一、問(wèn)題的提出

據(jù)2020年4月國(guó)內(nèi)網(wǎng)上一文報(bào)道，我國(guó)特種設(shè)備自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道有關(guān)安全事故狀況報(bào)告摘錄：

從近年發(fā)生的電梯事故中，自動(dòng)扶梯的事故率遠(yuǎn)大于直梯，扶梯事故中機(jī)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(yùn)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(lái)，由于我國(guó)電梯事業(yè)發(fā)展迅速，至2024年止，電梯在用量已達(dá)1200萬(wàn)臺(tái)之眾。此外，自動(dòng)扶梯和自動(dòng)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(duì)比時(shí)會(huì)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(yùn)行方面具有以下特征：首先，運(yùn)送乘客時(shí)沒(méi)有一個(gè)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(duì)于老人或小孩來(lái)說(shuō)，當(dāng)扶梯在傾斜段運(yùn)行時(shí)，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(diǎn)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(jí)處時(shí)，因電氣開(kāi)關(guān)不一定動(dòng)作，扶梯仍在運(yùn)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(wèn)，既然扶梯有諸多的問(wèn)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(lái)加以預(yù)防或制止呢？那么，這個(gè)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(qiáng)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(jí)或加強(qiáng)安全防護(hù)與監(jiān)控檢測(cè)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(yùn)行安全！下面就上述問(wèn)題歸納其具體癥結(jié)及問(wèn)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(guó)國(guó)民乘梯習(xí)慣及人體體質(zhì)等存在的差異，將會(huì)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(yùn)行的差異性，故扶梯在運(yùn)行過(guò)程中乘客進(jìn)入或走出其出入口時(shí)，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(kāi)關(guān)不一定動(dòng)作，須專人或乘客按下停止按鈕，扶梯才會(huì)停止運(yùn)行?？梢?jiàn)，事故的危害程度在扶梯不停梯狀態(tài)下不斷地?cái)U(kuò)大，結(jié)果釀成乘客受傷或傷亡事件發(fā)生。

3）因扶梯運(yùn)行時(shí)制停加速度控制在0.2~1.0gn之間，且實(shí)質(zhì)上只能在空載運(yùn)行下測(cè)試及確認(rèn)。所以，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程因故突然停梯時(shí)，當(dāng)制停加速度過(guò)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(yùn)行中，當(dāng)梳齒板被異物卡阻崩裂時(shí)、或某一梯級(jí)因質(zhì)量問(wèn)題“爆梯”時(shí)、或梯級(jí)等缺失或脫落時(shí)，扶梯不一定會(huì)自動(dòng)停梯，除非有人按下其停止按鈕或安全開(kāi)關(guān)觸發(fā)?？上攵?，后續(xù)扶梯的運(yùn)行將會(huì)引發(fā)重大設(shè)備事故或人身事故。

5）扶梯是一個(gè)連續(xù)動(dòng)態(tài)且非封閉的設(shè)備，因小孩及大人的好奇心，有在運(yùn)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(shí)，扶梯是不會(huì)自動(dòng)停梯，易誘發(fā)相關(guān)安全事故。

由上可知，扶梯運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)存在諸多狀況及本身設(shè)計(jì)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(shí)用性技術(shù)，下大力氣解決上述多項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題與現(xiàn)實(shí)中地應(yīng)用難點(diǎn)及“痛點(diǎn)”。除了針對(duì)我國(guó)國(guó)情，在技術(shù)及檢測(cè)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(jì)                              

1. 結(jié)構(gòu)與原理

我們知曉，上述問(wèn)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(shí)別原理、激光技術(shù)、人機(jī)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(dòng)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(jī)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(yùn)作，將運(yùn)行中大量數(shù)字化信息通過(guò)5G等通訊，以低時(shí)延高速傳輸特點(diǎn)進(jìn)行邊緣計(jì)算，其信息（或數(shù)據(jù)）經(jīng)過(guò)虛擬主機(jī)對(duì)扶梯地運(yùn)行，實(shí)施動(dòng)態(tài)識(shí)別與實(shí)時(shí)監(jiān)控，藉由形成云端數(shù)據(jù)閉環(huán)。同時(shí)，將相關(guān)安全信息或數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議及時(shí)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(yùn)行通過(guò)5G等高速通信傳輸，采用操作系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等對(duì)相關(guān)信息及數(shù)據(jù)，在虛擬主機(jī)上邊緣計(jì)算。并利用網(wǎng)聯(lián)高速通道對(duì)各類信息及數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地傳輸與交換。

2）運(yùn)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(yùn)營(yíng)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(yùn)行效率，優(yōu)化多主體協(xié)同合作的運(yùn)行機(jī)制。

3）低時(shí)延與高可靠性是5G通訊最顯著特點(diǎn)。如扶梯向上運(yùn)行中，因故致扶梯向下逆轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生時(shí)，從檢測(cè)到制動(dòng)剎車的反應(yīng)速度為秒計(jì)，而在5G場(chǎng)景下反應(yīng)速度不到1毫秒，這無(wú)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(guò)大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算及相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的運(yùn)用，用5G作為通訊介質(zhì)接入網(wǎng)聯(lián)時(shí)，使扶梯具有人腦識(shí)別與動(dòng)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(shí)，易誘發(fā)安全事故，此時(shí)扶梯應(yīng)自動(dòng)停止運(yùn)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(guò)其通訊協(xié)議的鏈接，快捷、及時(shí)而準(zhǔn)確地發(fā)送到各處監(jiān)控設(shè)備終端；對(duì)區(qū)域內(nèi)相關(guān)扶梯實(shí)施遠(yuǎn)程安全監(jiān)控、調(diào)度及監(jiān)測(cè)。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(dòng)救援安全運(yùn)行監(jiān)控裝置、扶梯檢修側(cè)運(yùn)行部件安全監(jiān)控裝置、扶梯各制動(dòng)器運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置等。即將扶梯整體運(yùn)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(dòng)數(shù)字化系統(tǒng)操作。此外，在運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)備終端上以人機(jī)界面操作裝置，嵌入系統(tǒng)平臺(tái)展開(kāi)交互式管理、監(jiān)控及詢問(wèn)。

2. 配置與功能

1）主要配置：主指增設(shè)部分，但有個(gè)別安全保護(hù)裝置被替代。

▼ 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

（1）主機(jī)：無(wú)齒曳引機(jī)或蝸輪副減速機(jī)配置扭力和壓力傳感器。

（2）電機(jī)：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(shí)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(jī)（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(yùn)行監(jiān)控裝置：配置雙目攝像傳感器、虛擬主機(jī)及操作芯片硬件等。

▼ 電力拖動(dòng)系統(tǒng)

（1）常備電源：為扶梯斷電、自動(dòng)安全救援裝置及各類電子元器件（含傳感器）提供24小時(shí)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(shí)產(chǎn)權(quán)。與智能網(wǎng)聯(lián)控制系統(tǒng)耦合性良好，自動(dòng)啟制動(dòng)運(yùn)行穩(wěn)定。

▼ 梯路系統(tǒng)

（1）上驅(qū)動(dòng)部件：配置測(cè)速與方向傳感器（副編碼器）

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

（3）梯級(jí)鏈條：配有激光監(jiān)測(cè)傳感器

（4）梯級(jí)主副輪：配有激光監(jiān)測(cè)傳感器

▼ 扶手系統(tǒng)

（1）扶手帶：配置扶手帶測(cè)速與測(cè)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(jí)夾人監(jiān)測(cè)傳感器

（4）內(nèi)外蓋板：配有攝像監(jiān)控傳感器

▼ 潤(rùn)滑系統(tǒng)

（1）儲(chǔ)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(jí)夾人監(jiān)測(cè)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(yùn)行監(jiān)控裝置替代。

（3）人機(jī)界面裝置：與乘客側(cè)安全運(yùn)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(yùn)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(yǔ)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(jí)安全保護(hù)

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

（2）梯級(jí)塌陷保護(hù)

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

（3）梯級(jí)鏈斷裂保護(hù)

當(dāng)梯級(jí)鏈出現(xiàn)過(guò)度磨損；或變形；或斷裂時(shí)，自動(dòng)扶梯(自動(dòng)人行道)將自動(dòng)緩慢停止運(yùn)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(yùn)行而突然出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)行駛故障時(shí)，自動(dòng)扶梯(自動(dòng)人行道)將自動(dòng)緊急停止運(yùn)行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（5）圍裙板與梯級(jí)保護(hù)

當(dāng)外物或人體被夾在圍裙板和梯級(jí)之間時(shí)，自動(dòng)扶梯(自動(dòng)人行道)將自動(dòng)緊急停止運(yùn)行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（6）制動(dòng)器保護(hù)（含附加制動(dòng)器）

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

（7）梯級(jí)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(dòng)的梯級(jí)或踏板。

（8）啟動(dòng)報(bào)警與故障顯示裝置

當(dāng)扶梯運(yùn)行出現(xiàn)不安全事故狀態(tài)時(shí)，人機(jī)界面裝置自行啟動(dòng)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(kāi)設(shè)備事故區(qū)域。

（9）扶手帶速度監(jiān)控

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

（10）主機(jī)力矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

當(dāng)主機(jī)檢測(cè)到主驅(qū)動(dòng)鏈過(guò)度松弛或斷裂時(shí)、或減速箱“悶車”時(shí)、或抱閘制動(dòng)失效時(shí)，自動(dòng)扶梯(自動(dòng)人行道)將自動(dòng)停止運(yùn)行；或啟動(dòng)附加制動(dòng)器停止運(yùn)行。并警鈴鳴叫與故障顯示。

（11）梯級(jí)或踏板缺失保護(hù)

為完善與解決梯級(jí)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(cè)防護(hù)裝置及自動(dòng)救援安全運(yùn)行監(jiān)控裝置，旨在防止乘客進(jìn)入自動(dòng)扶梯（自動(dòng)人行道）時(shí)，由于缺失梯級(jí)或踏板而產(chǎn)生跌入桁架內(nèi)的危險(xiǎn)，其狀態(tài)一旦發(fā)生立即使其緊急停止運(yùn)行。

（12）扶梯自動(dòng)救援安全監(jiān)控模式

在一系列監(jiān)控裝置實(shí)施下，對(duì)扶梯運(yùn)行時(shí)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(yùn)行狀態(tài)以及梯級(jí)運(yùn)行狀況等，將其相關(guān)信息、圖像與虛擬主機(jī)在大數(shù)據(jù)下，進(jìn)行邊緣計(jì)算及對(duì)比，能夠通過(guò)識(shí)別系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)感知下，確診扶梯處于何種工作狀態(tài)及故障類型時(shí)，使扶梯自動(dòng)停止運(yùn)行；并啟動(dòng)人機(jī)界面操作裝置、顯示其故障等，可開(kāi)啟人工對(duì)話。同時(shí)，運(yùn)用北斗地基增強(qiáng)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(shí)傳輸?shù)诫娞葸h(yuǎn)程安全生態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)（平臺(tái)）上。

四、要點(diǎn)與說(shuō)明

本方案在于系統(tǒng)而全面地解決了我國(guó)自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道自動(dòng)救援與運(yùn)行故障的提示及報(bào)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(guò)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(shí)，將電梯維保人員和管理人員工作量及強(qiáng)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(shí)而有效地處于動(dòng)態(tài)監(jiān)管模式。由此，使乘客在使用扶梯等過(guò)程中，確保其安全運(yùn)營(yíng)而棘手的問(wèn)題變得輕而易舉，且有效化解了扶梯在運(yùn)營(yíng)中出現(xiàn)的各類難點(diǎn)及“痛點(diǎn)”問(wèn)題。