一、問題的提出

據(jù)2020年4月國內(nèi)網(wǎng)上一文報道，我國特種設(shè)備自動扶梯和自動人行道有關(guān)安全事故狀況報告摘錄：

從近年發(fā)生的電梯事故中，自動扶梯的事故率遠(yuǎn)大于直梯，扶梯事故中機械部件之間的間隙產(chǎn)生的擠壓占事故的43%；墜落占事故的15%；與物體發(fā)生碰撞、剪切，占事故的15%；運行中發(fā)生的逆轉(zhuǎn)，占事故的9%；跌倒占事故的9%；管理不善造成的其它事故，占事故的9%。

眾所周知，近二十年來，由于我國電梯事業(yè)發(fā)展迅速，至2024年止，電梯在用量已達(dá)1200萬臺之眾。此外，自動扶梯和自動人行道在公共交通領(lǐng)域中，其使用量約占電梯在用量近一半的比重。當(dāng)我們與上述百分?jǐn)?shù)進(jìn)行對比時會驚出一身冷汗，在理論上每月表明至少將有一次關(guān)于扶梯安全事故或事件地發(fā)生。

從電梯技術(shù)角度分析，扶梯與直梯相比，在安全運行方面具有以下特征：首先，運送乘客時沒有一個防護(hù)空間，極易受到外部及人身的侵?jǐn)_，形成不安全隱患。其次，對于老人或小孩來說，當(dāng)扶梯在傾斜段運行時，因故或突然停梯，可能導(dǎo)致老人或小孩不小心跌倒。最后一點卻是一致命缺陷，即當(dāng)乘客不小心身體及衣物被卷入和卡在梯級處時，因電氣開關(guān)不一定動作，扶梯仍在運行，則危及乘客的身體及生命安全。至于，在安全監(jiān)管及維保操作方面，此處不再贅述。

 二、方案的抉擇

是否有人提問，既然扶梯有諸多的問題與隱患，為什么電梯工程技術(shù)人員不采取措施或想辦法來加以預(yù)防或制止呢？那么，這個回答是肯定的。不僅在政府層面上，不斷修改與完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求；加強安全宣傳與監(jiān)督管理。而且，工程技術(shù)人員依據(jù)其技術(shù)進(jìn)步，不斷升級或加強安全防護(hù)與監(jiān)控檢測等措施。因此，我們有責(zé)任與義務(wù)做好其安全技術(shù)與監(jiān)控管理工作，確保乘客及設(shè)備的運行安全！下面就上述問題歸納其具體癥結(jié)及問題所在。

1）扶梯的相關(guān)技術(shù)要求與標(biāo)準(zhǔn)是等效采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)，由于我國國民乘梯習(xí)慣及人體體質(zhì)等存在的差異，將會誘發(fā)一些安全隱患及事故的發(fā)生。

2）由于扶梯和直梯結(jié)構(gòu)與運行的差異性，故扶梯在運行過程中乘客進(jìn)入或走出其出入口時，易出現(xiàn)絆倒或被卡入梳齒板、圍裙板內(nèi)，引發(fā)相應(yīng)的安全事故。又因其安全開關(guān)不一定動作，須專人或乘客按下停止按鈕，扶梯才會停止運行。可見，事故的危害程度在扶梯不停梯狀態(tài)下不斷地擴大，結(jié)果釀成乘客受傷或傷亡事件發(fā)生。

3）因扶梯運行時制停加速度控制在0.2~1.0gn之間，且實質(zhì)上只能在空載運行下測試及確認(rèn)。所以，在實際運行過程因故突然停梯時，當(dāng)制停加速度過大，易造成乘客跌倒受傷的事件偶有發(fā)生。

4）在扶梯正常運行中，當(dāng)梳齒板被異物卡阻崩裂時、或某一梯級因質(zhì)量問題“爆梯”時、或梯級等缺失或脫落時，扶梯不一定會自動停梯，除非有人按下其停止按鈕或安全開關(guān)觸發(fā)?？上攵?，后續(xù)扶梯的運行將會引發(fā)重大設(shè)備事故或人身事故。

5）扶梯是一個連續(xù)動態(tài)且非封閉的設(shè)備，因小孩及大人的好奇心，有在運行中扶梯上故意逆向行走或奔跑；或站在扶梯的內(nèi)、外蓋板上，趴著扶手帶向上、向下滑行。此時，扶梯是不會自動停梯，易誘發(fā)相關(guān)安全事故。

由上可知，扶梯運行現(xiàn)場存在諸多狀況及本身設(shè)計存在的不足，我們應(yīng)依據(jù)AI物聯(lián)網(wǎng)、人工智能及5G通訊等先進(jìn)的實用性技術(shù)，下大力氣解決上述多項技術(shù)問題與現(xiàn)實中地應(yīng)用難點及“痛點”。除了針對我國國情，在技術(shù)及檢測標(biāo)準(zhǔn)方面逐步完善與修訂外，從技術(shù)角度加快采取相關(guān)措施進(jìn)一步完善與解決。

 三、方案的設(shè)計                              

1. 結(jié)構(gòu)與原理

我們知曉，上述問題地解決應(yīng)從當(dāng)今不斷涌現(xiàn)的新興技術(shù)及產(chǎn)業(yè)入手。即利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、北斗系統(tǒng)、人工智能技術(shù)、人臉識別原理、激光技術(shù)、人機界面技術(shù)、5G通信等新技術(shù)、新材料及新工藝。尤其是華為鴻蒙芯片及深度求索大模型架構(gòu)，將致力于推動各行各業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，為我們電梯行業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新提供了不二選擇。

扶梯的智能化，是指一種在扶梯整機內(nèi)外部設(shè)置大量智能傳感器，由操作系統(tǒng)（如射頻芯片）等地運作，將運行中大量數(shù)字化信息通過5G等通訊，以低時延高速傳輸特點進(jìn)行邊緣計算，其信息（或數(shù)據(jù)）經(jīng)過虛擬主機對扶梯地運行，實施動態(tài)識別與實時監(jiān)控，藉由形成云端數(shù)據(jù)閉環(huán)。同時，將相關(guān)安全信息或數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議及時地傳輸?shù)礁魈幈O(jiān)控終端。其主要技術(shù)特征如下所示：

1）扶梯地運行通過5G等高速通信傳輸，采用操作系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)及云計算等對相關(guān)信息及數(shù)據(jù)，在虛擬主機上邊緣計算。并利用網(wǎng)聯(lián)高速通道對各類信息及數(shù)據(jù)動態(tài)地傳輸與交換。

2）運用網(wǎng)聯(lián)中區(qū)塊鏈技術(shù)，不僅可以有效降低物聯(lián)網(wǎng)的運營成本，解決安全隱患。而且有效保護(hù)用戶隱私，提高網(wǎng)絡(luò)運行效率，優(yōu)化多主體協(xié)同合作的運行機制。

3）低時延與高可靠性是5G通訊最顯著特點。如扶梯向上運行中，因故致扶梯向下逆轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生時，從檢測到制動剎車的反應(yīng)速度為秒計，而在5G場景下反應(yīng)速度不到1毫秒，這無疑是扶梯智能化將獲得乘客信任的基礎(chǔ)。

4）在扶梯上布局大量傳感器，通過大數(shù)據(jù)、邊緣計算及相關(guān)領(lǐng)域知識的運用，用5G作為通訊介質(zhì)接入網(wǎng)聯(lián)時，使扶梯具有人腦識別與動態(tài)感知功能。如小孩腳站扶梯內(nèi)蓋板上，趴著扶手帶向上攀爬時，易誘發(fā)安全事故，此時扶梯應(yīng)自動停止運行，或警鈴呼叫。

5）扶梯相關(guān)安全信息、數(shù)據(jù)處理后，利用5G通訊網(wǎng)聯(lián)，通過其通訊協(xié)議的鏈接，快捷、及時而準(zhǔn)確地發(fā)送到各處監(jiān)控設(shè)備終端；對區(qū)域內(nèi)相關(guān)扶梯實施遠(yuǎn)程安全監(jiān)控、調(diào)度及監(jiān)測。此外，還具有在維修等方面能上網(wǎng)獲取其相應(yīng)安全數(shù)據(jù)、信息等功能。

總體方案在現(xiàn)行扶梯總成構(gòu)架下，增設(shè)有扶梯自動救援安全運行監(jiān)控裝置、扶梯檢修側(cè)運行部件安全監(jiān)控裝置、扶梯各制動器運行監(jiān)測裝置等。即將扶梯整體運行控制以物聯(lián)網(wǎng)分布式布置，采用5G高速通訊方式進(jìn)行自動數(shù)字化系統(tǒng)操作。此外，在運行系統(tǒng)設(shè)備終端上以人機界面操作裝置，嵌入系統(tǒng)平臺展開交互式管理、監(jiān)控及詢問。

2. 配置與功能

1）主要配置：主指增設(shè)部分，但有個別安全保護(hù)裝置被替代。

▼ 驅(qū)動系統(tǒng)

（1）主機：無齒曳引機或蝸輪副減速機配置扭力和壓力傳感器。

（2）電機：配置位移傳感器（主編碼器）

▼ 控制系統(tǒng)

（1）電控柜：配置默納克系統(tǒng)軟件（含硬件），采用5G通訊高速傳輸數(shù)字化信息及數(shù)據(jù)，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。但原系統(tǒng)中相關(guān)電子元器件有增刪或變更。

（2）主控器：配有虛擬主機（含鴻蒙操作系統(tǒng)等芯片硬件）

（3）安全功能板和乘客側(cè)安全運行監(jiān)控裝置：配置雙目攝像傳感器、虛擬主機及操作芯片硬件等。

▼ 電力拖動系統(tǒng)

（1）常備電源：為扶梯斷電、自動安全救援裝置及各類電子元器件（含傳感器）提供24小時電源服務(wù)。

（2）變頻裝置：為默拉克系統(tǒng)專屬配置，具有自主知識產(chǎn)權(quán)。與智能網(wǎng)聯(lián)控制系統(tǒng)耦合性良好，自動啟制動運行穩(wěn)定。

▼ 梯路系統(tǒng)

（1）上驅(qū)動部件：配置測速與方向傳感器（副編碼器）

（2）梯級：配有攝像監(jiān)控傳感器與激光監(jiān)測傳感器（分別位于乘客側(cè)、檢修側(cè)）

（3）梯級鏈條：配有激光監(jiān)測傳感器

（4）梯級主副輪：配有激光監(jiān)測傳感器

▼ 扶手系統(tǒng)

（1）扶手帶：配置扶手帶測速與測力傳感器

（2）護(hù)壁板(玻璃)：配有攝像監(jiān)控傳感器

（3）圍裙板：配置圍裙板與梯級夾人監(jiān)測傳感器

（4）內(nèi)外蓋板：配有攝像監(jiān)控傳感器

▼ 潤滑系統(tǒng)

（1）儲油罐：配置油量與油質(zhì)監(jiān)控傳感器

▼ 出入口系統(tǒng)

（1）前沿板和梳齒板：配置梳齒板與梯級夾人監(jiān)測傳感器

（2） 樓層板：配置人員流量監(jiān)控傳感器?？捎沙丝蛡?cè)安全運行監(jiān)控裝置替代。

（3）人機界面裝置：與乘客側(cè)安全運行監(jiān)控裝置組合設(shè)置，通常固定在扶梯出入端上方或側(cè)面。一是其上顯示屏顯示扶梯運行樓層或去向；二是顯示故障及文字提示；三是遠(yuǎn)程安全監(jiān)控視頻及語言提示。

2）主要功能：主指扶梯在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加或變更的功能

（1）梳齒板與梯級安全保護(hù)

當(dāng)外物或人體被夾入梳齒板或梯級之間，自動扶梯(自動人行道)將自動緊急停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（2）梯級塌陷保護(hù)

當(dāng)發(fā)現(xiàn)梯級有異常的變形時、或疲勞“爆梯”時、或其支架斷裂及滾輪塌陷時，自動扶梯(自動人行道)將自動緊急停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（3）梯級鏈斷裂保護(hù)

當(dāng)梯級鏈出現(xiàn)過度磨損；或變形；或斷裂時，自動扶梯(自動人行道)將自動緩慢停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（4）非操作逆轉(zhuǎn)保護(hù)

當(dāng)扶梯向上運行而突然出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)行駛故障時，自動扶梯(自動人行道)將自動緊急停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（5）圍裙板與梯級保護(hù)

當(dāng)外物或人體被夾在圍裙板和梯級之間時，自動扶梯(自動人行道)將自動緊急停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（6）制動器保護(hù)（含附加制動器）

當(dāng)電力不足或任一安全保護(hù)裝置動作時，主制動器將通過彈簧力作用使制動功能生效，讓自動扶梯(自動人行道)緩慢停止運行。又當(dāng)出現(xiàn)不安全事故狀態(tài)時，不僅主制動器動作，而且附加制動器在操作系統(tǒng)控制下，使自動扶梯(自動人行道)自動緊急停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（7）梯級照明

在扶梯上、下端梳齒板周邊配飾有綠色燈光照明，藉以提醒乘客在此處注意移動的梯級或踏板。

（8）啟動報警與故障顯示裝置

當(dāng)扶梯運行出現(xiàn)不安全事故狀態(tài)時，人機界面裝置自行啟動警鈴鳴叫，以及故障顯示，藉以警告乘客注意安全，并迅速離開設(shè)備事故區(qū)域。

（9）扶手帶速度監(jiān)控

扶梯在運行中，突然出現(xiàn)扶手帶故障或斷裂，使扶手帶運行急劇減速或在短時間內(nèi)降速達(dá)15%時，自動扶梯(自動人行道)將自動緩慢停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（10）主機力矩監(jiān)測系統(tǒng)

當(dāng)主機檢測到主驅(qū)動鏈過度松弛或斷裂時、或減速箱“悶車”時、或抱閘制動失效時，自動扶梯(自動人行道)將自動停止運行；或啟動附加制動器停止運行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（11）梯級或踏板缺失保護(hù)

為完善與解決梯級或踏板在乘客側(cè)出現(xiàn)其缺失（或盲區(qū)），故在其上、下兩側(cè)配置檢測防護(hù)裝置及自動救援安全運行監(jiān)控裝置，旨在防止乘客進(jìn)入自動扶梯（自動人行道）時，由于缺失梯級或踏板而產(chǎn)生跌入桁架內(nèi)的危險，其狀態(tài)一旦發(fā)生立即使其緊急停止運行。

（12）扶梯自動救援安全監(jiān)控模式

在一系列監(jiān)控裝置實施下，對扶梯運行時人或物體所處狀態(tài)與位置、上下端出入口人群狀態(tài)、人與扶手帶運行狀態(tài)以及梯級運行狀況等，將其相關(guān)信息、圖像與虛擬主機在大數(shù)據(jù)下，進(jìn)行邊緣計算及對比，能夠通過識別系統(tǒng)在動態(tài)感知下，確診扶梯處于何種工作狀態(tài)及故障類型時，使扶梯自動停止運行；并啟動人機界面操作裝置、顯示其故障等，可開啟人工對話。同時，運用北斗地基增強型系統(tǒng)與5G通訊系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)將相關(guān)數(shù)字化信息、數(shù)據(jù)、圖像，以及安全與維修信息及時傳輸?shù)诫娞葸h(yuǎn)程安全生態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（平臺）上。

四、要點與說明

本方案在于系統(tǒng)而全面地解決了我國自動扶梯和自動人行道自動救援與運行故障的提示及報警服務(wù)，解除了乘客被夾或摔倒等緊張心理狀態(tài)及擔(dān)憂之情；另一方面以人工智能等技術(shù)，完善與確保乘客在乘梯過程中不同狀態(tài)下，防止或化解人身安全事故及設(shè)備損傷等事件地進(jìn)一步地發(fā)生。同時，將電梯維保人員和管理人員工作量及強度最大限度降低。并讓政府電梯安全監(jiān)管工作做到有據(jù)可查，及時而有效地處于動態(tài)監(jiān)管模式。由此，使乘客在使用扶梯等過程中，確保其安全運營而棘手的問題變得輕而易舉，且有效化解了扶梯在運營中出現(xiàn)的各類難點及“痛點”問題。