحة، قامت CEDES بالتحقيق في العديد من الحلول التي من شأنها أن تفي بالمدونة، بما في ذلك الحل الذي يتضمن اكتشاف الأجسام المقتربة (ثلاثية الأبعاد) في نفس مبيت الجسم الموجود بين أجهزة الكشف عن الأبواب (3D). غالبًا ما يُشار إلى هذا الحل باسم الستارة الضوئية ثلاثية الأبعاد. بعد مراجعة التصميم بعناية، تقرر أن الستارة الخفيفة غير صالحة لعدد كبير من تطبيقات المصاعد. لفهم سبب حدوث ذلك بشكل أفضل، يرشدك هذا المستند التقني عبر معايير اتخاذ القرار التي أدت إلى هذا الاستنتاج، وبالتالي، فإن سعي CEDES إلى الكشف المثبت على العارضة يعني تلبية متطلبات الكشف عن الأجسام المقتربة المحددة في المدونة .

عندما بدأنا تحقيقنا في ستارة ضوئية ثلاثية الأبعاد للوفاء بالمدونة، قمنا بتجميع رسم تخطيطي مشابه لما هو موضح في الشكل 3.

الخطر الذي تعترف به المدونة هو الحافة الأمامية لجانب الهبوط من باب (أبواب) الهبوط (راجع المثلثات الأرجوانية في الشكل 2). مع تركيب الستارة الخفيفة على باب (أبواب) الكابينة، وليس على باب (أبواب) الهبوط، يجب الحرص على مراعاة العوامل الإضافية التي تؤثر على أداء الجهاز، بما في ذلك:

• الفجوة بين الأبواب [Gap CD-LD]
• سمك باب (أبواب) الهبوط [LDT]،
• يعني الكشف الموقع [DML] بالنسبة لباب السيارة، و...

بناءً على مناقشات صوت العملاء، تم تجميع الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم لهذه المعلمات. تم بعد ذلك استخدام علم المثلثات الأساسي لتحديد الحد الأدنى (∞225 مم) والحد الأقصى (∞500 مم) للزوايا التي يجب أخذها في الاعتبار من أجل تلبية متطلبات الكود بناءً على الصيغة:

على سبيل المثال، باستخدام القيم التالية:

• فجوة CD-LD: 50.8 ملم (2 بوصة)،
• LDT: 25.4 ملم (1 بوصة)، و
• DML: 15.0 ملم (0.59 بوصة) من باب السيارة،

يؤدي إلي:

باستخدام هذه المعلمات فقط، يجب أن تكون الزاوية اللازمة لتحقيق الكود باستخدام ستارة ضوئية ثلاثية الأبعاد بين 3 درجة للنقطة 51.7 مم (225 بوصة) و9 درجة للنقطة 68.1 مم (500 بوصة). نقطة.

ومع ذلك، لجعل الأمور أكثر صعوبة، فإن المعلمات المستخدمة ليست ثابتة وتختلف من تطبيق إلى آخر. كشفت القيم الاسمية، بناءً على صوت العميل، أن القيم تراوحت:

لا يمكن أن يعتمد التصميم على مجموعة واحدة من المعلمات، وكان من الواضح أن هناك حاجة إلى نطاق أكبر من القيم. ومن خلال زيادة الزاوية (∞) المستخدمة، إلى حد ما، يمكن لعدد أكبر من التطبيقات تلبية الكود. ومع ذلك، كلما كانت الزاوية أكبر، زادت احتمالية ظهور مشكلات أخرى. على وجه الخصوص، إذا كان باب الهبوط يقود باب الكابينة أثناء عملية الإغلاق، فهذا يمنع العرض ثلاثي الأبعاد من العمل بشكل صحيح. يظهر هذا السيناريو في الشكل 3.

وهذا يشكل تحديات كبيرة، حيث أشار عملاء OEM إلى أن باب الهبوط يمكن أن يتقدم باب السيارة بما يصل إلى 25.4 ملم (1 بوصة) للتركيبات الجديدة. علاوة على ذلك، فقد رأينا العديد من تطبيقات التحديث حيث كان باب الهبوط يتقدم على باب الكابينة لمسافات أكبر. إن استخدام زوايا أوسع للاختلاف/القبول قد يخفف من بعض المخاطر، ولكن لا يمكن التخفيف من عدم القدرة على الرؤية حول باب (أبواب) الهبوط في العديد من التطبيقات.

وبدلاً من ذلك، يمكننا أن نختار النظر إلى الجانب الآخر من الفتحة بدلاً من النظر إلى الخارج من نفس الجانب من الفتحة (انظر الشكل 4). وهذا من شأنه أن يساعد في تخفيف باب الهبوط الرئيسي ويبدو معقولًا للوفاء بمتطلبات التعليمات البرمجية للاقتراب من اكتشاف الأجسام. لكن التفاصيل تثبت خلاف ذلك.

يوضح الشكل 4 أنه عندما تكون الأبواب في وضع الفتح الكامل، يمكن تصميم وسائل اكتشاف الأجسام المقتربة للكشف على طول خطوط الكشف المتحركة المحددة بواسطة الكود. ومع ذلك، فإن وسيلة اكتشاف الجسم المقترب لا تتحرك بالنسبة لخط الكشف المتحرك المرتبط بالباب المقابل. قبل أن تصبح وسيلة كشف الأجسام المقتربة غير صالحة للعمل وفقًا للمدونة، فإنها لم تعد تكتشف خط (خطوط) الكشف المتحرك الذي تتطلبه المدونة. وهذا مبين في الشكل 5.

في هذا السيناريو، لا يفي المستشعر بمتطلبات التعليمات البرمجية، ولا يمكنه بالفعل ذلك. يمكننا استخدام نفس المعلمات من حساباتنا السابقة لتحديد التفاصيل. يسمى،

• فجوة CD-LD: 50.8 ملم (2 بوصة)،
• LDT: 25.4 ملم (1 بوصة)، و
• DML: 15.0 ملم (0.59 بوصة) من باب السيارة

يكون موقع نقطة 225 ملم (9 بوصات) على خط الكشف المتحرك متعامدًا مع جانب الهبوط من باب الهبوط ويعمل بمثابة الحد الأدنى لمسافة الكشف المحددة بواسطة الكود. وفي الحساب التالي، سوف نحدد هذه النقطة على أنها المسافة المقابلة.

العكس = فجوة CD-LD + LDT – DML

                           = 225 ملم (9 بوصة) + 50.8 ملم (2 بوصة)

                          + 25.4 ملم (1 بوصة) – 15 ملم (0.59 بوصة)

                           = 286.2 ملم (11.27 بوصة)

يمكن تعريف المسافة الموازية لباب الهبوط بأنها المسافة المجاورة، ويتم حسابها على أساس:

تان (θ) = المقابل / المجاور. 

إذا استخدمنا زاوية إرسال/استقبال قدرها 40 درجة لقيمة q، فسيتم حساب المسافة المجاورة على النحو التالي:

           المجاور = المقابل / تان (40 درجة)

                                           = 286.2 ملم (11.27 بوصة) / 0.839

                                           = 341 ملم (13.42 بوصة)

بالنسبة لتطبيق فتح المركز، تتم مضاعفة القيمة المجاورة نظرًا لأنها تنطبق على كلا البابين وخطي الكشف المتحركين. تسمح القواعد بإيقاف تشغيل وسائل اكتشاف الأجسام المقتربة على مسافة 450 مم (18 بوصة) من موضع الإغلاق الكامل. بالنسبة للمسافة المجاورة مضروبة في اثنين، تبلغ المسافة التي تصبح فيها وسائل اكتشاف الأجسام المقتربة غير فعالة 682 ملم (26.8 بوصة)، وهي قيمة تتعارض تمامًا مع الوضع غير العملي الذي تسمح به القواعد. 

يجب علينا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار أن هذه القيمة تعتمد على سيناريو واحد مفضل إلى حد ما. إذا زادت الفجوة بين الأبواب أو زاد سمك الباب أو انخفض موقع وسيلة الكشف، فإن المسافة المجاورة تزداد وفقًا لذلك. 

كما اتضح، فإن النقطة التي تسبق وسيلة اكتشاف الجسم المقترب مباشرةً يمكن أن تصبح غير فعالة على النحو الذي تسمح به المدونة - فالزاوية المطلوبة للنظر إلى الجانب الآخر من الفتحة هي تمامًا نفس الزاوية المطلوبة للنظر إلى الخارج من الفتحة. نفس الجانب من الفتحة نظرًا لأن هندسة التطبيق للنظر إلى الجانب الآخر من الفتحة متطابقة قبل أن تصبح غير صالحة للعمل.

لماذا تعد المسافة البالغة 225 ملم (9 بوصات) مهمة جدًا

يعتمد موقع خطوط الكشف المتحركة المحددة في القواعد على إتاحة الوقت الكافي لإيقاف الأبواب وعكس اتجاهها بمجرد اكتشاف شخص أو جسم. إذا حدث هذا قريبًا جدًا من الأبواب أو إذا كان هناك تأخيرات زمنية كافية، على سبيل المثال، كما هو موضح في الشكل 5، فقد يؤدي ذلك إلى اصطدام الباب بشخص ما. يعد هذا السيناريو قابلاً للتطبيق بشكل خاص نظرًا لأن الأشخاص/الأشياء غالبًا ما يقتربون من المصعد أثناء إغلاق الأبواب. 

متطلبات الأداء الأخرى

ويحدد القانون أيضًا إمكانية الكشف بناءً على التكنولوجيا المستخدمة. بالنسبة لكود 2019، تم تحديد الخصائص بناءً على استخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء في وسائل الكشف لكل من الأجسام المقتربة والأشياء الموجودة في مسار الباب. غيّر قانون 2022 هذه اللغة إلى "الخصائص التي يمكن اكتشافها للإنسان والتي تنطبق على التكنولوجيا المستخدمة". وبغض النظر عن الإصدار، فمن المعقول أن نتوقع أن تكون وسيلة الكشف قادرة على اكتشاف الأشخاص أو الأشياء، بغض النظر عن لون أو نوع الملابس.

من أجل تلبية هذا المطلب باستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء، قرر CEDES أن استخدام تقنية قياس المسافة (على سبيل المثال، وقت الرحلة [TOF]) ضروري لتقليل اختلافات القياس الناتجة عن خصائص الانعكاس المختلفة (على سبيل المثال، لون الملابس). . بدون قياس المسافة، لا يمكن أن يكون اكتشاف الأجسام المقتربة على خط (خطوط) الكشف المتحركة فعالاً. 

تظهر نتائج اختبار جهاز كهروضوئي يعمل بالأشعة تحت الحمراء (ستارة ضوئية ثلاثية الأبعاد) في الشكل 3. حاليًا، ليس لدى الشركة المصنعة لهذا الجهاز شهادة اختبار منشورة من طرف ثالث ولكنها تدعي الامتثال لمتطلبات قانون 6 تمامًا.

تتمتع الأجسام الأسطوانية المستخدمة في الاختبار بخصائص انعكاسية محددة في قانون 2019. تم استخدام أسطوانات الاختبار هذه أيضًا لاختبار نظام CEDES CabSafe™، والذي تم اعتماده من طرف ثالث باعتباره متوافقًا مع التعليمات البرمجية. تظهر نتائج الستارة الضوئية ثلاثية الأبعاد التنافسية في الشكل 3. لاحظ أن جسم الاختبار الأسود (المربعات والنقاط الأرجوانية) لم يتم اكتشافه بواسطة هذا النظام كما هو مطلوب بموجب الكود [انظر القسم 6 (أ)]. 

تشير الدوائر الحمراء الموضحة في الشكل 6 إلى قياسات مرتبطة بجسم اختبار أبيض لامع (انعكاس للأشعة تحت الحمراء بنسبة 90% على الأقل)، والدوائر الأرجوانية هي قياسات مرتبطة بجسم اختبار أسود (بحد أقصى 5% لانعكاس الأشعة تحت الحمراء) محددة بواسطة الكود. تشير الدوائر إلى الاكتشاف الأول لجسم الاختبار عند اقترابه من مدخل المصعد. لاحظ الأعداد الكبيرة من الاكتشافات الأولى التي تحدث عند وسائل الكشف عن الأجسام الموجودة بين الأبواب (أي لم يكن هناك اكتشاف بواسطة وسائل اكتشاف الأجسام المقتربة).

واستنادًا إلى هذه النتائج، قرر CEDES أن أجهزة إرسال واستقبال الأشعة تحت الحمراء التقليدية لا يمكنها الوفاء بمتطلبات الكود بشكل موثوق من تلقاء نفسها ما لم يتم استخدام تقنية TOF للأشعة تحت الحمراء على سبيل المثال.

ملخص والاستنتاجات

استنادًا إلى متطلبات التطبيق، سواء من وجهة نظر القواعد أو عملائنا، قررت CEDES أن دمج وسائل اكتشاف الأجسام المقتربة في نفس الغلاف مثل الكائنات الموجودة في وسائل اكتشاف مسار الباب (على سبيل المثال، تطوير ستارة ضوئية ثلاثية الأبعاد) لن يحل المشكلة عدد كبير من تركيبات المصاعد. النقاط التالية كان لها وزنها الكبير في هذه المناقشة:

• يوضح الشكل 1 أن الخطر يتم تعريفه على أنه الحافة الأمامية لجانب الهبوط من باب الهبوط. يجب أن تأخذ الزوايا المطلوبة لتحقيق وسائل اكتشاف الأجسام المقتربة التي تحددها المدونة في الاعتبار العديد من المعلمات غير الخاضعة للرقابة، بما في ذلك:
  • الفجوة بين الأبواب،
  • سمك باب الهبوط،
  • موقع الكشف يعني نسبة إلى المعلمات المذكورة أعلاه.
• توضح الأشكال 2 و4 و5 والحسابات المرتبطة بها الواردة في هذه الورقة ما يلي:
  • يجب أن تكون الزاوية المطلوبة أكبر من 50 درجة بالنسبة للخارج من مستوى الأبواب لتحقيق الحد الأدنى من التطبيقات.
  • يجب أن تكون الزاوية المطلوبة أكبر من 60 درجة للخارج بالنسبة لمستوى الأبواب لتشمل عددًا كبيرًا من التطبيقات، ولكن ليس كلها، وذلك بسبب وجود فجوات أكبر بين الأبواب. 
  • لا يمكن لجهاز استشعار مثبت على باب كابينة المصعد للكشف عن الأجسام المقتربة (على سبيل المثال، ستارة ضوئية ثلاثية الأبعاد) يستخدم زوايا إرسال/استقبال أقل من 3 درجة تلبية متطلبات الكود - أغلبية تطبيقات المصعد، إن وجدت على الإطلاق.
• كما هو موضح في الشكل 3، عندما تقود أبواب الهبوط أبواب عربة المصعد، قد لا تسمح زوايا الإرسال/الاستقبال الأكبر لوسائل اكتشاف الأجسام المقتربة باستيفاء متطلبات الكود، أي أن وسائل الكشف لا يمكنها رؤية ما وراء أبواب الهبوط.
• وكما هو مبين في الشكل 6، فإن تجنب الاختلافات في المسافات الفعالة الناجمة عن لون الملابس، على سبيل المثال، يتطلب استخدام تكنولوجيا قياس المسافة. يجب أن يكون الشخص الذي يقترب من مدخل المصعد مرتديًا قميصًا أسود وجينزًا أزرق (انعكاس منخفض للأشعة تحت الحمراء) بنفس أهمية الشخص الذي يقترب من المدخل وهو يرتدي قميصًا أبيض وخاكيًا (انعكاس أعلى للأشعة تحت الحمراء). 
• أثرت أيضًا مشكلات الأداء التاريخية الأخرى المرتبطة بأشعة الشمس المباشرة على هذا القرار.

بناءً على هذه النقاط، اختارت CEDES تطوير نظام CabSafe المثبت على الأشعة تحت الحمراء (IR) TOF كحل للاقتراب من اكتشاف الأجسام المحددة في التعليمات البرمجية. 

أصرت CEDES على شهادة طرف ثالث لنظام CabSafe لتزويد العملاء بالثقة بأن نظام CabSafe يفي بالفعل بمتطلبات كود 2019. قام العديد من العملاء أيضًا باختبار نظام CabSafe بأنفسهم والتحقق من صحة نتائج الاختبار، وتوصلوا إلى نفس الاستنتاجات.

قام Liftinstituut بمراجعة تصميم CabSafe والتوثيق ونتائج الاختبار. عند الانتهاء من التحقيق، أقرت أن CEDES CabSafe، تفي بالفعل بمتطلبات قانون سلامة المصاعد لعامي 2019 و2022 المحددة في القسم 2.13.5 إعادة فتح الأجهزة لأبواب المصاعد الأفقية عند تركيبها وفقًا لتعليمات تركيب وتشغيل CabSafe. تتوفر شهادة Liftinstituut بالإضافة إلى النظرة العامة والدعم الفني وتعليمات التشغيل وغيرها من المعلومات على cedes.com/en/products/cabsafe/.

مراجع حسابات

[1] الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين الدولية (ASME). ASME A17.1-2019 / CSA B44:19 كود السلامة للمصاعد والسلالم المتحركة – معيار وطني أمريكي (ANSI). ASME الدولية: نيويورك، نيويورك. 31 ديسمبر 2019. الصفحات 58-60، 502-505.
[2] جوزيف أونيل، دكتوراه في الطب، ميلا في الساعة، غريغوري ك. ستيل، دكتور في الصحة العامة، ميلا في الساعة، كاري هويسينغ، ميلا في الساعة، وغاري أ. سميث، دكتور في الطب، دكتور في الصحة العامة، كلية الطب بجامعة إنديانا. الإصابات المرتبطة بالمصاعد التي يتعرض لها الأطفال في الولايات المتحدة، من عام 1990 إلى عام 2004. طب الأطفال السريري. سبتمبر 2007. منشورات سيج. الصفحات 619-625. Journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0009922807300232.
[3] ديبورا إي. موريسون إبراهيم، قسم الصحة العامة، كلية الطب بجامعة إنديانا. تحليل بأثر رجعي للإصابات المرتبطة بالمصاعد في الأعمار 20-64، 1990-2002. غير منشورة بين عامي 2010-2012. تم الحصول على الدراسة من الدكتور جريجوري ستيل في 4 مارس 2013. الصفحات 1-35.
[4] جريجوري ك. ستيل، دكتور بي إتش، ميلا في الساعة، جوزيف أونيل، دكتوراه في الطب، ميلا في الساعة، كاري هويسينج، ميلا في الساعة، وغاري أ. سميث، دكتور في الطب، دكتور بي إتش. قسم الصحة العامة، كلية الطب بجامعة إنديانا. الإصابات المرتبطة بالمصاعد لكبار السن في الولايات المتحدة، من 1990 إلى 2006. مجلة TRAUMA® الإصابات والعدوى والرعاية الحرجة. يناير 2010. ليبينكوت، ويليامز ويلكنز. الصفحات 188-192. Journals.lww.com/jtrauma/Abstract/2010/01000/ Elevator_Related_Injuries_to_Older_Adults_in_the.32.aspx.