更大的自动扶梯台阶以提高容量

步深的一点点增加如何对增加运输能力产生重大影响。

将乘客从一层运送到另一层是自动扶梯设计和运行的主要目标。 关于自动扶梯周围乘客动态的信息和研究非常稀少。 这种知识的缺乏延伸到对乘客行为与自动扶梯设计参数之间相互作用的未知理解。 在这里，评估了增加阶梯深度对自动扶梯，尤其是重型自动扶梯的运输能力的影响。

这项研究揭示了在自动扶梯阶梯带中阶梯深度的小幅增加对增加自动扶梯的运输能力有显着影响。 虽然这对站立侧和行走侧都是如此，但站立侧的好处比行走侧更多。 除了增加容量外，它还为乘客提供了舒适性和易用性，尤其是对于行动不便的乘客。

控制和提高自动扶梯的载客量仍然是一个困难而复杂的课题。 这对于安装在地铁和地铁站的重型自动扶梯比安装在商店、商场和超市的轻型自动扶梯更正确。^[1] 重型自动扶梯的典型台阶深度为 400 毫米，典型宽度为 1,000-1,200 毫米，典型高度为 200 毫米。 重型自动扶梯建在 30º 的斜坡上。

1987 年 Fruin 提出并讨论了乘客空间的“人形椭圆”概念（图 1）。^[2] 结果发现，乘坐自动扶梯的乘客并不反对并排站立； 然而，当其他乘客站在他们身后或面前时，他们确实变得不那么宽容了。 当自动扶梯向上运行时，这种感觉比向下运行时更明显。

AJ梅奥^[1] 研究了自动扶梯容量与其运行速度之间的关系。 他发现慢速自动扶梯上的乘客比快速自动扶梯站得更近。 进行了优化技术，得出的结论是，在 150 fpm = 0.76 mps 的速度下可以获得最大容量。

卢特菲·谢里夫^[3] 从节能的角度看自动扶梯的容量。 尽管沿向上方向行走的乘客使用了一些能量到达顶部，但能量的节省并不显着。 然而，当乘客向下行走时，自动扶梯开始产生能量。

保罗戴维斯进行的一般审查^[4] 已被用作本研究的核心材料。 这些发现被用来确定阶梯深度对自动扶梯载客量的影响，尤其是重型自动扶梯。

自动扶梯上的空步是由于人体椭圆中的侵犯感而产生的。 乘客只有在交通非常繁忙时才会停止离开空台阶。 人们认为，留空台阶的习惯是由自动扶梯的速度或乘客感觉更舒服留下足够的空间来容纳他们的空间椭圆造成的。

步行的乘客往往会在他们面前留下一步半或两步。 这种行为是由步行乘客提出的，因为他们担心如果空间不足，他们可能会被挤在一起。

常设载客量分析

戴维斯从理论上证明：

• v = 自动扶梯的速度 (mpm)
• D = 自动扶梯台阶的深度 = 400 mm（台阶前部到后部的距离）
• qs = 站立时使用的步数比例
• Ss = 每分钟步数 = 体积/密度，每分钟通过自动扶梯上一个点的步数
• Cs = 每分钟容量 = SS X qs, 每分钟通过自动扶梯上一个点的人数

如果 v = 43.2 米/分， D =0.4米和 qs = 0.5。 假设，平均而言，人们每隔一步站立一次，这会导致 Cs = 54 人每分钟 (ppm)。 但是，如果我们改变步骤的深度 D = 0.5 m 和 qs = 1, Cs 变为 86.4 ppm。

If D = 0.6 m 和 qs = 1, Cs 将为 72 ppm。 增加到 0.5 m 意味着台阶宽度增加 25%，容量增加 60%。 台阶深度从 0.6 m 增加到 0.4 m（台阶深度增加 50%）导致容量增加 33%。

步行载客量分析

戴维斯再次从理论上证明：

• u = 乘客走上自动扶梯的速度
• qw = 步行时所用步数的比例
• v+你 = 自动扶梯的有效速度，乘客行走的有效速度
• Sw = 每分钟有效步数 = (v+u)/D
• Cv = 每分钟容量 = sw X qw, 每分钟通过自动扶梯上一个点的人数

假设 v = 43.2 mpm， D = 0.4 m，u = 36 米/分钟， qw = 0.33，假设平均而言，人们每人需要走三步才能向上走。 Cw = 65.34 ppm，但是，如果我们改变 D 至 0.5 m 和 qw = 0.5， Cw 变为 79.2。 如果我们改变 D 到 0.6 m 和 qw = 0.5，然后 Cw = 66。

增加到 0.5 m 相当于台阶宽度增加了 25%，容量增加了 20%。 然而，步深增加到 0.6 m 相当于增加了 1% 的容量。

自动扶梯高度与站立乘客容量

Davis 发现了自动扶梯高度和站立乘客容量之间的比例线性关系（图 2）。 他使用了 0.4 m 的台阶深度。 该关系由以下等式控制，其中 H = 自动扶梯高度：

Cs = 0.7483 XH + 41.811（等式 1）

使用“站立乘客容量分析”部分中列出的原则，容量增加 60% 会增加相对于自动扶梯高度的客流量（图 2）。 台阶宽度增加 0.25% 显着提高了自动扶梯运送更多乘客的能力，但进一步增加台阶深度至 0.6 m，导致站立能力仅增加 33%，而台阶深度增加 60%是 0.5 m。

带步行载客量的自动扶梯高度

Davis 发现步行乘客与自动扶梯高度之间存在反线性关系（图 3）。 该关系受以下因素支配：

Cw = -1.7885 XH + 85.654（公式 2）

上述“步行载客量分析”部分指出，如果步深从25增加到0.4m，步行载客量增加0.5%。 虽然这种关系仍然是相反的，但运输乘客的增加是相当显着的。 但步深增加到0.6 m，对步行载客量不会有显着影响。

应用和结论

台阶深度从 0.4 增加到 0.5 或 0.6 m 将对台阶带、链条、上驱动链轮和下托架链轮的机械设计产生深远的影响，但会减少台阶带中的步数，提高数量运送的乘客数量。 它还可能使站立客流增加 60%，步行客流增加 25%，总共增加了 85% 的客运量。 额外的空间可以在安全的方式下提供更多的舒适和轻松的骑行，特别是对于儿童和老人。

通过更换桁架，可以转换或升级深度为 0.5 m 而不是 0.4 m 的自动扶梯台阶。 你的作者之前的一篇论文中已经深入讨论了这个主题。 [5]

标准轮椅的尺寸为长 1200 毫米、宽 760 毫米和高 760 毫米。 大后轮和小前支撑轮之间的距离在450毫米到550毫米之间。 一些轮椅具有手动控制制动系统。 坐在轮椅上的人从建筑物的一层移动到另一层的唯一方法是使用升降机。 电梯的可用性在商场和超市中可能不是什么问题，但在地铁和地铁站中可能是一个主要问题。 坐在轮椅上的人几乎不可能乘坐现有的自动扶梯，无论是重型还是轻型。 首先，现有的标准步长根本没有帮助。 将台阶宽度增加到 0.5 m 将为轮椅制造商提供空间，以便在椅子上设计一个可调节的系统，以方便他们在自动扶梯上的使用。

本文的想法可能预示着未来的雄心壮志； 然而，随着标准要求的善意变化，不断变化的工程师的思维方式和文化不仅可以满足运送更多乘客的需求，而且可以让他们的旅程更轻松、更舒适、更安全。

案例

[1] Mayo, AJ (1966)，“自动扶梯和相关流动系统的研究”，理学硕士。 帝国理工学院（伦敦大学）学位报告。
[2] Fruin, JJ (1987)，行人规划与设计，修订版， Elevator World公司
[3] Al-Sharif, L. (1996)，“自动扶梯处理能力：标准与实践”，内部报告，伦敦地铁有限公司。
[4] Davis, P. (1999)，“伦敦地铁自动扶梯容量的估计”。
[5] Albadri, A.（2014 年），“评估伦敦地下网络自动扶梯全面更换和侵入式更换选项的可行性研究”。