"Studio sui tempi di trasferimento dei passeggeri in ascensore" (1957)

Viene esaminata la tesi di John W. Persohn, incentrata sui tempi di trasferimento dei passeggeri ai piani superiori.

Gli anni '1950 hanno assistito al passaggio cruciale dagli ascensori con operatore a quelli completamente automatici, o senza operatore. L'introduzione di questi nuovi sistemi di ascensori ha richiesto ai passeggeri di modificare il loro comportamento, passando da partecipanti passivi a partecipanti attivi al funzionamento dell'ascensore. Ciò ha comportato un cambiamento evidente nei modelli di utilizzo dei passeggeri, che ha richiesto anche cambiamenti nelle pratiche del settore. La prova di questo processo dinamico si trova in una tesi di laurea magistrale completata nel 1957, il cui argomento è stato sviluppato in risposta diretta alle esigenze del settore associate alla crescente produzione e all'utilizzo di ascensori senza operatore.

Nel 1957, John W. Persohn (1920-2001) completò la sua tesi, "Studio dei tempi di trasferimento dei passeggeri in ascensore", presso l'Oklahoma State University e si laureò con un Master in Ingegneria Industriale e Gestionale. Persohn aveva precedentemente conseguito una laurea in Ingegneria Elettrica presso la Texas A&M University, laureandosi nel 1942. Prestò servizio nell'US Army Signal Corps durante la Seconda Guerra Mondiale e, nel 1946, si trasferì a Houston e iniziò la sua carriera presso Otis. Nel 1951, lasciò Otis e Houston per Stillwater, Oklahoma, e l'Oklahoma State, dove iniziò gli studi universitari e la carriera di insegnante: Persohn fu anche nominato professore associato di Scienze e Tattiche Militari. Lasciò l'università nel 1955 per tornare a Houston, dove riprese la sua carriera presso Otis e completò la sua tesi di laurea.

L'argomento della tesi viene solitamente individuato da uno studente laureato consultandosi con il suo relatore accademico. Tuttavia, nel caso di Persohn, egli chiese consiglio al suo datore di lavoro. Nel gennaio del 1952, contattò William W. Bruns (1901-1965), capo del dipartimento di ricerca e sviluppo di Otis, chiedendogli "un consiglio per un argomento di tesi che sarebbe stato utile al settore degli ascensori". Bruns si consultò con l'ingegnere capo di Otis, Arthur W. Paulson, che, a sua volta, parlò con il suo assistente Gavin Watson. Il trio suggerì a Persohn di intraprendere "uno studio sui tempi di trasferimento dei passeggeri negli ascensori" perché "erano disponibili scarse informazioni sul campo su questo argomento per il nuovo tipo di ascensori automatici negli edifici per uffici". Seguendo il loro consiglio, decise di progettare "un sistema di acquisizione dati... che sarebbe stato utile per calcolare le prestazioni previste degli ascensori automatici". Le ragioni per cui Persohn ritardò il completamento della sua tesi fino al 1957 sono sconosciute; Tuttavia, il suo ritorno a Houston gli ha offerto l'opportunità perfetta per mettere alla prova la metodologia sviluppata all'Oklahoma State.

L'edificio di prova di Persohn per la sua tesi era il Southwestern Home Edificio per uffici della Prudential Insurance Co., progettato da Kenneth Franzheim (1890-1959) e completato nel 1952. L'edificio era un'aggiunta decisamente modernista allo skyline di Houston, composto da una torre di 21 piani a forma di lastra che si ergeva su una base di 10 piani. Persohn concentrò la sua attenzione su una sezione di questa base servita da quattro ascensori disposti in due file contrapposte, situate in un'alcova/atrio che si apriva su un corridoio principale. Ogni ascensore aveva una capacità di 4000 libbre (26 passeggeri) e una velocità massima di 800 piedi al minuto. Descrisse gli ascensori come dotati di una "buona disposizione architettonica" che, a causa delle dimensioni ridotte dell'atrio, "negava la possibilità di preferenze dei passeggeri nella scelta dell'ascensore". Il suo studio si concentrò sul traffico mattutino di punta, che si verificava tra le 8:8 e le 15:8: alla Prudential, la giornata lavorativa iniziava alle 15:XNUMX e l'azienda offriva un incentivo di ferie bonus ai dipendenti che si presentavano puntuali al lavoro.

Persohn ha articolato il contesto intellettuale della sua tesi nel linguaggio e nelle teorie degli anni Cinquanta. Ha affermato:

“Il numero di ascensori necessari per soddisfare efficacemente la domanda di picco del traffico passeggeri (solitamente quando gli occupanti dell'edificio arrivano per lavoro) è correlato alla capacità di gestione del traffico di un ascensore, che è inversamente proporzionale al tempo di andata e ritorno (RTT) di un ascensore.”

Persohn definì l'RTT come la somma del tempo associato agli "elementi meccanici (corsa e azionamento delle porte)" e agli "elementi variabili... del tempo di trasferimento dei passeggeri". Sosteneva inoltre che, "a causa delle caratteristiche del comportamento umano", questi ultimi in genere equivalevano al 30-50% dell'RTT totale. Data l'importanza del tempo di trasferimento dei passeggeri nel determinare l'RTT, Persohn cercò di sviluppare un sistema di acquisizione dati che gli consentisse di utilizzare l'"RTT per determinare il tempo di trasferimento dei passeggeri ai piani superiori". Cercò inoltre di sviluppare un metodo di osservazione che, nella speranza, avrebbe eliminato "le variabili umane e meccaniche nella reazione dei passeggeri all'osservatore".

Persohn ha ulteriormente definito l'RTT totale come la somma dei seguenti fattori: 

“1.) tempo di trasferimento passeggeri al piano principale (MPTT) (scarico passeggeri), 2.) tempo di percorrenza in salita (include accelerazione e decelerazione), 3.) tempo di azionamento delle porte a ciascun piano (include il tempo di apertura e chiusura delle porte della cabina e del vano corsa), 4.) tempo di trasferimento passeggeri ai piani superiori (scarico passeggeri) e 5.) tempo di percorrenza in discesa (include accelerazione e decelerazione).”

Persohn ha inoltre definito più precisamente l'MPTT come il periodo di tempo che "inizia quando le porte dell'ascensore sono completamente aperte per consentire ai passeggeri di entrare nella cabina e termina quando le porte iniziano a chiudersi". Persohn ha fatto la seguente ipotesi/decisione in merito ai fattori 2, 3 e 5:

“Ai fini pratici, i tempi di azionamento delle porte e i tempi di esecuzione sono stati combinati per fornire quello che era noto come porta aperta a porta apertaQuesto era il tempo totale trascorso, che iniziava con l'operazione di chiusura della porta a un piano, si estendeva per tutta la durata del viaggio e terminava quando la porta era completamente aperta e l'ascensore pronto per trasferire i passeggeri a un altro piano."

Persohn ha fornito una tabella nella sua tesi che indicava il tempo di apertura porta per ogni possibilità di spostamento nella base di 10 piani del Prudential Building (Tabella 1). Sebbene non abbia specificato come abbia raccolto questi dati, è ragionevole supporre che li abbia registrati di persona.

Pur sostenendo che i fattori 2, 3 e 5 fossero "meccanicamente costanti", ha caratterizzato i fattori 1 e 4 come "influenzati dal comportamento umano". Persohn ha riferito che la maggior parte delle aziende di ascensori aveva "sviluppato dati empirici affidabili" per questi fattori; tuttavia, questi dati erano destinati "al calcolo delle prestazioni degli ascensori gestiti da un operatore (in questo tipo di funzionamento, l'operatore controlla il traffico, registra le chiamate dei passeggeri ai piani e avvia l'ascensore)". Ha inoltre riferito che "ad oggi, non sono disponibili dati sul campo per indicare la variazione di tempo causata dal passaggio al funzionamento senza operatore". La metodologia da lui proposta per ottenere questi nuovi dati sul campo si basava sull'osservazione diretta dei passeggeri e includeva "1.) l'MPTT, 2.) il numero di persone che entrano in cabina, 3.) la posizione delle fermate ai piani superiori per far scendere i passeggeri e 4.) l'RTT". Ha affermato di poter determinare il tempo di trasferimento al piano superiore (UPTT) combinando i dati sul campo osservati con i dati sul tempo di apertura porta-porta.

Persohn descrisse il suo sistema di acquisizione dati come "necessariamente uno studio delle reazioni umane". Sulla base della sua ricerca di tesi, affermò che il comportamento umano presentava tre caratteristiche osservabili comuni: "a.) le persone sono influenzate in modo simile dagli stessi fattori, ma differiscono nella loro capacità e nel modo di agire, b.) le persone reagiscono in modo diverso in condizioni diverse o nelle stesse condizioni in momenti diversi e c.) il loro comportamento è influenzato da altre persone". L'"attrezzatura" utilizzata in questo sistema di acquisizione dati era una lavagna a fogli mobili con due cronometri collegati (Tabella 2). Il cronometro A veniva utilizzato per registrare l'RTT totale, mentre il cronometro B veniva utilizzato per registrare l'MPTT. I cronometri erano collegati in modo che l'osservatore potesse avviarli simultaneamente. La lavagna a fogli mobili conteneva anche i fogli di registrazione dei dati. Persohn descrisse i passaggi del suo sistema di acquisizione dati come segue:

Entrambi i cronometri venivano avviati simultaneamente quando le porte della cabina dell'ascensore erano completamente aperte e la cabina era pronta per caricare i passeggeri.

Durante il carico, i passeggeri vennero contati.

Quando le porte iniziarono a chiudersi, il cronometro B venne fermato e il tempo venne registrato

Sulla scheda tecnica è stata apposta una “X” per indicare dove sono state effettuate le fermate durante il viaggio (sia in salita che in discesa).

Quando l'ascensore tornò al piano principale e le porte della cabina furono completamente aperte e la cabina fu pronta per caricare i passeggeri, il cronometro A venne fermato e venne registrato l'RTT.

Persohn registrò i dati per 15 giorni tra giugno 1956 e febbraio 1957: giugno (quattro giorni), luglio (due giorni), dicembre (cinque giorni), gennaio (un giorno) e febbraio (tre giorni). Non venne fornita alcuna spiegazione per il limite di 15 giorni o per la distribuzione frammentata delle date di osservazione. È interessante notare che solo uno dei giorni selezionati era un lunedì. Un carico di 16 passeggeri fu "osservato più frequentemente"; ciò rappresentava il 62% della capacità nominale di 26 passeggeri. In effetti, non osservò mai un ascensore completamente carico. (Il carico massimo osservato fu di 22 passeggeri). Persohn propose che il carico di 16 passeggeri "riflettesse la reale preferenza dei passeggeri in termini di carico, poiché non era presente alcun addetto nella nicchia di carico a dirigere il traffico passeggeri". Descrisse inoltre i passeggeri come persone che si muovevano rapidamente, "ben informate sul funzionamento automatico dell'ascensore e sui dispositivi di protezione delle porte" e che preferivano aspettare l'ascensore successivo piuttosto che "affollarsi in un ascensore carico al 62% circa della capacità".

Persohn ha utilizzato i dati osservati per produrre una tabella per ogni giorno, che registrava 10 voci individuali per ciascuna osservazione (Tabella 3). Le prime nove erano RTT, MPTT, UPTT, numero di passeggeri in ingresso all'ascensore al piano principale (N), UPTT per passeggero (UPTT/N), numero di fermate per far scendere i passeggeri al di sopra del piano principale (S), UPTT per fermata (UPTT/S), UPTT per passeggero caricato al piano principale per fermata al piano superiore (UPTT/NS) e la percentuale della capacità totale trasportata (N/26). La decima voce, che non è stata discussa o spiegata nella sua tesi, è stata elencata come (TPTT/RTT) X 10, dove TPTT era uguale al tempo totale di trasferimento dei passeggeri (MPTT + UPTT).

Persohn ha riferito che le sue osservazioni e i suoi set di dati hanno rivelato due risultati principali. Il primo riguardava l'MPTT. Ha segnalato "poche variazioni" nella durata dell'osservazione "indipendentemente dalle dimensioni del carico passeggeri". Ha quindi proposto:

"Ciò suggerisce che l'MPTT fosse influenzato più dall'intervallo di programmazione meccanica del gruppo di ascensori che dal tempo necessario per il trasferimento dei passeggeri. I pochi esempi segnalati di carichi passeggeri di 20-22 (superiori all'80%) richiedevano un MPTT inferiore a causa dell'azione del dispositivo di pesatura del carico."

Il secondo punto riguardava il suo obiettivo principale, l'UPTT. Osservò che "con l'aumentare del numero totale di passeggeri caricati... all'aumentare del piano principale, l'UPTT/N diminuiva". Persohn affermò: "Il valore di UPTT/NS per scaricare un passeggero a una fermata era di 1.5 s", pari al "tempo minimo di apertura delle porte a qualsiasi fermata del piano superiore". Tuttavia, osservò che il valore di UPTT/NS "diminuiva rapidamente con l'aumentare del carico passeggeri fino a circa il 50% della capacità di carico nominale e rimaneva costante a 0.22 s, indipendentemente dal maggiore aumento del carico". Persohn chiamò questo valore costante Ks e affermò che "era circa un terzo del K calcolato e attualmente utilizzato per i calcoli delle prestazioni previste degli ascensori negli edifici per uffici con ascensori con operatore". Infine, propose che, poiché UPTT/NS = Ks, UPTT = KsNS. Pertanto, secondo la sua tesi, l'UPTT "di qualsiasi tipo di edificio per uffici poteva essere determinato una volta stabilito il suo specifico valore K".

It is, perhaps, important to remember that Persohn conducted his study in 1957 -- four years after the building opened. The building’s occupants were, by this time, experienced users of the new automatic elevators. It would have been interesting to compare this data with that from the first six months of operation, when passengers were adjusting to the new elevators.

Persohn rimase in Otis fino al dicembre 1980, anno in cui si ritirò dall'azienda. Nel gennaio 1981 fondò Persohn Associates, che divenne Persohn/Hahn Associates nel 1985, con l'ingresso di Ray A. Hahn (1936-2009). L'azienda offriva:

“. . .servizi di consulenza, progettazione e ispezione per attrezzature di trasporto verticale in edifici nuovi ed esistenti, compresi audit tecnici e valutazioni delle attrezzature per verificarne lo stato operativo, la conformità al codice e all'Americans with Disabilities Act, nonché relazioni di due diligence.”

Persohn, che ha ricoperto la carica di presidente e amministratore delegato dell'azienda, si è ritirato nel gennaio 2000.