对电梯乘坐舒适度检测评估的研究

安黎霞

（山西省检验检测中心（山西省标准计量技术研究院），山西 太原 030012）

1 主要影响因素

1.1 振动

振动是影响电梯舒适性的重要因素。较大程度的振动会引起乘客眩晕、耳鸣、呕吐等不良反应。研究表明，电梯中各部件在运动过程中由于安装误差、使用损耗或者维护保养不当，都会引起系统振动。振动包括导轨、导靴、电引轮、抱闸装置、钢丝绳等，GB/T10058-2009《电梯技术条件》将乘客电梯的振动分为电梯的横向振动和纵向振动。对轿厢横向振动来说，主要是由导轨加工、安装误差和长期受力变形所带来的不平顺激励而引发的。这些外部激励主要体现为三种形式：弯曲、阶跃和倾斜。导轨的变曲最初是由制造加工误差带来的，加之长期使用会造成导轨平面自身存在一定水平度偏差。为了便于分析，可将导轨的弯曲形态理想化为正弦函数波形，滚动导靴在轨道上做简易运动，导轨阶跃主要是安装时两段导轨对接接头处存在一定的阶梯高度差和错，可将阶跃激励视为一组阶跃函数。导轨在安装过程中，导轨平面与安装基线间存在一定偏斜，使导轨在对接处出现弯折。倾斜激励可视为一组三角波函数。曳引驱动电梯的机械系统主要由曳引系统、导轨、轿架、轿厢、对重、张紧轮及安全保护装置组成。曳引机在最顶端，通过曳引机和钢丝绳间的摩擦力，实现轿厢和对重的上行和下行运动。电梯的曳引钢丝绳可看作黏弹性体，其刚度随时间和长度变化，不能忽略其对系统垂向振动的影响。电梯系统在运动过程中基本不受外部载荷影响，而纵向振动激励主要来源于启动制动和运动时产生的钢体惯性力和钢丝绳伸缩变形。

1.2 噪声

电梯噪声来源较为广泛，实际工作中表明曳引系统、门系统、导轨系统、轿厢系统和重量平衡系统均会产生不同的噪音。噪声影响人们的舒适度体验，且对人体健康造成损害，长期噪声影响可引起耳鸣、听力下降、血压升高等人体多方面的生理变化，包括对神经系统和听觉器官等都有不同程度的危害。电梯机械部件产生的噪声是危害噪声产生的重要来源之一，其传递途径主要传向顶层住户和中间楼层住户。由于曳引机噪声频率较为集中，因此顶层住户噪声主要为低频载带噪声；而导轨和导靴相互摩擦时使中间楼层住户的噪声主要为宽频激振力导致。由于电梯上下往复运行，气体被瞬间压缩，轿厢与井道间气体流动急剧减少，产生很大风阻，阻力与轿厢相互作用摩擦，产生的井道风压噪声对轿厢影响较大，也会对乘客的舒适性带来影响。

1.3 运行状态

一般电梯在启动和制动时，使变加（减）速度运动，平稳运行时做匀速运动。当电梯加速度过大，人体的前庭器官会受到刺激，从而引起器官的自主神经反射，出现心脏不适，胸口发闷等不适生理反应，运动速度的提升，虽然会使电梯运行效率提升，但会使匀速运行时间变短，轿厢在达到匀速运行前和结束匀速运行后的变速运动时间变长，增加了电梯的振动次数。因此，乘坐电梯的舒适性与电梯运行状态是一个对立面，需要对这两者进行不断优化，在提高运行效率的同时，改善乘客的舒适性。

1.4 电梯工业设计

轿厢照明是影响乘客舒适度体验的重要指标之一。照明过暗会给乘客造成压抑感，引起视觉疲劳；照明过亮使乘客感觉刺眼，也容易引起视觉疲劳。GB/T 7588.1-2020《电梯制造与安装安全规范》对轿厢的照明有具体要求；轿厢是风机旁，井道与轿厢的排风系统对舒适度的影响也是多方面的。 循环空间小，强度有限，且气流相对封闭，难以实现与室外气流交换。当然，电梯内的布局、配色、护脚板、紧急报警装置等也是影响电梯舒适度的重要因素。

2 电梯限速器的作用分析

2.1 从科学方面分析

在科学方面，电梯限速器作用在电梯行驶过程中，通过限速器中的制动器，能恒定地将电梯速度控制在正常范围内，并在越轨时对电梯做出及时的调整，以保证电梯的安全运行，电梯限速器有着完善的科学系统，从而实现电梯的最优化。

2.2 从安全方面分析

在安全方面，电梯限速器的作用是非常重要的，因为能够有效限制电梯的运行速度，将空载速度和负载速度均在合理的范围，这样，电梯可以达到最安全的行驶速度，避免人员通过电梯前后出现意外，保护乘客的安全。

2.3 从智能化方面分析

在智能化方面，电梯限速器可以实现自动识别，自动检测，自动调节电梯的运载，制动刹车等功能，从而将电梯的运行状态可以快速处于最佳状态并带来良好的智能控制和管理体验。

2.4 电梯限速器的原理及作用

（1）限速器的组件原理。电梯限速器按照它所传输的信息不同，分别为机械式电梯限速器，机电式电梯限速器以及模块式电梯限速器，其中，机械式电梯限速器由轴内齿轮，外齿轮，圆形制动磨蝶，涡动磨蝶，弹簧，圆弹簧片，制动钢片，上下制动港片等组成。机电式电梯限速器它由机械部件和控制电器部分组成，它的机械部件由内齿轮，外齿轮，轴承，滑块及周围安装的五个涡动磨蝶，三个涡动弹簧及其他涡动装置组成，而控制电器则是由一个微电子芯片及一个电压适应器组成。模块式电梯限速器，由机械限速器模块和控制模块两部分组成，其中，机械限速器模块由摩擦片，涡动磨碟，轴承，拉簧，弹簧及供电模块组成，而控制模块则是由正压模块，电荷控制模块，功率驱动模块等组成。

（2）限速器的作用。电梯限速器的作用是控制电梯的行驶速度，并在电梯空载时即越轨时确保电梯停止所指定的位置，以便乘客从安全的位置进出电梯。此外，它还可以在电梯内外两端制动，最大程度地减缓内外两端的运行速度，进一步保证乘客的安全性。

还应该认识到，电梯限速器还能够有效地节省电梯的能源消耗，减少运行费用，并可以根据运行时的情况，自动调节电梯，从而达到舒适度，满足不同层次的安全需求。

（3）电梯限速器的检测要求。

电梯限速器检测是指检测电梯限速器的性能是否符合安全要求，并确保其有效运行。

检测频率。电梯限速器应该按照规定周期进行定期检测，通常可以每年检测一次。

检测方法。电梯限速器的检测方法可以采用静态测试和动态测试相结合的方式。

静态检测主要是检测限速器的静态性能，如抱闸，抱闸距离；动态测试主要是检测限速器在电梯正常运行的工作性能，如限速器的切断速度，切断间距等。

检测仪器。进行电梯限速器检测通常需要使用专业的检测仪器和设备如刀计，速度计，间隔计等。

检测标准。电梯限速器的检测应该根据相关的国家标准、行业标准或电梯制造商的规定进行，以确保检测结果的准确性和可靠性。

3 电梯舒适性的检测

一般来说电梯运行舒适感是指电梯运行时人体所感知的轿厢内运行噪音及轿厢地板的水平与垂直震动，有时也称为电梯运行质量和电梯承运质量，推动用振动加速度描述。

3.1 准备工作

（1）电梯首先调整至直驶状态，测试过程中，中间楼层不能停车；

（2）每台电梯两人进行检测（电梯单位人员1名、评估人员各1名）；

（3）检测方法。①合格标准：每台电梯上下行各一次，其中水平（X轴和轴）推动的最大峰值≤0.20 m/s2；A95峰值≤0.15 m/s2；垂直（2轴）推动最大峰峰值≤0.30 m/s2；A95峰峰值≤0.20 m/s；噪音与采用运行中输厢最大噪音值，额定速度≤2.5 m/s，噪音≤55 dB（A），额定速度大于2.5 m/s，噪音≤60 dB（A）。电梯单行次的振动值（x轴，Y轴，Z轴），噪音值（S值）均值均需合格，该单行次均为合格，任何一个值不合格、该单行次均为不合格。②检查手段/工具：PMT仪器。③检查方法：电梯运行至底层厅门开启状态，仪器进入测试模式，电梯从底层运行至顶层，开门后保存上行测试数据；接者从顶层运行至底层，开门后保存下行运行数据，一台电梯舒适性测试完成，当电梯测试完成后，测试数据导入检查表。

现行国家标准《电梯技术条件》中规定，乘客电梯桥厢运行时重直方面系水平方向推动加速度的单峰值应分别不大于25 cm/s和15 cm/s，现行国家标准《电梯试验方法》中规定，加速度与减速度检测仪表精度为±5%，记录轿厢运行振动加速度信号的频率范围上限为100 Hz；轿厢运行加速度及轿厢在额定速度运行过程中的最大值。以单峰值作为计算时评估后的依据，根据GB/T 24474《乘运质量测量》的要求，可以一次性检测并记录电梯运行的噪音、速度、行程、加减速度，加加速度、推动以及振动频率等指标、数据，然后导入电脑、使用软件进行分析，并以曲线图、数据分析的形式显示，能够相对客观地分析出电梯乘运质量的各项性能指标，并且结合振动和噪音领域的相关标准，从数据层面找出电梯振动原因，并采取相应的措施来有效消除或者减轻震动，有助于提高电梯承运质量，也可以排除电梯潜在风险。

4 人工智能在电梯维护、检查和救援中的作用探讨

随着科技的不断进步和人工智能的快速发展，智能机器人在各个领域的应用越来越广泛，在电梯维护、检查和救援方面，智能机器人正扮演着越来越重要角色。

4.1 智能机器人在电梯维护和检查中的应用

电梯维护和检查是确保电梯安全舒适性关键环节。传统的电梯维护和检查工作通常需要人员进入电梯井或者高空作业，存在一定的安全风险，也对检测质量有一定的影响，而智能机器人能够通过搭载各种传感器和摄像设备，对电梯进行全方位的监测和巡视，利用人工智能技术，智能机器人可以自主检测电梯的各种参数，并及时救援异常情况，提醒维护人员及时处理，同时智能机器人还能够进行常规的清洁工作，保持电梯的整洁卫生。

4.2 智能机器人在电梯救援中的作用

电梯故障和事故往往需要及时有效的救援措施，智能机器人在电梯救援方面具有独特的优势。首先，智能机器人可以通过搭载摄像设备和声音传感器，及时收集救援现场的信息，并把这些信息及时传递到救援现场人员和指挥中心，以便他们及时对救援现场制定准确详细的救援决策；其次，智能机器人可以在救援过程中提供必要的救援工具和装备，如携带救生绳索，灭火器等，以增加救援工作的效率和安全性。此外，机器人还可以通过远程操作，或自立系统的方式，进入电梯并与被困人员进行沟通和指导，提供安抚和指引。

4.3 智能机器人带来的好处

智能机器人在电梯维护、检查和救援方面的应用，带来了多重好处。首先，智能机器人的应用可以大大地减轻人员的劳动强度和风险，降低了工作中的二次救援风险；其次，智能机器人具有较高的工作效率；另外，智能机器人还能节约维护和救援成本，减少人力和物力的浪费。最重要的是，智能机器人的应用，能更好地提高电梯使用的安全性和品质，为用户提供更好的出行体验。

智能机器人在电梯维护、检查和救援中的应用所能带来诸多好处，并且为人们生活带便利和安全，然而，人们也要意识到，智能机器人的应用仍然需要人员的监督和管理，以确保其正常运行和安全使用。

5 总结

文章从电梯限速器检测和电梯舒适度检测以及人工智能应用三方面探讨，提高检测质量，增强承运舒适度来评估，开展电梯承运质量技术检测服务，使人民群众得到乘坐电梯的安全保障，获得更好的舒适感和出行体验。