对人类和环境友好的自动扶梯

摘要

近期，对安全环保边际的关注度有所增加。 为了追求这些，并考虑到精心设计的可用性和高度准确的故障预防诊断，已经开发了一种新的自动扶梯。 本报告描述了该自动扶梯在提高安全性及其环保节能运行系统方面所做的努力。

1。 简介

自动扶梯作为城市空间的一种手段，继续在各个地区运送许多人，例如百货公司、购物中心、酒店、机场和火车站等。

Hitachi, Ltd. 已经向市场推出了以下传统自动扶梯：EX 系列，具有更高的便利性和安全性； FX系列，在不改变梯级宽度的情况下，通过缩短自动扶梯总宽度来节省空间； 以及追求通用设计的MX系列。 然而，对具有更高安全水平和更低负面环境影响的自动扶梯的需求不断增长。

为满足这些需求，我们在“以人为本、环境友好的自动扶梯为目标”的理念下，开发了新型VX系列自动扶梯，设计基于四大支柱：进一步追求安全，注重节能和环保，精心设计的可用性，以及高度准确的故障预防诊断。

本报告描述了 VX 系列自动扶梯的安全改进工作和环保、节能的运行系统。

二、发展背景和目标

2.1 日益增长的安全需求

继 2004 年因自动旋转门引发的致命事故后，日本对电梯安全的需求也在不断增长。

同时，日本电梯协会每五年进行一次导致人员伤亡的自动扶梯事故调查结果1表明，十年间坠落和滑倒事故从112起迅速增加到359起（见图1）。 ）。

根据东京消防厅 2 年发布的《自动扶梯事故预防措施》2005 报告，95.7% 的事故涉及跌倒或滑倒，65 岁以上老年人占事故发生率的 53.1%。年龄（见图 2）。

综上所述，从上述来看，似乎老龄化社会必须紧急采取措施，防止老年人在使用自动扶梯时跌倒。

最近，在日本，国家技术与评估研究所调查了用户被夹在踏板和裙板之间的事故数量。 结果表明，从 65 年 2007 月到 2008 年 2008 月，多达 XNUMX 起事故发生在凉鞋被夹在自动扶梯上。 针对此次调查，经济产业省联系了事故发生率较高的凉鞋制造商，并要求改进（XNUMX年XNUMX月）。

2.2 日益增长的节能需求

《京都议定书》下的减排期从 2008 年开始，企业已采取各种措施来减少温室气体排放。 由于自动扶梯总是在营业时间运行，主要是在百货公司和购物中心，人们对节能的兴趣增加。

3. 追求安全

3.1 减轻紧急停车时的停车冲击

作为关于安全装置动作时自动扶梯如何停止的概念，必须设定制动扭矩，即使在下降运行期间有大量乘客使用时，也必须在一定的制动距离内停止。 在传统的通用制动系统中，制动力矩始终是恒定的，不能变化，并且在空载条件下高于必要值。

日本《建筑标准低实施条例》及相关通知规定，上坡作业时，在空载条件下，制动距离必须在0.1-0.6 m之间，平均减速度应在1.25 m/s2以下。

在开发VX系列时，以防止使用中的跌倒事故为首要任务，首先对自动扶梯停止时的减速度与冲击的关系进行了验证。 在验证过程中，我们使用以老年人为主的受试者，并通过让他们体验各种减速感来进行监测测试，以评估停止冲击是否超过容许限度，即使受试者不坚持也没有问题扶手等事项。

结果显示，20% 的测试对象在自动扶梯停止时抓住了扶手，尽管在传统制动系统的空载条件下，没有测试对象在减速过程中受到超过容限的停止冲击。

此外，结果是，当停止时的减速度设置为传统减速度的 60% 时，即使没有测试对象抓住扶手，停止冲击也不会造成任何问题。

上述监测评价试验结果表明，当减速条件设置为常规水平的60%时，可以减少跌倒或错开的可能性。 然而，如果将减速条件设置为传统制动系统的60%，并且在下降操作期间自动扶梯充满乘客，则停车时的制动距离趋于变长。

相应地，VX系列采用了变频控制的制动来确保减速度得到控制，以保持其恒定，无论运行方向和在场乘客人数，还解决了制动距离问题。 引入这种逆变器控制的软停止是为了在自动扶梯因安全装置启动或其他原因停止时防止跌倒和绊倒（见图 3）。

3.2 提高被抓安全

为了防止近期树脂凉鞋被夹住的事故问题，现在提醒自动扶梯用户正确使用，例如在台阶周围的黄线范围内踏上自动扶梯，以防止用户接近在其中移动的部件。相反的方式（裙板）。 此外，设计为难以接近该部分的结构将有效防止事故。

因此，我们估计提供一个突起来帮助消除与裙板部分的接触会产生积极的效果，我们实际上改变了内部甲板的突起量，以检查裙板部分的压力如何随着突起的增加和减少而变化数量。 然后我们评估了这种压力。 结果表明，增加突出量可能会降低对裙板的压力，从而可以防止用户被夹住的事故。

由于上述原因，在裙板顶部加入了一个突出 15 毫米的边缘（裙边），并结合了传统的 8 毫米阶梯式胎面。 VX系列自动扶梯采用的裙板截面结构如图4所示。

3.3 防倾倒扶手事故

为了确保安全，日本的建筑标准低要求在位于建筑物和自动扶梯之间的横截面上安装防护板。 因此，我们推出了一种开发的传感器，它可以检测靠在扶手上的人，这只是支持安全需求的一项功能（见图 5）。

传感器安装在自动扶梯的外部平台上，使得平面检测区域与扶手平行，以便检测扶手边缘区域外的物体。

如图 6 所示，将平面连续区域设置为检测区域，即使在用户接近他们可能被抓住的点之前，也可以检测任何向外倾斜的物体。 对于高度检测，检测预警区域内还设置了距离扶手段约0.5-1.0m，适用于成人和儿童。 除了这种检测之外，该传感器还可以有效地检测到发现自己在外甲板部分的人。 当检测到此类情况时，将使用语音合成器单元向用户发出口头警告。

由于检测预警范围较广，安装自动扶梯后可能会出现附近区域发生变化的情况。 例如，如果在外甲板部分设置了某种类型的杆，则该物体将始终位于检测区域内。 考虑到这种可能性，结合了一种算法来将极点与其他用户区分开来； 因此，如果单位时间内被检测物体的移动距离持续低于某个值，则不会发出不必要的警告。

4. 促进节能

4.1 节能技术

4.1.1 自动操作系统（可选；需额外收费）

自动扶梯节能的常用方法包括自动运行系统。 该系统的立柱装有传感器，可检测接近自动扶梯入口的用户，当检测到用户时，该系统会自动启动自动扶梯，并在一段时间未使用后停止。 但是，由于在无人存在时自动扶梯完全停止，因此该系统需要指示操作方向的标志。

4.1.2 慢速待机操作系统（可选；需额外收费）

该系统在没有用户时以低速运行自动扶梯，以帮助节省能源。 该系统在无人时以0.17 m/s的速度运行自动扶梯，当传感器检测到用户时将其缓慢加速至0.5 m/s的额定速度，经过一段时间后将其减速至0.17 m/s没有用户在场。

由于该系统使操作方向可见； 从而无需详细说明操作方向的标志，该系统比自动操作系统具有更好的节省空间的特性。

4.1.3 Eco 模式操作系统：基本规格

该系统根据自动扶梯的使用状态控制速度，以确保节能（见图7）。 具体而言，自动扶梯在拥挤状态下以0.5m/s的额定速度运行，并以用户感觉不到的方式控制减速

当只有少数用户存在时，根据安装在自动扶梯上的逆变器的负载信息。

减速时车速越小，节能效果越大； 然而，用户的便利性也可能受到妨碍。 因此，通过监测包括老年人在内的测试对象来评估速度的耐受性，并将速度设置为 0.42 m/s 作为节能的最佳速度。

该控制系统不需要检测传感器或指示操作方向的标志，如前面描述的自动操作系统和慢速待机操作系统所要求的。

该系统使业主可以通过按下操作面板上的钥匙开关轻松选择和设置该操作模式。

4.2 节能效果

表1列出了上述三种节能运行系统计算的节能效果。

这些影响是在假设自动运行系统和慢速待机运行系统启动 15 次/小时并且每天运行时间为 16 小时的情况下计算的。 Eco Mode Operation System 的节能效果是根据在大型购物中心进行的实际测量计算得出的。

自动运行系统、慢速待机运行系统和环保模式运行系统按其节能效果的降序排列。 然而，Eco Mode Operation System 不需要额外的设施，并且具有非常适合任何预期安装目的的节能运行功能。 我们认为，将这种功能引入基本规格的自动扶梯比以往任何时候都可以为促进节能做出更大的贡献。

5. 全球发展

提高安全性和节能性是各国共同的需要。 尽管本报告以日本的情况为背景进行描述，但未来将根据各国的标准和情况，通过现有功能的安排和基于 EN 标准的附加新功能的安排来实现全球发展。

6。 结论

本报告描述了在为 VX 系列开发的项目中：在紧急情况下缓慢停止自动扶梯的软停止功能； 安全功能，例如

设计可减少在台阶和裙板之间夹住的事故； 检测用户靠在扶手上的功能，提醒用户这种情况； 和节能技术，根据自动扶梯的使用状态。

未来，人们认为自动扶梯将变得越来越普遍、越来越普遍，并且对安全的要求会更高，尤其是在老龄化社会方面。 从地球环境的观点来看，可以期待在具有不间断速度的自动扶梯中促进节能。

参考文献：

1 日本电梯协会。 （2006 年）。 Elevator World，No.163。

2 东京消防署。 (2005)。 就与自动梯有关的事故采取预防措施的报告。