對電梯乘坐舒適度檢測評估的研究

安黎霞

（山西省檢驗檢測中心（山西省標準計量技術研究院），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。研究表明，電梯中各部件在運動過程中由于安裝誤差、使用損耗或者維護保養不當，都會引起系統振動。振動包括導軌、導靴、電引輪、抱閘裝置、鋼絲繩等，GB/T10058-2009《電梯技術條件》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的。這些外部激勵主要體現為三種形式：彎曲、階躍和傾斜。導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軌平面自身存在一定水平度偏差。為了便于分析，可將導軌的彎曲形態理想化為正弦函數波形，滾動導靴在軌道上做簡易運動，導軌階躍主要是安裝時兩段導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。導軌在安裝過程中，導軌平面與安裝基線間存在一定偏斜，使導軌在對接處出現彎折。傾斜激勵可視為一組三角波函數。曳引驅動電梯的機械系統主要由曳引系統、導軌、轎架、轎廂、對重、張緊輪及安全保護裝置組成。曳引機在最頂端，通過曳引機和鋼絲繩間的摩擦力，實現轎廂和對重的上行和下行運動。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，不能忽略其對系統垂向振動的影響。電梯系統在運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動時產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，實際工作中表明曳引系統、門系統、導軌系統、轎廂系統和重量平衡系統均會產生不同的噪音。噪聲影響人們的舒適度體驗，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，包括對神經系統和聽覺器官等都有不同程度的危害。電梯機械部件產生的噪聲是危害噪聲產生的重要來源之一，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；而導軌和導靴相互摩擦時使中間樓層住戶的噪聲主要為寬頻激振力導致。由于電梯上下往復運行，氣體被瞬間壓縮，轎廂與井道間氣體流動急劇減少，產生很大風阻，阻力與轎廂相互作用摩擦，產生的井道風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 運行狀態

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

1.4 電梯工業設計

轎廂照明是影響乘客舒適度體驗的重要指標之一。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范》對轎廂的照明有具體要求；轎廂是風機旁，井道與轎廂的排風系統對舒適度的影響也是多方面的。 循環空間小，強度有限，且氣流相對封閉，難以實現與室外氣流交換。當然，電梯內的布局、配色、護腳板、緊急報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 從科學方面分析

在科學方面，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，并在越軌時對電梯做出及時的調整，以保證電梯的安全運行，電梯限速器有著完善的科學系統，從而實現電梯的最優化。

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，因為能夠有效限制電梯的運行速度，將空載速度和負載速度均在合理的范圍，這樣，電梯可以達到最安全的行駛速度，避免人員通過電梯前后出現意外，保護乘客的安全。

2.3 從智能化方面分析

在智能化方面，電梯限速器可以實現自動識別，自動檢測，自動調節電梯的運載，制動剎車等功能，從而將電梯的運行狀態可以快速處于最佳狀態并帶來良好的智能控制和管理體驗。

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的信息不同，分別為機械式電梯限速器，機電式電梯限速器以及模塊式電梯限速器，其中，機械式電梯限速器由軸內齒輪，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。機電式電梯限速器它由機械部件和控制電器部分組成，它的機械部件由內齒輪，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器組成。模塊式電梯限速器，由機械限速器模塊和控制模塊兩部分組成，其中，機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出電梯。此外，它還可以在電梯內外兩端制動，最大程度地減緩內外兩端的運行速度，進一步保證乘客的安全性。

還應該認識到，電梯限速器還能夠有效地節省電梯的能源消耗，減少運行費用，并可以根據運行時的情況，自動調節電梯，從而達到舒適度，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，并確保其有效運行。

檢測頻率。電梯限速器應該按照規定周期進行定期檢測，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測試和動態測試相結合的方式。

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

檢測儀器。進行電梯限速器檢測通常需要使用專業的檢測儀器和設備如刀計，速度計，間隔計等。

檢測標準。電梯限速器的檢測應該根據相關的國家標準、行業標準或電梯制造商的規定進行，以確保檢測結果的準確性和可靠性。

3 電梯舒適性的檢測

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

3.1 準備工作

（1）電梯首先調整至直駛狀態，測試過程中，中間樓層不能停車；

（2）每臺電梯兩人進行檢測（電梯單位人員1名、評估人員各1名）；

（3）檢測方法。①合格標準：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：電梯運行至底層廳門開啟狀態，儀器進入測試模式，電梯從底層運行至頂層，開門后保存上行測試數據；接者從頂層運行至底層，開門后保存下行運行數據，一臺電梯舒適性測試完成，當電梯測試完成后，測試數據導入檢查表。

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

4 人工智能在電梯維護、檢查和救援中的作用探討

隨著科技的不斷進步和人工智能的快速發展，智能機器人在各個領域的應用越來越廣泛，在電梯維護、檢查和救援方面，智能機器人正扮演著越來越重要角色。

4.1 智能機器人在電梯維護和檢查中的應用

電梯維護和檢查是確保電梯安全舒適性關鍵環節。傳統的電梯維護和檢查工作通常需要人員進入電梯井或者高空作業，存在一定的安全風險，也對檢測質量有一定的影響，而智能機器人能夠通過搭載各種傳感器和攝像設備，對電梯進行全方位的監測和巡視，利用人工智能技術，智能機器人可以自主檢測電梯的各種參數，并及時救援異常情況，提醒維護人員及時處理，同時智能機器人還能夠進行常規的清潔工作，保持電梯的整潔衛生。

4.2 智能機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，智能機器人在電梯救援方面具有獨特的優勢。首先，智能機器人可以通過搭載攝像設備和聲音傳感器，及時收集救援現場的信息，并把這些信息及時傳遞到救援現場人員和指揮中心，以便他們及時對救援現場制定準確詳細的救援決策；其次，智能機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，機器人還可以通過遠程操作，或自立系統的方式，進入電梯并與被困人員進行溝通和指導，提供安撫和指引。

4.3 智能機器人帶來的好處

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

智能機器人在電梯維護、檢查和救援中的應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，智能機器人的應用仍然需要人員的監督和管理，以確保其正常運行和安全使用。

5 總結

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用三方面探討，提高檢測質量，增強承運舒適度來評估，開展電梯承運質量技術檢測服務，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。