Basamak Ucu Parçası Olarak Tampon Malzemeli Yürüyen Merdivenler

Güvenliği artırmak için adımlarının ön kenarlarında tampon malzeme kullanan bir yürüyen merdiven modelinin değerlendirilmesi

T. Kikuchi, H. Takahashi, A. Yamamoto, S. Yokoe ve S. Nakagaki

Bu bildiri şu adreste sunuldu:  Madrid 2016, Uluslararası Dikey Taşıma Teknolojileri Kongresi ve ilk olarak IAEE kitabında yayınlandı Asansör Teknolojisi 21, A. Lustig tarafından düzenlendi. Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği'nin izniyle yeniden basılmıştır. (İnternet sitesi: www.elevcon.com).

Yürüyen merdivenler, toplumun altyapısını destekleyen önemli ekipmanlardır. Bununla birlikte, yürüyen merdiven yolcularının karıştığı kazaların sayısı azalmamaktadır ve çoğu durumda nedenler ya tökezleme ya da düşmedir. Üreticiler, güvenlik tasarımını güçlendirmek için her türlü çabayı gösteriyor, ancak kazalar ortadan kaldırılamadı.

Yolcuların düştüğü kazalarda yaralanmayı azaltmak için Toshiba Elevator and Building Systems Corp. (TELC), basamakların ön kenarlarında tampon malzeme kullanan bir yürüyen merdiven modeli geliştirdi. TELC, bu önlemi kafa yaralanması kriterlerini (HIC) kullanarak değerlendirdi ve bu güvenlik önleminin yaralanmayı azaltmak için etkili olduğunu doğruladı. Bu makale, bu yürüyen merdiven modelinin ayrıntılarını sunmaktadır.

Son yıllarda, sadece dikey ulaşım aracı olarak kolaylık açısından değil, aynı zamanda güvenliğin iyileştirilmesi açısından da yürüyen merdivenlere ilgi duyulmaktadır.

Giriş

Yürüyen merdivenler tipik olarak büyük mağazalar ve süpermarketler gibi büyük mağazaların yanı sıra tren istasyonları ve havaalanı terminallerine kurulur. Yürüyen merdivenler, iç ve dış mekanlarda günlük yaşamın altyapısını destekleyen ekipman olarak hizmet eder.

Son yıllarda, sadece dikey ulaşım aracı olarak kolaylık açısından değil, aynı zamanda güvenliğin iyileştirilmesi açısından da yürüyen merdivenlere ilgi duyulmaktadır. Tokyo İtfaiyesi tarafından yürüyen merdiven kazaları üzerine yapılan bir araştırmaya göre, ambulans talep edilen kazalardan en çok yolcu düşmesi veya taklası meydana geldi (Şekil 1). Ayrıca, yaralanmalarla ilgili olarak, kafa yaralanmaları (yüz ve serviks [boyun] dahil) yaklaşık %75 ile en yüksek yüzdeyi oluşturmuştur (Tablo 1). Yürüyen merdiven üreticileri, düşmeleri ve taklaları ortadan kaldırmayı amaçlayan ileri teknoloji ve önlemlere odaklandı. Ancak, bu çabalar bu tür kazaların ortadan kaldırılmasıyla sonuçlanmamıştır. Bir kaza anında kritik yaralanmaları azaltmaya odaklandık ve basamakların ön kenarlarında tampon malzemesinin kullanıldığı bir yürüyen merdiven geliştirdik. Bu tür kazalara karşı alınan önlemler burada anlatılmaktadır.

Tampon Adımlarına Genel Bakış

Geleneksel olarak yürüyen merdivenlerde kullanılan basamaklar alüminyum döküm ile oluşturulur. Her adımın üst yüzeyi tipik olarak üst yüzeyin üç kenarı boyunca plastikten yapılmış sarı bir sınır parçasına sahiptir. Basamakların bu geleneksel yapısından yola çıkarak, basamakların keskin açısal kısmına bir tampon malzemeden oluşan sınır parçalarını ekledik. Bu yapıyı kullanarak, kritik yaralanmaların büyük bir endişe kaynağı olduğu basamağın keskin açısal kısmı ile çarpışmalarda, şok hafifletilir ve yaralanmalar azaltılır (Şekil 2).

Ayrıca, her adımın üst yüzeyindeki sarı sınırların üç kenardan (geleneksel olarak kullanıldığı gibi) dört kenara değiştirilmesiyle aşağıdaki avantajlar elde edildi:

• Hareket yönü kolayca tanınabilir ve yolcular yürüyen merdivene kolayca binebilir.
• Eğimli kısımdaki seviye farkı fark edilebilir.
• Üst kattan yürüyen merdivene binerken, basamakların kot farkı kolayca fark edilir, bu da yürüyen merdivene binerken rahatsızlık riskini azaltır. Bu nedenle, adımların güvenliğini artırmaya karar verdik.

Ancak, aşağıdaki sorunlarla karşılaştık:

• Yaralanma-hafifletme etkisini değerlendirmek için nicel bir yöntemin olmaması
• Uygun bir tampon malzeme seçimi

Düşme Zamanında Yaralanma Değerlendirme Yöntemi

İlk konu, yaralanma-hafifletme etkisini değerlendirmek için nicel bir yöntem bulmaktı. Arabalar ve oyun alanları gibi çeşitli güvenlik standartları vardır. Bir yaralanma risk eğrisinden HIC değerine ve yaralanma olasılığına dayalı bir endeks tanımlayarak yaralanma-hafifletme etkisini nicel olarak değerlendirmeye karar verdik.

HIC Değeri

Bir HIC değeri, kafanın çarpışma ivmesinden hesaplanan yaralanma kriterlerinin bir değeridir ve şu şekilde verilir:

nerede t₁ hem de t₂ hızlanma yanıtı altında keyfi zaman noktalarıdır (t₂ - T₁ ≤ 36 ms) ve a(t) çarpışma ivmesidir.

HIC değeri otomobil çarpışma testlerinde ve darbe emici karoların darbe testlerinde kullanılır (bir çocuk parkta oyun alanı ekipmanından düştüğünde yaralanmayı azaltmak için tasarlanmıştır vb.). Test yöntemleri, test ekipmanı, değerlendirme indeksleri vb. EN 1176 Bölüm 1-11 + EN 1177 ve EN 14808 ve ASTM F1292 ve ASTM F1487 vb. ile ayrıntılı olarak tanımlanmıştır.

Yaralanma Olasılığı

Şiddetine göre kafa hasarı olasılığı, çarpışma ivmesinden hesaplanan HIC değerinin Şekil 3'te gösterilen beş tür yaralanma riski eğrisine uygulanmasıyla tahmin edilebilir. Yaralanma riski eğrisi, yaralanma olasılığı ile yaralanma olasılığı arasındaki ilişkiyi gösteren bir eğridir. HIC değeri ve gerçek kazalar vb. sonrasında yapılan fiziksel muayenelere dayalı olarak kafatası ve beyin hasarı arasındaki korelasyonu gösteren verileri çizer. Yaralanma olasılığı dikey eksen ile, HIC değeri ise yatay eksen ile ifade edilir.

Şekil 3'teki eğriler aşağıdaki gibidir:

• “Yaralanma Yok”: Yaralanma olmaması olasılığı
• "Minör": Bilinç bozukluğu olmaksızın dışarıdan kaynaklanan kafa travması, burun kırığı, diş kırığı veya dışarıdan kaynaklanan yüz yaralanması
• "Orta": bir kafatasının kırılması veya bir yüzün kırılması veya derin yırtılması ile birlikte bilinç kaybı vb.
• "Kritik": 12 saat boyunca beyin kontüzyonu, bilinç kaybı veya kanama. veya daha fazla, nöropatinin eşlik ettiği belirsiz iyileşme umudu
• "Ölümcül": ölüm olasılığı

HIC değeri arttıkça, kafa bir nesneyle ne kadar güçlü bir şekilde çarpışırsa ve kafa hasarı olasılığı o kadar yüksek olur.

Değerlendirme için Test Cihazlarını Düşürme

Her ne kadar parklarda veya araba çarpışmalarında kullanılanlar gibi darbe emici karolar için standartlarda değerlendirme indeksleri, test yöntemleri vb. tanımlanmış olsa da, yürüyen merdivenlerden düşmeyi içeren kazalar için standartlar yoktur. Bu nedenle, yürüyen merdiven kullanırken düşmenin yaralanmayı hafifletme etkisini değerlendirmek için düşme anında kafa çarpışmalarını taklit etmek için düşme testi ekipmanı geliştirdik (Şekil 4).

Bir kafa çarpışmasını taklit etmek için, ortalama insan kafasından hesaplanan kütle, sertlik ve şekle sahip bir insan kafası modeli yaptık. Bu, çarpışma açısını ve düşme yüksekliğini değiştirmemizi sağlar, böylece yürüyen merdiven yolcuları tarafından çeşitli türlerde düşmeler taklit edilebilir. Test ekipmanı, düşen nesneyi adımın keskin açısal kısmına doğru çevirir ve kafanın adımın keskin açısal kısmıyla çarpıştığı bir durumu yeniden oluşturmak için otomatik olarak düşürür ve o andaki çarpışma ivmesi ölçülür. Ardından, çarpışma ivmesinden bir HIC değeri hesaplanır ve yaralanma risk eğrisi incelenerek kafa hasarı olasılığı kontrol edilir. Yaralanmanın meydana gelme olasılığını geleneksel bir adımınkiyle karşılaştırarak yaralanma-hafifletme etkisini tahmin ettik.

Tampon Malzeme Seçimi

İkinci konu, tampon malzemesinin seçimiydi. Bir dayanma yükü limiti belirlemek için, sıkıştırma burkulmasını önceden analiz ettik. Ardından, Young modülü tanımladığımız dayanma yükü sınırına daha yakın olan aday malzemeleri seçtik. Yaralanma-hafifletme etkisi yüksek aday malzemeleri ve seçilmiş malzemeleri kullanarak sınır çizgileri oluşturduk.

Tampon Malzeme Seçimi için Gereklilikler

Basamakların keskin köşeli kısmına takılan sınır parçası daha fazla şok emici olur. Bir kafa çarptığında daha yumuşak hale geldikçe, yaralanma-hafifletme etkisi büyük olur. Bununla birlikte, sınır parçası rijit olmayacak şekilde değiştirilirse sınır parçasının deformasyonu ile sıkışma, tarak kırılma riski ve düşme riskinin artması endişesi vardır. Spesifik olarak, aşağıdaki durumlar meydana gelebilir:

1. Bir çocuğun eli, bacağı, kıyafetleri vb. yakalanabilir.
2. Tarağın, kasıtlı olarak (şemsiye gibi) dürtüklenmesiyle veya içine yabancı bir nesnenin girmesiyle sınır kısmında kırılması
3. Yüksek topuklu bir ayakkabının topuğu sınır kısmında sıkışır veya tampon malzemesi yüksek topuklu bir ayakkabının topuğu ile büküldüğünde yolcunun düşme riski daha yüksektir.

Bu nedenle, yaralanma-hafifletme etkisi ve sınır kısmındaki deformasyon riski çatışkı ilişkisine sahiptir ve bu nedenle çeşitli incelemeler yaptık.

Malzeme Seçimi

Yaralanmayı azaltan etkiye sahipken deformasyon riskini artırmayan malzemeyi seçmek için, sıkıştırma burkulmasını önceden analiz ettik. HIC değerini, bir yay tarafından tahmin edilen sınır parçasına çarpmak için ortalama kütle ve rijitliğe sahip bir insan kafası modeli kullanarak çarpışma anında ivme dalga biçimini analiz ederek hesapladık. Sınırlama parçası için kullanılan malzemenin Young modülünü değiştirirken HIC değerinin değişimi Şekil 5'te gösterilmiştir. Ancak, Young modülü çok küçükse, yüksek topuklu ayakkabılarla sınır parçasına basıldığında kompresyon burkulması meydana gelebilir. , vb. Bu nedenle, analizde kullanılan bir dayanma yükü limiti (alt limit) tanımlanmış ve aday olarak seçilen malzeme, bu dayanma yükü limitine yakın bir Young modülüne sahiptir. Daha sonra, iki veya daha fazla seçilmiş malzeme kullanılarak sınır bölümü yapıldı. Deformasyon riski geleneksel bir adımınkine eşdeğer olduğundan, yüksek yaralanma-hafifletme etkisine sahip bir malzeme seçilmiştir.

Çeşitli Düşme Durumlarında Yaralanma-Azaltma Etkisi

Çeşitli Düşme Durumlarının Analizi

Yürüyen merdiven kazaları araştırmasına göre, sık düşmeler, yukarı doğru hareket sırasında ani bir duruşta meydana gelen “eğimli bir kısımda üst kata düşmeyi” içerir ve o andaki düşüş koşulları değerlendirme indeksi olarak belirlenmiştir. Bir düşme veya yuvarlanma, değerlendirme endeksine dahil edilen düşme durumu da dahil olmak üzere temel olarak aşağıdaki beş kategoride sınıflandırılabilir (Şekil 6):

1. Eğimli bir kısımda üst kata düşme
2. Eğimli bir kısımda alt kata düşme (Bir kafa doğrudan çarpılır.)
3. Alt kata eğimli bir kısımda düşme (Düşmeyi arka tarafına taktıktan sonra baş doğrudan çarpılır.)
4. Bir üst kat iniş-biniş kısmında alt kata düşme
5. Alt kattaki iniş-biniş bölümünde üst kata düşme

Yaralanma-Azaltma Etkisi

Yaralanma-hafifletme etkisi ile ilgili olarak, değerlendirme indeksi olan (50) durumundaki geleneksel adımla karşılaştırıldığında, hafif kafa hasarı olasılığının yaklaşık %1 oranında azaldığını bulduk. Ayrıca durum (4) ve durum (5)'te de yaralanma olasılığı benzer şekilde azalmıştır (Şekil 7). Hafif kafa hasarını gösteren yaralanma risk eğrisi kullanılsa bile, hem tampon adım hem de geleneksel adım için yaralanma olasılığı artar. Şiddetli düşme koşulları nedeniyle (2) ve (3) numaralı durumda eğimli bir şekilde alt kata düşerler. Bu nedenle, orta dereceli veya ölümcül kafa hasarı olasılığını karşılaştırdık ve kafa hasarı olasılığının yarıya düştüğünü gördük (Şekil 8).

Tartışma

Basamakların keskin köşeli kısmında tampon malzemeden oluşturulmuş sınır parçaları monte edilmiş bir yürüyen merdiven geliştirdik. Düşme veya takla atma anında çarpışmadan kaynaklanan yaralanmaları azaltabilen bu tampon adım, takılma riskini artırmadan gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, yürüyen merdiven kullanırken meydana gelen çeşitli düşme durumlarını taklit eden bir deneyde yaralanmaları azaltmada etkili olduğunu doğruladık.

Sonuç

Yürüyen merdiven yolcularının karıştığı kazaların azaltılması, yürüyen merdiven endüstrisinde uzun yıllardır bir sorun olmuştur. Yürüyen merdiven endüstrisi, düşme faktörlerinin ortadan kaldırılmasıyla ilgili teknolojiyi geliştirmeye ve üretmeye odaklanmıştı (örneğin, yürüyen merdivenleri nazikçe durdurma). Ürünlerimiz düşme anında yaralanmaları azaltmaya özen gösterilerek geliştirilmiştir.

Kullanıcı dostu bir ürün geliştirmeye ve piyasaya arz etmeye, güvenli ve konforlu bir toplumun gerçekleşmesine katkıda bulunmaya devam edeceğiz.

Referanslar
[1] Genel şirket Japonya Asansör Derneği. “Yürüyen Merdivenle İlgili Kaza Önleme Önlemleri” ve asansör topluluğu, Temmuz 2006, s. 8-15.
[2] Yürüyen merdivenle ilgili kaza önleme tedbir inceleme komitesi, “Yürüyen Merdivenle İlgili Kaza Önleme Tedbiri”, 2005, s. 17.
[3] Masahiro Nakano, Hiroyuki Matsuura, Masaaki Tamagawa, Makoto Yamanaka ve Toru Yukimasa. “Bir Kafa Hasarı Standart Değerinin (HIC) Rasyonel Analizi” ve Biyomedikal Bulanık Sistemler Derneği Vol. 2, No. 2, s. 57-63 (2010).
[4] Arazi, Altyapı, Ulaştırma ve Turizm Bakanlığı. “Karayolu Taşıma Araçlarının Güvenlik Standardı (Ayrıntı Bildirimi Ayrı Ek 99 Yaya Başının Koruma Teknik Standardı).”
[5] Takahashi Hideo, Kikuchi Takayuki ve Nakagaki Shigeo. “Basamak Kenarlarına Yapıştırılmış Güvenlik Malzemeli Kindmover Yürüyen Merdiven,” Toshiba Review Vol. 69, Sayı 11 (2014), s. 50-53.
[6] Akihiro Yamamoto, Takayuki Kikuchi, Hideo Takahashi ve Nakagaki Shigeo. “Adım Ucu Parçası Olarak Tampon Malzemeyi Benimseyen Yürüyen Merdiven”, Japonya Makine Mühendisleri Teknoloji ve İlerleme Derneği'nin yakın zamanda [asansör ve oyun kurumu gibi] teknik konferans toplantısı konferansı bildirilerini topladı, No. 14-99.