„Umsteigezeitstudie für Aufzugspassagiere“ (1957)

Es wird die These von John W. Persohn untersucht, die sich mit der Umsteigezeit der Passagiere in den oberen Stockwerken beschäftigte.

Die 1950er Jahre erlebten den entscheidenden Wandel von bedienerbetätigten zu vollautomatischen oder bedienerlosen Aufzügen. Die Einführung dieser neuen Aufzugssysteme erforderte von den Fahrgästen, ihr Verhalten zu ändern, da sie von passiven zu aktiven Teilnehmern am Aufzugsbetrieb wechselten. Dies führte zu einer erkennbaren Verschiebung der Passagiernutzungsmuster, die auch Änderungen in den Branchenpraktiken erforderte. Ein Beleg für diesen dynamischen Prozess ist eine 1957 abgeschlossene Masterarbeit, deren Thema in direkter Reaktion auf die Bedürfnisse der Industrie im Zusammenhang mit der zunehmenden Produktion und Nutzung von bedienerlosen Aufzügen entstand.

1957 schloss John W. Persohn (1920-2001) seine Dissertation „Elevator Passenger Transfer Time Study“ an der Oklahoma State University ab und schloss sein Studium mit einem MS in Wirtschaftsingenieurwesen und Management ab. Persohn hatte zuvor einen BS in Elektrotechnik an der Texas A&M University erworben, den er 1942 abschloss. Er diente während des Zweiten Weltkriegs im US Army Signal Corps und zog 1946 nach Houston und begann seine Karriere bei Otis. 1951 verließ er Otis und Houston nach Stillwater, Oklahoma und Oklahoma State, wo er sein Studium und seine Lehrtätigkeit begann: Persohn wurde auch zum Assistenzprofessor für Militärwissenschaft und Taktik ernannt. 1955 verließ er die Universität und kehrte nach Houston zurück, wo er seine Karriere bei Otis wieder aufnahm und seine Diplomarbeit abschloss.

Das Thema einer Abschlussarbeit wird in der Regel von einem Doktoranden in Absprache mit seinem akademischen Betreuer festgelegt. Im Fall von Persohn suchte er jedoch den Rat seines Arbeitgebers. Im Januar 1952 kontaktierte er William W. Bruns (1901-1965), den Leiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Otis, um „seinen Rat für ein Diplomarbeitsthema zu erbitten, das für die Aufzugsindustrie von Nutzen wäre“. Bruns beriet sich mit Arthur W. Paulson, Chefingenieur von Otis, der wiederum mit seinem Assistenten Gavin Watson sprach. Das Trio schlug Persohn vor, „eine Studie über die Fahrgastwechselzeit von Aufzügen“ durchzuführen, da „zu diesem Thema für den neuen automatischen Typ von Aufzügen in Bürogebäuden nur wenige aktuelle Feldinformationen verfügbar waren“. Auf ihren Rat hin beschloss er, „ein System zur Datenerfassung zu entwickeln. . . das wäre nützlich, um die erwartete Leistung von automatischen Aufzügen zu berechnen.“ Die Gründe, warum Persohn die Fertigstellung seiner Dissertation bis 1957 verzögerte, sind unbekannt; Seine Rückkehr nach Houston gab ihm jedoch die perfekte Gelegenheit, die Methodik zu testen, die er im Bundesstaat Oklahoma entwickelt hatte.

Persohns „Versuchsgebäude“ für seine Diplomarbeit war der Südwesten Home Bürogebäude der Prudential Insurance Co., entworfen von Kenneth Franzheim (1890–1959) und 1952 fertiggestellt. Das Gebäude war eine deutlich modernistische Ergänzung der Skyline von Houston, die aus einem 21-stöckigen plattenartigen Turm besteht, der aus einem 10-stöckigen Sockel ragt . Persohn konzentrierte seine Aufmerksamkeit auf einen Abschnitt dieser Basis, der von vier Aufzügen bedient wird, die in zwei gegenüberliegenden Bänken in einer Nische / Lobby angeordnet sind, die sich zu einem Hauptkorridor öffnet. Jeder Aufzug hatte eine Kapazität von 4000 lb. (26 Passagiere) und eine Höchstgeschwindigkeit von 800 fpm. Er beschrieb die Aufzüge als „gute architektonische Anordnung“, die aufgrund der kleinen Aufzugslobby „die Möglichkeit einer Präferenz der Fahrgäste bei der Wahl der Aufzüge negierte“. Seine Studie konzentrierte sich auf den morgendlichen Spitzenverkehr, der zwischen 8 und 8:15 Uhr auftrat – bei Prudential begann der Arbeitstag um 8:15 Uhr, und das Unternehmen bot Mitarbeitern, die sich regelmäßig pünktlich zur Arbeit meldeten, einen Anreiz für Bonusurlaub.

Persohn artikulierte den intellektuellen Kontext seiner Dissertation in Sprache und Theorien der 1950er Jahre. Er gab an:

„Die Anzahl der Aufzüge, die erforderlich sind, um die Spitzenbelastung des Passagierverkehrs effektiv zu bewältigen (normalerweise wenn die Gebäudenutzer zur Arbeit eintreffen) hängt von der Verkehrsabfertigungskapazität eines Aufzugs ab, die umgekehrt proportional zur Umlaufzeit (RTT) von ist ein Aufzug.“

Persohn definierte RTT als Summe der Zeit, die mit „mechanischen Elementen (Lauf- und Türbetätigung)“ und den „variablen Elementen“ verbunden ist. . . der Passagiertransferzeit.“ Er behauptete auch, dass letzteres „aufgrund der Merkmale menschlichen Verhaltens“ typischerweise 30-50% der gesamten RTT ausmachte. Angesichts der Bedeutung der Fahrgastumsteigezeit bei der Bestimmung der RTT versuchte Persohn, ein Datenerfassungssystem zu entwickeln, das es ihm ermöglichte, die „RTT zur Bestimmung der Fahrgastumsteigezeit in oberen Stockwerken“ zu verwenden. Er versuchte auch, eine Beobachtungsmethode zu entwickeln, von der er hoffte, dass sie "menschliche und mechanische Variablen bei der Reaktion der Passagiere auf den Beobachter" eliminiert.

Weiterhin definierte Persohn die Gesamt-RTT als Summe der folgenden Faktoren: 

„1.) Fahrgastwechselzeit in der Hauptetage (MPTT) (Beladen von Fahrgästen), 2.) Fahrzeit in Aufwärtsrichtung (einschließlich Beschleunigung und Verzögerung), 3.) Türbetriebszeit in jeder Etage (einschließlich Zeit zum Öffnen und Schließen der Kabine und Schachttüren), 4.) Fahrgastwechselzeit in den oberen Stockwerken (Entladen von Fahrgästen) und 5.) Fahrzeit in Abwärtsrichtung (beinhaltet Beschleunigung und Verzögerung).“

Persohn definierte MPTT auch genauer als die Zeitdauer, die „begann, als die Aufzugstüren vollständig geöffnet waren, um den Passagieren das Betreten der Aufzugskabine zu ermöglichen, und endete, wenn die Türen zu schließen begannen“. Zu den Faktoren 2, 3 und 5 hat Persohn folgende Annahme/Entscheidung getroffen:

„Aus praktischen Gründen wurden die Torlaufzeiten und die Laufzeiten zu einer sog Türöffnung bis Türöffnungszeit. Dies war die gesamte verstrichene Zeit, die mit dem Türschließvorgang in einem Stockwerk begann, sich über die Laufzeit erstreckte und endete, wenn die Tür vollständig geöffnet war und der Aufzug in einem anderen Stockwerk bereit war, die Passagiere zu befördern.“

Persohn lieferte in seiner Diplomarbeit eine Tabelle, die für jede Reisemöglichkeit im 10-stöckigen Sockel des Prudential Building die Tür-zu-Tür-Offen-Zeiten angab (Tabelle 1). Obwohl er nicht angegeben hat, wie er diese Daten erhoben hat, ist davon auszugehen, dass er diese Informationen persönlich erfasst hat.

Während er behauptete, die Faktoren 2, 3 und 5 seien „mechanisch konstant“, charakterisierte er die Faktoren 1 und 4 als „durch menschliches Verhalten beeinflusst“. Persohn berichtete, dass die meisten Aufzugsunternehmen für diese Faktoren „zuverlässige empirische Daten entwickelt“ hätten; diese Daten waren jedoch „für Berechnungen der Aufzugsleistung von durch eine Begleitperson bedienten Aufzügen bestimmt (bei dieser Art von Betrieb überwacht die Begleitperson den Verkehr, registriert die Etagenrufe der Passagiere und setzt den Aufzug in Bewegung).“ Er berichtete auch, dass „bis heute keine Felddaten verfügbar sind, um die Zeitabweichung anzuzeigen, die durch den Wechsel zum nicht-begleitenden Betrieb verursacht wird“. Die von ihm vorgeschlagene Methodik, um diese neuen Felddaten zu erhalten, beruhte auf der direkten Beobachtung der Fahrgäste und umfasste „1.) die MPTT, 2.) die Anzahl der Personen, die in die Kabine einsteigen, 3.) die Lage der Haltestellen in den oberen Stockwerken zum Entladen Passagiere und 4.) die RTT.“ Er behauptete, er könne die Transferzeit im Obergeschoss (UPTT) bestimmen, indem er die beobachteten Felddaten mit den Zeitdaten von Tür-zu-Tür-offen kombiniert.

Persohn beschrieb sein Datenerfassungssystem als „notwendigerweise eine Studie menschlicher Reaktionen“. Basierend auf seiner Dissertation stellte er fest, dass menschliches Verhalten drei gemeinsame beobachtbare Merkmale aufweist: „a.) Menschen sind von den gleichen Faktoren ähnlich betroffen, unterscheiden sich jedoch in ihrer Fähigkeit und Art der Leistung, b.) Menschen reagieren unterschiedlich unter unterschiedlichen Bedingungen oder unter den gleichen Zustand zu unterschiedlichen Zeiten und c.) ihr Verhalten von anderen Menschen beeinflusst wird.“ Die „Ausrüstung“ dieses Datenerfassungssystems war eine Zwischenablage, an der zwei Stoppuhren angebracht waren (Tabelle 2). Stoppuhr A wurde verwendet, um die Gesamt-RTT aufzuzeichnen, und Stoppuhr B wurde verwendet, um MPTT aufzuzeichnen. Die Stoppuhren wurden so angebracht, dass der Beobachter sie gleichzeitig starten konnte. Die Zwischenablage enthielt auch Datenaufzeichnungsblätter. Persohn beschrieb die Schritte seines Datenerfassungssystems wie folgt:

Beide Stoppuhren wurden gleichzeitig gestartet, als die Aufzugskabinentüren vollständig geöffnet waren und die Kabine zum Beladen der Passagiere bereit war.

Beim Beladen wurden die Passagiere gezählt.

Als sich die Türen zu schließen begannen, wurde die Stoppuhr B angehalten und die Zeit aufgezeichnet

Auf dem Datenblatt wurde ein „X“ angebracht, das angibt, wo während der Fahrt angehalten wurde (sowohl in Auf- als auch in Abwärtsrichtung).

Als der Aufzug in das Hauptgeschoss zurückkehrte und die Aufzugskabinentüren vollständig geöffnet waren und die Kabine zum Beladen von Passagieren bereit war, wurde die Stoppuhr A angehalten und die RTT aufgezeichnet.

Persohn erfasste Daten für 15 Tage zwischen Juni 1956 und Februar 1957: Juni (vier Tage), Juli (zwei Tage), Dezember (fünf Tage), Januar (ein Tag) und Februar (drei Tage). Für die Grenze von 15 Tagen oder für die verstreute Verteilung der Beobachtungstermine wurde keine Erklärung gegeben. Interessant ist, dass nur einer der ausgewählten Tage ein Montag war. Eine Ladungsgröße von 16 Passagieren wurde „am häufigsten beobachtet“; dies entsprach 62 % der Nennkapazität von 26 Passagieren. Tatsächlich hat er nie einen voll beladenen Aufzug beobachtet. (Die größte beobachtete Last betrug 22 Passagiere). Persohn schlug die 16-Personen-Ladungsgröße vor, "die wahre Präferenz für die Passagierladungsgröße widerzuspiegeln, da sich kein Bediensteter in der Ladenische befand, um den Passagierverkehr zu lenken". Er beschrieb die Fahrgäste auch als schnell, „mit dem automatischen Aufzugsbetrieb und den Türschutzvorrichtungen vertraut“ und als lieber auf den nächsten Aufzug zu warten, als „in einen Aufzug mit etwa 62 % Auslastung zu drängen“.

Persohn erstellte aus seinen Beobachtungsdaten eine Tabelle für jeden Tag, in der 10 einzelne Items für jede Beobachtung erfasst wurden (Tabelle 3). Die ersten neun, wobei RTT, MPTT, UPTT, Anzahl der Passagiere, die den Aufzug im Hauptgeschoss betreten (N), UPTT pro Passagier (UPTT/N), Anzahl der Haltestellen zum Aussteigen der Passagiere über dem Erdgeschoss (S), UPTT pro Haltestelle (UPTT/ S), UPTT pro im Hauptgeschoss verladenem Passagier pro Haltestelle im Obergeschoss (UPTT/NS) und der Prozentsatz der beförderten Gesamtkapazität (N/26). Der 10. Punkt, der in seiner Dissertation nicht diskutiert oder erläutert wurde, wurde als (TPTT/RTT) X 100 aufgeführt, wobei TPTT der gesamten Passagiertransferzeit (MPTT + UPTT) entsprach.

Persohn berichtete über seine Beobachtungen und Datensätze enthüllten zwei Hauptergebnisse. Die erste betraf MPTT. Er berichtete von „wenig Variationen“ in der beobachteten Zeitspanne „unabhängig von der Größe der Passagierbeladung“. Er schlug daher vor:

„Dies deutete darauf hin, dass die MPTT mehr durch das mechanische Planungsintervall für die Aufzugsgruppe als durch den Zeitbedarf für den Fahrgasttransfer beeinflusst wurde. Die wenigen Beispiele für Passagierladungsgrößen von 20 bis 22 (mehr als 80 % Ladung) erforderten aufgrund der Wirkung der Lastwaage weniger MPTT.“

Der zweite Punkt betraf seinen Hauptfokus, UPTT. Er stellte fest, dass „als die Gesamtzahl der geladenen Passagiere. . . . Mit zunehmender Hauptetage nahm die UPTT/N ab.“ Persohn erklärte: „Der Wert von UPTT/NS, um einen Fahrgast an einer Haltestelle zu entladen, betrug 1.5 s.“ gleich der „minimalen Türöffnungszeit an jeder Haltestelle im Obergeschoss“. Er beobachtete jedoch, dass der Wert von UPTT/NS „schnell abnahm, wenn die Passagierbeladung auf etwa 50 % der Nennlastkapazität anstieg und bei 0.22 s konstant blieb, unabhängig von einer größeren Zunahme der Beladung“. Persohn bezeichnete diesen konstanten Wert mit Ks und gab an, dass er „ungefähr ein Drittel des berechneten K war und derzeit für Berechnungen der erwarteten Aufzugsleistung in Bürogebäuden mit bedienerbetätigten Aufzügen verwendet wird“. Schließlich schlug er vor, dass wegen UPTT/NS = Ks UPTT = KsNS ist. Daher, so seine These, könne die UPTT „jeglicher Art von Bürogebäuden bestimmt werden, nachdem ihr bestimmter K-Wert festgelegt worden war“.

Es ist vielleicht wichtig zu bedenken, dass Persohn seine Studie 1957 durchführte – vier Jahre nach der Gebäudeeröffnung. Die Bewohner waren zu diesem Zeitpunkt bereits geübte Nutzer der neuen automatischen Aufzüge. Ein Vergleich dieser Daten mit denen der ersten sechs Betriebsmonate, als sich die Fahrgäste an die neuen Aufzüge gewöhnten, wäre interessant gewesen.

Persohn blieb bis Dezember 1980 bei Otis, bevor er sich aus dem Unternehmen zurückzog. Im Januar 1981 gründete er Persohn Associates, aus der 1985 mit dem Eintritt von Ray A. Hahn (1936-2009) Persohn/Hahn Associates wurde. Das Unternehmen bot:

“. . .Beratungs-, Entwurfs- und Inspektionsdienstleistungen für vertikale Transportausrüstung in neuen und bestehenden Gebäuden, einschließlich technischer Audits und Bewertungen von Ausrüstungen in Bezug auf Betriebsstatus, Code und Einhaltung des Americans with Disabilities Act sowie Due-Diligence-Berichte.“

Persohn, der als Vorsitzender und CEO des Unternehmens tätig war, ging im Januar 2000 in den Ruhestand.