對電梯乘坐舒適度檢測評估的研究

安黎霞

（山西省檢驗(yàn)檢測中心（山西省標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量技術(shù)研究院），山西 太原 030012）

1 主要影響因素

1.1 振動

振動是影響電梯舒適性的重要因素。較大程度的振動會引起乘客眩暈、耳鳴、嘔吐等不良反應(yīng)。研究表明，電梯中各部件在運(yùn)動過程中由于安裝誤差、使用損耗或者維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)，都會引起系統(tǒng)振動。振動包括導(dǎo)軌、導(dǎo)靴、電引輪、抱閘裝置、鋼絲繩等，GB/T10058-2009《電梯技術(shù)條件》將乘客電梯的振動分為電梯的橫向振動和縱向振動。對轎廂橫向振動來說，主要是由導(dǎo)軌加工、安裝誤差和長期受力變形所帶來的不平順激勵而引發(fā)的。這些外部激勵主要體現(xiàn)為三種形式：彎曲、階躍和傾斜。導(dǎo)軌的變曲最初是由制造加工誤差帶來的，加之長期使用會造成導(dǎo)軌平面自身存在一定水平度偏差。為了便于分析，可將導(dǎo)軌的彎曲形態(tài)理想化為正弦函數(shù)波形，滾動導(dǎo)靴在軌道上做簡易運(yùn)動，導(dǎo)軌階躍主要是安裝時兩段導(dǎo)軌對接接頭處存在一定的階梯高度差和錯，可將階躍激勵視為一組階躍函數(shù)。導(dǎo)軌在安裝過程中，導(dǎo)軌平面與安裝基線間存在一定偏斜，使導(dǎo)軌在對接處出現(xiàn)彎折。傾斜激勵可視為一組三角波函數(shù)。曳引驅(qū)動電梯的機(jī)械系統(tǒng)主要由曳引系統(tǒng)、導(dǎo)軌、轎架、轎廂、對重、張緊輪及安全保護(hù)裝置組成。曳引機(jī)在最頂端，通過曳引機(jī)和鋼絲繩間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)轎廂和對重的上行和下行運(yùn)動。電梯的曳引鋼絲繩可看作黏彈性體，其剛度隨時間和長度變化，不能忽略其對系統(tǒng)垂向振動的影響。電梯系統(tǒng)在運(yùn)動過程中基本不受外部載荷影響，而縱向振動激勵主要來源于啟動制動和運(yùn)動時產(chǎn)生的鋼體慣性力和鋼絲繩伸縮變形。

1.2 噪聲

電梯噪聲來源較為廣泛，實(shí)際工作中表明曳引系統(tǒng)、門系統(tǒng)、導(dǎo)軌系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)和重量平衡系統(tǒng)均會產(chǎn)生不同的噪音。噪聲影響人們的舒適度體驗(yàn)，且對人體健康造成損害，長期噪聲影響可引起耳鳴、聽力下降、血壓升高等人體多方面的生理變化，包括對神經(jīng)系統(tǒng)和聽覺器官等都有不同程度的危害。電梯機(jī)械部件產(chǎn)生的噪聲是危害噪聲產(chǎn)生的重要來源之一，其傳遞途徑主要傳向頂層住戶和中間樓層住戶。由于曳引機(jī)噪聲頻率較為集中，因此頂層住戶噪聲主要為低頻載帶噪聲；而導(dǎo)軌和導(dǎo)靴相互摩擦?xí)r使中間樓層住戶的噪聲主要為寬頻激振力導(dǎo)致。由于電梯上下往復(fù)運(yùn)行，氣體被瞬間壓縮，轎廂與井道間氣體流動急劇減少，產(chǎn)生很大風(fēng)阻，阻力與轎廂相互作用摩擦，產(chǎn)生的井道風(fēng)壓噪聲對轎廂影響較大，也會對乘客的舒適性帶來影響。

1.3 運(yùn)行狀態(tài)

一般電梯在啟動和制動時，使變加（減）速度運(yùn)動，平穩(wěn)運(yùn)行時做勻速運(yùn)動。當(dāng)電梯加速度過大，人體的前庭器官會受到刺激，從而引起器官的自主神經(jīng)反射，出現(xiàn)心臟不適，胸口發(fā)悶等不適生理反應(yīng)，運(yùn)動速度的提升，雖然會使電梯運(yùn)行效率提升，但會使勻速運(yùn)行時間變短，轎廂在達(dá)到勻速運(yùn)行前和結(jié)束勻速運(yùn)行后的變速運(yùn)動時間變長，增加了電梯的振動次數(shù)。因此，乘坐電梯的舒適性與電梯運(yùn)行狀態(tài)是一個對立面，需要對這兩者進(jìn)行不斷優(yōu)化，在提高運(yùn)行效率的同時，改善乘客的舒適性。

1.4 電梯工業(yè)設(shè)計(jì)

轎廂照明是影響乘客舒適度體驗(yàn)的重要指標(biāo)之一。照明過暗會給乘客造成壓抑感，引起視覺疲勞；照明過亮使乘客感覺刺眼，也容易引起視覺疲勞。GB/T 7588.1-2020《電梯制造與安裝安全規(guī)范》對轎廂的照明有具體要求；轎廂是風(fēng)機(jī)旁，井道與轎廂的排風(fēng)系統(tǒng)對舒適度的影響也是多方面的。 循環(huán)空間小，強(qiáng)度有限，且氣流相對封閉，難以實(shí)現(xiàn)與室外氣流交換。當(dāng)然，電梯內(nèi)的布局、配色、護(hù)腳板、緊急報(bào)警裝置等也是影響電梯舒適度的重要因素。

2 電梯限速器的作用分析

2.1 從科學(xué)方面分析

在科學(xué)方面，電梯限速器作用在電梯行駛過程中，通過限速器中的制動器，能恒定地將電梯速度控制在正常范圍內(nèi)，并在越軌時對電梯做出及時的調(diào)整，以保證電梯的安全運(yùn)行，電梯限速器有著完善的科學(xué)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)電梯的最優(yōu)化。

2.2 從安全方面分析

在安全方面，電梯限速器的作用是非常重要的，因?yàn)槟軌蛴行拗齐娞莸倪\(yùn)行速度，將空載速度和負(fù)載速度均在合理的范圍，這樣，電梯可以達(dá)到最安全的行駛速度，避免人員通過電梯前后出現(xiàn)意外，保護(hù)乘客的安全。

2.3 從智能化方面分析

在智能化方面，電梯限速器可以實(shí)現(xiàn)自動識別，自動檢測，自動調(diào)節(jié)電梯的運(yùn)載，制動剎車等功能，從而將電梯的運(yùn)行狀態(tài)可以快速處于最佳狀態(tài)并帶來良好的智能控制和管理體驗(yàn)。

2.4 電梯限速器的原理及作用

（1）限速器的組件原理。電梯限速器按照它所傳輸?shù)男畔⒉煌?，分別為機(jī)械式電梯限速器，機(jī)電式電梯限速器以及模塊式電梯限速器，其中，機(jī)械式電梯限速器由軸內(nèi)齒輪，外齒輪，圓形制動磨蝶，渦動磨蝶，彈簧，圓彈簧片，制動鋼片，上下制動港片等組成。機(jī)電式電梯限速器它由機(jī)械部件和控制電器部分組成，它的機(jī)械部件由內(nèi)齒輪，外齒輪，軸承，滑塊及周圍安裝的五個渦動磨蝶，三個渦動彈簧及其他渦動裝置組成，而控制電器則是由一個微電子芯片及一個電壓適應(yīng)器組成。模塊式電梯限速器，由機(jī)械限速器模塊和控制模塊兩部分組成，其中，機(jī)械限速器模塊由摩擦片，渦動磨碟，軸承，拉簧，彈簧及供電模塊組成，而控制模塊則是由正壓模塊，電荷控制模塊，功率驅(qū)動模塊等組成。

（2）限速器的作用。電梯限速器的作用是控制電梯的行駛速度，并在電梯空載時即越軌時確保電梯停止所指定的位置，以便乘客從安全的位置進(jìn)出電梯。此外，它還可以在電梯內(nèi)外兩端制動，最大程度地減緩內(nèi)外兩端的運(yùn)行速度，進(jìn)一步保證乘客的安全性。

還應(yīng)該認(rèn)識到，電梯限速器還能夠有效地節(jié)省電梯的能源消耗，減少運(yùn)行費(fèi)用，并可以根據(jù)運(yùn)行時的情況，自動調(diào)節(jié)電梯，從而達(dá)到舒適度，滿足不同層次的安全需求。

（3）電梯限速器的檢測要求。

電梯限速器檢測是指檢測電梯限速器的性能是否符合安全要求，并確保其有效運(yùn)行。

檢測頻率。電梯限速器應(yīng)該按照規(guī)定周期進(jìn)行定期檢測，通?？梢悦磕隀z測一次。

檢測方法。電梯限速器的檢測方法可以采用靜態(tài)測試和動態(tài)測試相結(jié)合的方式。

靜態(tài)檢測主要是檢測限速器的靜態(tài)性能，如抱閘，抱閘距離；動態(tài)測試主要是檢測限速器在電梯正常運(yùn)行的工作性能，如限速器的切斷速度，切斷間距等。

檢測儀器。進(jìn)行電梯限速器檢測通常需要使用專業(yè)的檢測儀器和設(shè)備如刀計(jì)，速度計(jì)，間隔計(jì)等。

檢測標(biāo)準(zhǔn)。電梯限速器的檢測應(yīng)該根據(jù)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或電梯制造商的規(guī)定進(jìn)行，以確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

3 電梯舒適性的檢測

一般來說電梯運(yùn)行舒適感是指電梯運(yùn)行時人體所感知的轎廂內(nèi)運(yùn)行噪音及轎廂地板的水平與垂直震動，有時也稱為電梯運(yùn)行質(zhì)量和電梯承運(yùn)質(zhì)量，推動用振動加速度描述。

3.1 準(zhǔn)備工作

（1）電梯首先調(diào)整至直駛狀態(tài)，測試過程中，中間樓層不能停車；

（2）每臺電梯兩人進(jìn)行檢測（電梯單位人員1名、評估人員各1名）；

（3）檢測方法。①合格標(biāo)準(zhǔn)：每臺電梯上下行各一次，其中水平（X軸和軸）推動的最大峰值≤0.20 m/s2；A95峰值≤0.15 m/s2；垂直（2軸）推動最大峰峰值≤0.30 m/s2；A95峰峰值≤0.20 m/s；噪音與采用運(yùn)行中輸廂最大噪音值，額定速度≤2.5 m/s，噪音≤55 dB（A），額定速度大于2.5 m/s，噪音≤60 dB（A）。電梯單行次的振動值（x軸，Y軸，Z軸），噪音值（S值）均值均需合格，該單行次均為合格，任何一個值不合格、該單行次均為不合格。②檢查手段/工具：PMT儀器。③檢查方法：電梯運(yùn)行至底層廳門開啟狀態(tài)，儀器進(jìn)入測試模式，電梯從底層運(yùn)行至頂層，開門后保存上行測試數(shù)據(jù)；接者從頂層運(yùn)行至底層，開門后保存下行運(yùn)行數(shù)據(jù)，一臺電梯舒適性測試完成，當(dāng)電梯測試完成后，測試數(shù)據(jù)導(dǎo)入檢查表。

現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電梯技術(shù)條件》中規(guī)定，乘客電梯橋廂運(yùn)行時重直方面系水平方向推動加速度的單峰值應(yīng)分別不大于25 cm/s和15 cm/s，現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電梯試驗(yàn)方法》中規(guī)定，加速度與減速度檢測儀表精度為±5%，記錄轎廂運(yùn)行振動加速度信號的頻率范圍上限為100 Hz；轎廂運(yùn)行加速度及轎廂在額定速度運(yùn)行過程中的最大值。以單峰值作為計(jì)算時評估后的依據(jù)，根據(jù)GB/T 24474《乘運(yùn)質(zhì)量測量》的要求，可以一次性檢測并記錄電梯運(yùn)行的噪音、速度、行程、加減速度，加加速度、推動以及振動頻率等指標(biāo)、數(shù)據(jù)，然后導(dǎo)入電腦、使用軟件進(jìn)行分析，并以曲線圖、數(shù)據(jù)分析的形式顯示，能夠相對客觀地分析出電梯乘運(yùn)質(zhì)量的各項(xiàng)性能指標(biāo)，并且結(jié)合振動和噪音領(lǐng)域的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從數(shù)據(jù)層面找出電梯振動原因，并采取相應(yīng)的措施來有效消除或者減輕震動，有助于提高電梯承運(yùn)質(zhì)量，也可以排除電梯潛在風(fēng)險(xiǎn)。

4 人工智能在電梯維護(hù)、檢查和救援中的作用探討

隨著科技的不斷進(jìn)步和人工智能的快速發(fā)展，智能機(jī)器人在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，在電梯維護(hù)、檢查和救援方面，智能機(jī)器人正扮演著越來越重要角色。

4.1 智能機(jī)器人在電梯維護(hù)和檢查中的應(yīng)用

電梯維護(hù)和檢查是確保電梯安全舒適性關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的電梯維護(hù)和檢查工作通常需要人員進(jìn)入電梯井或者高空作業(yè)，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，也對檢測質(zhì)量有一定的影響，而智能機(jī)器人能夠通過搭載各種傳感器和攝像設(shè)備，對電梯進(jìn)行全方位的監(jiān)測和巡視，利用人工智能技術(shù)，智能機(jī)器人可以自主檢測電梯的各種參數(shù)，并及時救援異常情況，提醒維護(hù)人員及時處理，同時智能機(jī)器人還能夠進(jìn)行常規(guī)的清潔工作，保持電梯的整潔衛(wèi)生。

4.2 智能機(jī)器人在電梯救援中的作用

電梯故障和事故往往需要及時有效的救援措施，智能機(jī)器人在電梯救援方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。首先，智能機(jī)器人可以通過搭載攝像設(shè)備和聲音傳感器，及時收集救援現(xiàn)場的信息，并把這些信息及時傳遞到救援現(xiàn)場人員和指揮中心，以便他們及時對救援現(xiàn)場制定準(zhǔn)確詳細(xì)的救援決策；其次，智能機(jī)器人可以在救援過程中提供必要的救援工具和裝備，如攜帶救生繩索，滅火器等，以增加救援工作的效率和安全性。此外，機(jī)器人還可以通過遠(yuǎn)程操作，或自立系統(tǒng)的方式，進(jìn)入電梯并與被困人員進(jìn)行溝通和指導(dǎo)，提供安撫和指引。

4.3 智能機(jī)器人帶來的好處

智能機(jī)器人在電梯維護(hù)、檢查和救援方面的應(yīng)用，帶來了多重好處。首先，智能機(jī)器人的應(yīng)用可以大大地減輕人員的勞動強(qiáng)度和風(fēng)險(xiǎn)，降低了工作中的二次救援風(fēng)險(xiǎn)；其次，智能機(jī)器人具有較高的工作效率；另外，智能機(jī)器人還能節(jié)約維護(hù)和救援成本，減少人力和物力的浪費(fèi)。最重要的是，智能機(jī)器人的應(yīng)用，能更好地提高電梯使用的安全性和品質(zhì)，為用戶提供更好的出行體驗(yàn)。

智能機(jī)器人在電梯維護(hù)、檢查和救援中的應(yīng)用所能帶來諸多好處，并且為人們生活帶便利和安全，然而，人們也要意識到，智能機(jī)器人的應(yīng)用仍然需要人員的監(jiān)督和管理，以確保其正常運(yùn)行和安全使用。

5 總結(jié)

文章從電梯限速器檢測和電梯舒適度檢測以及人工智能應(yīng)用三方面探討，提高檢測質(zhì)量，增強(qiáng)承運(yùn)舒適度來評估，開展電梯承運(yùn)質(zhì)量技術(shù)檢測服務(wù)，使人民群眾得到乘坐電梯的安全保障，獲得更好的舒適感和出行體驗(yàn)。