自動(dòng)扶梯安全裝置保護(hù)原理及改進(jìn)設(shè)計(jì)

童夢(mèng)琪

摘要：在很多人群密集的公共場(chǎng)所，如大賣場(chǎng)、車站等地，自動(dòng)扶梯在運(yùn)輸載客方面充當(dāng)著一個(gè)不可或缺的角色。但是，在自動(dòng)扶梯數(shù)量增長(zhǎng)的同時(shí)，自動(dòng)扶梯所引發(fā)的事故也層出不窮。如何使自動(dòng)扶梯的安全功能得以優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯的本質(zhì)安全化，成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。

本文從自動(dòng)扶梯設(shè)備的安全運(yùn)行影響因素、保護(hù)裝置類別，人機(jī)學(xué)分析改進(jìn)、安全認(rèn)定的法律完善四個(gè)方面出發(fā)，分別對(duì)自動(dòng)扶梯各部分的安全隱患進(jìn)行分析，并提出控制措施，為進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化自動(dòng)扶梯提供有效的理論依據(jù)，避免和減少類似事故的再次發(fā)生。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)扶梯 安全隱患 優(yōu)化改進(jìn) 法律保護(hù)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施得到逐步完善，越來越多的公共場(chǎng)所安裝并使用了自動(dòng)扶梯，例如車站、地鐵、商場(chǎng)等，成為不可缺少的運(yùn)輸工具。然而，在緊急情況下，單純機(jī)械運(yùn)作的自動(dòng)扶梯不能滿足控制需求，因此以往易出故障、維修不便、無法緊急制動(dòng)的自動(dòng)扶梯終將被淘汰。如何加強(qiáng)自動(dòng)扶梯的可靠性、更加緊密的人機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)生以及如何運(yùn)用特種設(shè)備技術(shù)對(duì)其改進(jìn)等難題成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和大眾迫切的心聲。

一、自動(dòng)扶梯安全運(yùn)行影響因素分析

與輸送帶相比而言，自動(dòng)扶梯工作更為復(fù)雜。自動(dòng)扶梯長(zhǎng)期不變地暴露在復(fù)雜多變的外部環(huán)境中，人群分布具有很大的隨意性，使得自動(dòng)扶梯的管理面臨很大的困難。相比于電梯，自動(dòng)扶梯有著零部件多，動(dòng)靜零部件結(jié)合等特點(diǎn)，造就自動(dòng)扶梯發(fā)生事故的可能性比電梯發(fā)生事故的可能性要大很多。

第一，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障。主傳動(dòng)系統(tǒng)與扶手帶系統(tǒng)共同組成自動(dòng)扶梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中以驅(qū)動(dòng)鏈與主傳動(dòng)鏈輪為媒介，主機(jī)此時(shí)提供動(dòng)力源，主傳動(dòng)系統(tǒng)以及銜接的扶手帶組成的系統(tǒng)接收動(dòng)力，這兩個(gè)共同組成了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。其中傳動(dòng)部分的每個(gè)部件都是受力的，像主機(jī)固定螺栓、驅(qū)動(dòng)鏈鏈接銷、梯級(jí)鏈鏈接銷等部件受力大，在這些部件的損壞、脫落或扶手帶的動(dòng)力不足、斷裂后，自動(dòng)扶梯的安全運(yùn)行無法保證。

第二，自動(dòng)扶梯電動(dòng)機(jī)制動(dòng)器失效。自動(dòng)扶梯電磁制動(dòng)器一般是按照“通電放開、斷電制?！钡脑瓌t運(yùn)行。自動(dòng)扶梯長(zhǎng)期運(yùn)行，引起制動(dòng)器剎車碟的磨損或達(dá)到剎車碟壽命，如不及時(shí)更換制動(dòng)器剎車碟，也會(huì)造成自動(dòng)扶梯電機(jī)制動(dòng)失效。

第三，附加制動(dòng)器無法工作。附加制動(dòng)器屬于自動(dòng)扶梯安全保護(hù)的最后一環(huán)，和常見的機(jī)械保護(hù)裝置相似的是，應(yīng)用了摩擦制動(dòng)的原理。在下列情況下，附加制動(dòng)器開始運(yùn)作：（1）自動(dòng)扶梯的瞬時(shí)速度達(dá)到或者超過輸入速度的1.2-1.4倍之間（2）驅(qū)動(dòng)鏈發(fā)生斷裂（3）自動(dòng)扶梯突然逆向運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，如果附加制動(dòng)器在安裝并不是很規(guī)范，以及常規(guī)的維護(hù)保養(yǎng)沒有得以重視，最終都有可能使得緊急情況下附加制動(dòng)器的失效，這樣自動(dòng)扶梯的安全性又會(huì)大打折扣，留下嚴(yán)重的安全隱患。

二、自動(dòng)扶梯安全保護(hù)裝置分類

根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提及，現(xiàn)有的自動(dòng)扶梯安全保護(hù)裝置主要有：超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置和附加制動(dòng)器。以上兩種保護(hù)裝置保證了突發(fā)情況下的緊急制動(dòng)，以防止事故造成的傷害加大。另外，自動(dòng)扶梯外部零部件裝置的加入，如圍裙板兩側(cè)的保護(hù)裝置，提供相應(yīng)的保護(hù)，大大增加了扶梯安全的可靠性。

（一）超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置

超速和非操縱逆轉(zhuǎn)保護(hù)裝置，在最危險(xiǎn)的情形下出現(xiàn)，是扶梯的最終安全保障。裝置的失效，會(huì)在扶梯發(fā)生超速和逆轉(zhuǎn)時(shí)造成難以挽回的損失，后果嚴(yán)重。我國(guó)在GB16899-2011中對(duì)該保護(hù)裝置的可編程應(yīng)用電子安全系統(tǒng)有明確的相關(guān)規(guī)定，但是，關(guān)于此裝置的安裝不規(guī)范的比重依然很大，與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求依然有很大的出入。所以，只有通過日常的保養(yǎng)維護(hù)，以及定期不定期的相關(guān)檢驗(yàn)檢測(cè)，才能確保扶梯的安全性能。

（二）附加制動(dòng)器

從一般的自動(dòng)扶梯附加制動(dòng)器得知，其組成由檢測(cè)裝置、觸發(fā)裝置、制動(dòng)塊、摩擦片和制動(dòng)輪這五部分組成。正常運(yùn)作的自動(dòng)扶梯，如果接收到來自系統(tǒng)的故障信號(hào)，自動(dòng)扶梯立馬會(huì)做出相應(yīng)的動(dòng)作，首先電磁鐵發(fā)生斷電，這樣電磁鐵釋放下來，棘爪和制動(dòng)塊就會(huì)得以觸發(fā)，然后依靠著摩擦力使扶梯停止運(yùn)作，而此時(shí)摩擦力來源于梯級(jí)鏈輪上的制動(dòng)盤和相應(yīng)的摩擦片相互直接摩擦。

（三）圍裙板兩側(cè)安全防護(hù)

自動(dòng)扶梯有兩個(gè)部分組成，分別是靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的邊界處是經(jīng)常發(fā)生事故的危險(xiǎn)區(qū)域。自動(dòng)扶梯兩側(cè)端和梳齒板區(qū)有很多事故隱患，因此圍裙板兩端安全防護(hù)十分重要。

三、自動(dòng)扶梯安全人機(jī)學(xué)分析及改進(jìn)

相關(guān)尺寸，通道、出入口、危險(xiǎn)部位的安全距離等，這些都屬于身體一些部位應(yīng)許通過的空間大小，都是在自動(dòng)扶梯設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)被考慮的因素。在外觀設(shè)計(jì)上包括扶梯的整體高度，對(duì)應(yīng)的扶手帶以及屋頂?shù)母叨?，必要的警示?biāo)志等也應(yīng)趨于更加合理的改進(jìn)，這樣自動(dòng)扶梯就會(huì)增加安全性，也可以對(duì)人們的生活更加經(jīng)濟(jì)、高效的服務(wù)。

（一）設(shè)計(jì)正確的安全間距

在一些調(diào)查和統(tǒng)計(jì)中，機(jī)械夾人型自動(dòng)扶梯客傷事故所占比例最為突出，在其中承受傷害最多的人群就是兒童。所以在此設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)考慮并針對(duì)兒童。兒童的尺寸隨年齡的增大而變化，只要相對(duì)于其他身體部位尺寸，最小的指尖尺寸大小得到合理設(shè)計(jì)，兒童的其他部位也就對(duì)該尺寸合理70因此，自動(dòng)扶梯的相應(yīng)間隙設(shè)計(jì)，要小于兒童指尖的第1百分位，就是要小于4mm（如表1）。

（二）提高辨識(shí)程度

在自動(dòng)扶梯事故統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)，摔傷事故也是較為典型的一類事故，它主要發(fā)生在乘客剛上扶梯或者下扶梯的時(shí)候。通常情況下，乘客在剛踏上或者下扶梯的時(shí)候，因?yàn)闆]有分清相鄰的兩個(gè)踏板，很容易造成摔傷的情況，所以辨識(shí)度的設(shè)計(jì)并應(yīng)用在梯級(jí)上顯得十分重要。本著人機(jī)學(xué)的相關(guān)視覺類型，人在處于分辨顏色的時(shí)候，容易辨認(rèn)的顏色順序是這樣的：紅色、綠色、黃色和白色。因?yàn)槭紫纫紤]底色，自動(dòng)扶梯的梯級(jí)大多是黑色的，所以在配有黃色的時(shí)候，可以更加方便于辨別，所以一般會(huì)在相鄰的梯級(jí)邊緣處刷黃色的油漆，這樣就起到了辨識(shí)的作用。

（三）主要零部件大小設(shè)計(jì)

零部件的尺寸在不同的自動(dòng)扶梯生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)中具有很大的差異性，這樣很難對(duì)自動(dòng)扶梯的生產(chǎn)質(zhì)量予以必要的監(jiān)控，因此留下了安全隱患。扶手帶的高度及寬度，梯級(jí)的高度及寬度都是下面主要設(shè)計(jì)的對(duì)象，并對(duì)其對(duì)應(yīng)的尺寸加以驗(yàn)證設(shè)計(jì)。

1.扶手的形狀和寬度：中國(guó)人握緊手的姿勢(shì)中心尺寸（如圖1），顯示表明，如果扶手是單缸，之間32mm-38mm為最佳直徑。（如圖2）所示，如果扶手帶是條狀的，80mm的臂的寬度是合適的。

2.手臂的尺寸：通過查找統(tǒng)計(jì)得，手臂的尺寸中120mm是其擠壓尺寸中最小的一個(gè)數(shù)據(jù)。當(dāng)相鄰的扶梯有著相互交叉的總體布局的時(shí)候，手是可以在扶手帶上隨意活動(dòng)的，這時(shí)就會(huì)有手臂、手和手指的受擠壓的風(fēng)險(xiǎn)，所以有至少120毫米的距離在扶手的邊緣之間。

3扶手的高度：經(jīng)過足夠數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，對(duì)于成年人扶梯的扶手高度在910-1120mm之間最合適，對(duì)于未成年人則520-600mm的高度最適合。

4.扶手的間隙：關(guān)于自動(dòng)扶梯的扶手帶間隙設(shè)計(jì)很重要，為了避免手指的活動(dòng)造成被夾事故，其相應(yīng)的間隙在小于8mm時(shí)最合適。

5.梯級(jí)：梯級(jí)的設(shè)計(jì)首先要根據(jù)人的腳長(zhǎng)，成年人的腳大約在295-304mm之間。再兼顧購(gòu)物車，行人攜帶的行李箱和包裹之類以及老年人拄拐的需求，最終的設(shè)計(jì)值在305mm左右比較合適。

四、自動(dòng)扶梯安全認(rèn)定的法律完善

對(duì)于自動(dòng)扶梯的安全認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，目前散見于行業(yè)自己制定的標(biāo)準(zhǔn)中，其中主要包括自動(dòng)扶梯的設(shè)計(jì)、制造及安裝。但標(biāo)準(zhǔn)從何而來以及如何改進(jìn)被很少人提及。且大多原則性標(biāo)準(zhǔn)的存在，使得廠家對(duì)于一些具體的細(xì)節(jié)如上述的樓梯間距，各零部件的設(shè)置等具有較大的隨機(jī)性及自主性，這無形中也增加了自動(dòng)扶梯安全隱患的產(chǎn)生。因此對(duì)于自動(dòng)扶梯的安全認(rèn)定我們要從法律上予以完善。

首先，完善自動(dòng)扶梯安全隱患的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。將自動(dòng)扶梯運(yùn)行是否會(huì)存在損害使用者人身，或者財(cái)產(chǎn)危險(xiǎn)的不合理危險(xiǎn)狀態(tài)作為自動(dòng)扶梯安全標(biāo)準(zhǔn)是否存在缺陷的唯一認(rèn)定依據(jù)，其所出廠時(shí)所配備的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)只作為該自動(dòng)扶梯生產(chǎn)合格的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

其次，自動(dòng)扶梯生產(chǎn)者減責(zé)事由的適用。法律對(duì)自動(dòng)扶梯生產(chǎn)者在“自動(dòng)扶梯未流通”、“自動(dòng)扶梯流通時(shí)，安全缺陷尚不存在”、“自動(dòng)扶梯流通時(shí)依當(dāng)時(shí)的科技不能發(fā)現(xiàn)安全缺陷”作為其免責(zé)的事由。但是這三大類事由不能涵蓋生活中遇到的所有情形，因此可以引入減責(zé)事由以保護(hù)自動(dòng)扶梯廠商的權(quán)益。如受害人明知自動(dòng)扶梯出現(xiàn)安全故障還使用；受害人強(qiáng)行對(duì)自動(dòng)扶梯進(jìn)行改造致使安全危險(xiǎn)的發(fā)生等受害人或第三人自身的原因，廠商可以減免責(zé)任的承擔(dān)。

最后，制定《產(chǎn)品責(zé)任法》。將產(chǎn)品責(zé)任作為單行法律，予以確定下來。現(xiàn)目前對(duì)于產(chǎn)品責(zé)任的規(guī)定散見在法律，不同行政法規(guī)和地方立法中，這就使得對(duì)于產(chǎn)品缺陷的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜、混亂。制定統(tǒng)一的《產(chǎn)品責(zé)任法》，將產(chǎn)品缺陷的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)用法律的形式單一地確定下來，能夠更好地保護(hù)生產(chǎn)者、銷售者以及消費(fèi)者各自的權(quán)益。

結(jié)語(yǔ)

如今伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的—次次騰飛，各種公共設(shè)施得以完善，其中包括對(duì)公共交通運(yùn)輸有著極大作用的自動(dòng)扶梯。自動(dòng)扶梯從誕生以來，給人們的生活提供了極大的便利，有效地緩解了人流密集場(chǎng)所的交通壓力，與此同時(shí)其安全性卻飽受詬病。多年以來，國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者一直在自動(dòng)扶梯安全領(lǐng)域進(jìn)行研究，雖然自動(dòng)扶梯的安全性能被—次次提高，但是形勢(shì)依舊不容樂觀?，F(xiàn)如今，自動(dòng)扶梯的事故越來越多，面對(duì)事故給人民群眾帶來的巨大生命財(cái)產(chǎn)損失，全社會(huì)需要正視問題，從事故的本身出發(fā)，尋找扶梯安全新的突破。

本文在充分了解自動(dòng)扶梯安全保護(hù)裝置及原理后，對(duì)自動(dòng)扶梯進(jìn)行相應(yīng)的分析歸納。從自動(dòng)扶梯本身著手，首先認(rèn)識(shí)其運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，然后再結(jié)合學(xué)者的改進(jìn)思路，給出自己的看法和建議。只有通過全社會(huì)不斷的努力和研究，才能使自動(dòng)扶梯更好地服務(wù)于人類。