门保护要求更新

A17.1-2019/B44-19 中的重大变化的纲要以及能够满足他们要求的系统

作者：詹姆斯·奥劳克林

乘客电梯门保护要求即将发布 ASME A17.1-2019/CSA B44-19 电梯和自动扶梯安全规范. 为电动水平滑动门中使用的重新打开装置引入了新要求。 这些要求更好地解决了人员的安全问题，并减少了物体撞击电梯门造成的损害。 为了更好地理解实施这些变化的原因，了解当前的门保护要求以及乘客在使用电梯时仍然面临的一些挑战很有用。

当电梯在商业上可行时，建筑业主雇用电梯操作员来运行每部电梯，并确保门不会因乘客或进入驾驶室的物体而关闭。 然而，随着时间的推移，技术开始取代所谓的“有人值守操作”，这主要是因为需要人员每周 24 天（大约一天 XNUMX 小时）运行许多电梯的费用。

相对于门保护，最早使用的技术之一是机械安全边缘，有时也称为门保险杠或门缓冲器。 这些设备连接到移动的轿厢门上，当它们与人或物体接触时，它们会被压下，导致相关电触点的状态发生变化，进而产生一个重新打开信号返回电梯控制。 机械安全触条通常覆盖整个门打开，但需要与人或物体接触才能产生重新打开信号（即，人或物体必须被机械安全触条“击中”）。

为了满足这种“接触”要求，一些电梯制造商使用机械安全边缘，并在安全电路中添加一个或两个单光束光电传感器。 CEDES 诞生于 1986 年，当时我们的创始人被要求为一家主要电梯制造商开发这种单梁解决方案。 这些光电传感器位于轿厢门附近或轿厢门上，用于检测开口中是否存在腿或身体，因此可以在机械安全边缘撞击之前进行检测。 在这种配置中，仍然只有一两个非接触式检测点。 因此，身体部位（例如，头部）仍然可能被机械安全边缘“击中”。

这发展到使用光幕——一种在单个外壳中安装有许多光电传感器的设备，作为单个系统运行。 光幕仍然安装在电梯轿厢门上，但取代了机械安全边缘。 这是一种完全非接触的解决方案，因为检测装置不需要人或物体接触设备来产生重新打开信号。 当一束或多束光束中断时，会自动生成门重新打开信号。 多年来，该解决方案已成为北美电梯的事实上的标准。

所有这些解决方案均满足 ANSI A2.13.5-17.1/CSA B2016-44 第 16 节以及本规范早期版本中定义的要求。 2016年及之前版本的规范基本要求，在电动水平滑动车门应用中使用“重开门装置”时，必须对“基本上完全垂直开门”有效。

这篇文章将描述一些变化，这些变化会促使一些读者问：“如果某个东西没有坏，为什么要修呢？” 不幸的是，伤害数据并不支持这种观点，需要显着改进以减少在电梯门关闭期间仍然发生的伤害数量。

印第安纳大学医学院公共卫生部进行了三项研究，提供了乘客电梯应用中仍在发生的伤害的详细信息。 所有研究均使用美国消费品安全委员会国家电子伤害监测系统 (NEISS)，该数据库提供基于 100 家 NEISS 指定医院急诊室就诊的伤害统计数据。^[1] 该数据库不包括导致死亡或受伤的事故，这些事故仅在事故现场进行处理。 因此，以下参考时间范围内发生的事件总数很可能被低估：

• 对于 0-19 岁的儿童，NEISS 数据表明，18,750 次电梯伤害（64.5%）是由于电梯门在身体部位关闭（在 29,030 年至 1990 年间估计发生的 2004 次总伤害中）。^[2]
• 对于 20-64 岁的成年人，NEISS 数据表明，23,659 次电梯受伤 (42.5%) 是由于电梯门在身体部位关闭（在 55,614 年至 1990 年间估计发生的 2002 次受伤总数中）。^[3]
• 对于 65 岁及以上的成年人，NEISS 数据表明，15,166 次电梯伤害 (33.8%) 是由于电梯门关上身体部位或步行者卡在门上（在 44,870 年至 1990 年间估计发生的 2006 次伤害总数中） ）。^[4]

对 2009-2018 年原始 NEISS 数据的审查表明，自这些研究完成以来，归入 NEISS 产品类别 1889（电梯或其他升降机，不包括自动扶梯、升降机和千斤顶）的伤害数量保持一致或略有增加，包括“被门撞”或“行人被门夹”造成的伤害数量。^[7]

使用这些数据，每年因电梯门关闭身体部位或步行者卡在电梯门上而导致的急诊室访问次数接近 4,000。 此外，仍然需要解决额外的危险，例如层门层侧的前缘。

由于电梯安全是规范的重点，A17 门保护特设委员会已经工作了 10 多年，以制定包含在 2019 年规范更新中的其他要求。 这些更新遵循委员会在 2008 年规范附录中发布的关于垂直滑动门和大门电动关闭的工作。 这些更新发布后，委员会将重点转向重新开放电动水平滑动车门和大门的设备，从而提出新的性能和产品设计要求。 通过包括制造商的设计要求，AHJ 和最终用户所需的测试要求得以简化。 这些测试侧重于确保基本操作得到满足，而不是要求对每个电梯应用进行与位置、目标颜色、目标大小、目标形状等相关的一系列测试。

CEDES CabSafe™ 系统将用于强调遵守 2019 年规范所需的几个设计要求。 为确保代码语言的正确解释，CEDES 还将让 CabSafe 第三方获得经认可的电梯/自动扶梯认证组织 (AECO) 的认证。

CabSafe 系统包括：

• CabSafe 2D 光幕可检测电梯轿厢门之间的物体
•  CabSafe 3D 飞行时间 (TOF) 传感器可检测接近的物体
• 入口区
• CabSafe 控制器
  • CabSafe 2D 光幕由一个发射器和一个接收器组成，在它们之间形成一个平面交叉光束检测场。 该系统就像一个“传统”光幕，它检测电梯轿厢门之间的物体，但有几个关键差异可确保符合 2019 年规范。 这些包括：
    • 持续测试，包括在电梯门到达完全打开位置之后和开始关闭门之前，以确保窗帘正确运行并能够检测到代码定义的目标物体
    • 在动态安装系统（其中光幕随门移动）中，接收器提供门位置信息（例如，当门完全打开或关闭到 3D TOF 传感器可以检测到的点时）导致无效）。
    • 在静态安装系统（光幕不随门移动）中，单独的信号提供位置信息（例如，来自电梯控制或磁性开关的信号）。
  • 3D TOF 传感器监控靠近电梯轿厢门的人或物体的入口区域。 功能包括：
    • 传感器安装在横梁上，并提供表面安装或嵌入式安装硬件。
    • 嵌入式支架从横梁向下延伸仅几毫米，并且可以使用贴面（例如，不锈钢或青铜）来匹配横梁材料。
    • 检测区域呈矩形，每秒可在检测区域内多次进行 9,600 次单独的距离测量。
    • 以大于 0.15 m/s (6 in./s) 的速度向驾驶室入口移动的物体会产生重新打开信号。 该值是根据已发布的数据选择的，其中“有监督的步行者步行”被定义为步行速度 ≥ 0.340 m/s (1.14 ft/s) 和 < 0.57 m/s (1.87 ft/s)。[5 & 6] 对象在较慢的速度下被认为是静止的。
    • 静止的物体可以忽略不计（例如，站在入口前的植物或人），因为除非向入口移动，否则关闭的门不会造成危险。
  • 持续测试，包括在电梯门到达完全打开位置之后和开始关门之前，以确保传感器正常运行并能够检测代码定义的目标对象 CabSafe 3D 中使用的 TOF 技术是选择获得一些额外的好处，包括：
    • 当层门可能与电梯轿厢门（例如，层门引线或电梯轿厢门）不完全同步时，视场足够大且足够灵活，可以在新安装和现代化应用中提供强大的性能。
    • 检测区域超过了规范定义的要求，在层站门前有一个明确定义的矩形检测区域（即，在层站侧前面 9 英寸处的移动线上远不止一个点层门 [s] 并从层门 [s] 层站侧的前缘向外延伸 9 至 20 英寸，并与代码定义的关闭门 [s] 一起通过）。
    • CabSafe 3D 检测区域是稳定的，不会过度延伸到大厅中，例如，当人或物体经过门附近但不打算进入时（如使用超声波或雷达传感器的行人门所见），可以最大限度地减少误触发）。
    • 检测区域会持续进行测试，包括当门到达其完全打开位置时和开始关闭门之前，即使检测区域中不存在任何物体。 这是因为 CabSafe 3D 无需检测场中的移动物体即可“看到”地板。
    • TOF 技术不受即将到来的联邦通信委员会对超宽带频率的限制，这些频率通常需要稳定运行并防止其他基于雷达的解决方案的干扰。

CabSafe 控制器监控 2D 和 3D TOF 传感器，并提供代表系统状态的单一输出（固态或基于继电器）。 为使接近物体检测无效而定义的要求也由控制器管理。 这是为了使系统健壮和高效。 此外，该控制器还提供了一种在中开、左开和右开电梯门应用中配置 3D TOF 传感器检测场的方法。

随着即将到来的代码更改，使用 CabSafe 等设备可以轻松满足电动水平滑动门中使用的重新打开设备的新要求。 由于讨论的大多数即将发生的代码更改都是设计要求，确保使用的设备可以轻松实施，第三方 AECO 认证让用户相信他们的门保护系统符合代码要求，允许轻松检查基本功能并进行维护控制程序易于实施，无需测试对象或复杂的测试程序。

案例
[1] 美国消费品安全委员会。“国家电子伤害监测系统”（www.cpsc.gov/Research--Statistics/NEISS-Injury-Data）。
[2] Joseph O'Neil, MD, MPH; Gregory K. Steele，博士，公共卫生硕士； Carrie Huisingh，每小时英里数； 和 Gary A. Smith，医学博士，博士。 “美国儿童电梯相关伤害，1990 年至 2004 年，”印第安纳大学医学院公共卫生部临床儿科，Sage Publications，第 619 页。 625-2007（10.1177 年 0009922807300232 月，journals.sagepub.com/doi/abs/XNUMX/XNUMX）。
[3] Deborah E. Morrison-Ibrahim。 20-64 岁电梯相关伤害的回顾性分析，1990-2002 年，印第安纳大学医学院公共卫生系，2010-2012 年间未发表，4 年 2013 月 1 日从 Gregory Steele 博士处获得，第35-XNUMX。
[4] Gregory K. Steele, DrPH, MPH; 约瑟夫奥尼尔，医学博士，每小时英里数； Carrie Huisingh，每小时英里数； 和 Gary A. Smith，医学博士，博士。 “1990 年至 2006 年美国老年人与电梯相关的伤害”，《创伤、感染和重症监护杂志》，印第安纳大学医学院利平科特医学院公共卫生系，威廉姆斯和威尔金斯，第 188 页。 192-2010（2010 年 01000 月，journals.lww.com/jtrauma/Abstract/32/XNUMX/Elevator_Related_Injuries_to_Older_Adults_in_the.XNUMX.aspx）。
[5] James E. Graham、Steve R. Fisher、Ivonne-Marie Bergés、Yong-Fang Kuo 和 Glenn V. Ostir。 “用于对住院老年人的步行独立性进行分类的步行速度阈值”德克萨斯大学医学分部，物理治疗，牛津学术，p。 1,591-1,597（1 年 2010 月 10.2522 日，doi.org/20100018/ptj.XNUMX）。
[6] Hubertus JA van Hedel, PhD, PT，“与脊髓损伤后功能走动类别相关的步态速度”，神经科学、神经病学和精神病学，EMSCI 研究组，Sage Publications，（5 年 2008 月 10.1177 日，doi.org /1545968308324224/XNUMX）。
[7] 美国消费品安全委员会。 NEISS 在线数据库上的“1999-2018 年国家电子伤害监测系统”（2019 年 XNUMX 月，www.cpsc.gov/cgibin/NEISSQuery/UserCriteria.aspx）。