編者按：因電梯有轎廂防護及開關門等安全屏障，則乘客乘坐電梯時，認為安全可不受約束，有意或無意操作時，應有防止相關電梯故障或事故發(fā)生的措施，采取主動安全設計方案。

  一、問題地提出

眾所周知，多少年以來，我國電梯行業(yè)發(fā)展迅猛，至目前為止，國內(nèi)電梯擁有量已達1000萬臺之眾。其中，乘客電梯和住宅電梯在公共交通領域中，其占有量為國內(nèi)電梯市場擁有量的50%以上。同時，我們無論從網(wǎng)上看到，還是特種設備領域所見，關于電梯安全事故地報導，至少每月能聽到一次此類電梯在公共場所發(fā)生的安全事故或故障。有時，對于人身事故發(fā)生時的狀況感到不寒而栗。因此，對于我們行業(yè)中工程技術人員來說，有責任與義務探討及解決此類問題。

近些年有關電梯安全事件地報道：如各地住宅小區(qū)發(fā)生多起乘客用木板、鐵板、瓷磚等細薄物品長時間阻擋電梯門，電梯啟動強迫關門功能，強制關門，夾住木板等物品后運行，導致層門(轎門)、門機裝置嚴重損壞的事故時有發(fā)生。所以，我們一方面在嚴厲譴責此類不文明使用電梯行為的同時，作為電梯行業(yè)中人，很有必要檢視現(xiàn)行的標準規(guī)范對電梯門區(qū)的開關門、近門防撞保護裝置以及強迫關門保護功能的規(guī)定是否還存在需要進一步完善的地方。

原標準GB7588-2003第7.5.2.1.1.3規(guī)定：

1.當乘客在層門關閉過程中，通過入口時被門扇撞擊或?qū)⒈蛔矒?，一個保護裝置應自動地使門重新開啟。這種保護裝置也可以是轎門的保護裝置。

2.此保護裝置的作用可在每個主動門扇最后50mm的行程中被消除。

3.對于這樣的一種系統(tǒng)，即在一個預定的時間后，它使保護裝置失去作用以抵制關門時的持續(xù)阻礙，則門扇在保護裝置失效下運動時，7.5.2.1.1.2規(guī)定的動能不應大于4J。

按第1條的規(guī)定：乘客是成年人還是未成年人，乘客身體的哪個部位，乘客身體在門區(qū)高度方向的哪個位置被撞擊或?qū)⒈蛔矒魰r門應重啟，都沒有明確規(guī)定。故制造單位使用的安全觸板高度或光幕長度存在不足，可見安全保護的盲區(qū)存在問題。

按第2條的規(guī)定：在門扇最后50mm的行程是非保護區(qū)。外尺寸小于50mm的物體（如小孩的手掌或牽引繩索）在此區(qū)域是不受保護的。

按第3條的規(guī)定：目前不少制造單位將強迫關門功能作為設備選型時的可選功能，不是必備功能。配備強迫關門功能的電梯，在強迫關門到位后，不管是否有夾到物品或身體某部位，只要關門接觸器吸合，電梯即可正常運行。這就是長時間擋門，電梯啟動強迫關門功能運行導致事故的原因。

下面我們來看看具體的案例及問題的討論：

1. 電梯門開關的感應盲區(qū)

事故1：一個小孩身上綁著兒童安全繩，結果進電梯時，電梯門沒有感應到繩子，直接關門了，孩子就被吊到了天花板上。幸好后來繩子斷了，小孩沒出大事。

事故分析：電梯門是有感應盲區(qū)的！

電梯門主要有3種，但都有盲區(qū)。尤其現(xiàn)在用的電梯門一般是光幕式和安全觸板二合一式。它的感應盲區(qū)是：上下10厘米和正中2厘米，尤其是門的最下端位置。

拿來擋電梯門的物體過細，小于2厘米，很可能會被夾。比如小孩的手指、繩子、裙擺、熒光棒等。

2.電梯廳門和門柱之間的縫隙

廳門和門柱之間的縫隙，對小孩來說是易發(fā)生意外的地方。

事故1：奶奶帶著小女孩坐電梯，孩子的手放在電梯廳門上，隨著電梯門打開，孩子的手跟著被拉進了廳門和門柱的夾縫中。

事故分析：根據(jù)電梯制造與安裝規(guī)范規(guī)定，對于乘客電梯，這縫隙要小于或等于6毫米。

而據(jù)人機工程學指出，3-6歲的孩子，手指厚度在5-8毫米之間。所以，電梯門這個盲區(qū)，對于年紀小的孩子來說比較危險，存在隱藏性風險。

3.電梯轎廂內(nèi)搗亂引發(fā)的故障

事故1：浙江義烏有一6歲小男孩，因為朝電梯轎廂操縱箱小便，導致電梯故障停到7樓至8樓中間，但他試圖從轎廂與電梯井壁的空隙里爬出來，結果，掉進了電梯井道里。

事故分析：電梯電子元器件的防護等級要求不大于IP4X，且轎廂操縱箱防護等級要求應是IP2X。則電氣回路短路故障引發(fā)電梯停止運行。另電梯防搗亂功能不能解決此類問題，顯然，這是一個不確定性因素。

4.電梯關門過快引發(fā)的事故

事故1：某住宅小區(qū)外婆帶著孫子萌萌乘坐電梯，萌萌先行走進電梯，而步履蹣跚的外婆還沒來得及跟上萌萌，電梯門就關上了。小萌萌因一個人呆在電梯里，出轎廂后因害怕到處找外婆。結果一個人翻越樓層護欄掉到地面摔死。

事故分析：如果電梯具備3D防護功能電梯門就不會關上，但成本較高；或電梯延時關門，但影響電梯運行效率；或萌萌在轎廂內(nèi)重開門，但不懂操作或反映太慢。

上述乘客在公共場所乘坐電梯時出現(xiàn)的事故及安全事件，其案例并非個案。當然，對于公共交通設備也存在電梯管理及國民的素質(zhì)教育問題，此處不再贅述。

 二、方案地抉擇

是否有人提問，既然電梯有這么多的問題與隱患，為什么企業(yè)工程技術人員不采取措施或想辦法來加以預防或制止呢？。那么，這個回答是否定的。不僅在政府層面上，不斷修改與完善相關標準及要求；加強安全宣傳與監(jiān)督管理。而且，對于企業(yè)工程技術人員也依據(jù)相關技術進步，不斷升級或加強安全防護與自動檢測等措施。如強化電梯可編程電子安全保護系統(tǒng)（即PE系統(tǒng)）等安全運行裝置；或修改安全功能程序等措施。由此，我們應如何做好電梯的安全技術與監(jiān)控管理工作，確保乘客的運行安全哩！則下面就上述問題提出其具體癥結及問題所在。

1．電梯相關技術要求與標準是等效采用歐洲標準，由于我國國民乘梯習慣及素質(zhì)等存在的差異，則會引起部分安全隱患及事故的發(fā)生。

2．由于電梯與自動扶梯結構在運行方面存在差異，當乘客乘坐電梯進出入轎廂時，認為安全了不需要約束，而大樓電梯管理員如疏于管理，則易引發(fā)電梯事故或故障。

3．對于原國家技術標準GB7588-2003以及現(xiàn)行檢驗規(guī)程對電梯近門防撞保護裝置的規(guī)定，隨著GB/T7588.1的頒布實施，但仍然存在盲區(qū)。若采用3D保護方式對準備進入電梯的乘客提供保護，一則成本較高，二來運行效率降低，不適應于人流密集型場所。而3D保護方式較適用于殘障人用電梯。

4．當設置強迫關門功能，或采用光幕式、光電+安全觸板式等防夾人保護裝置。且在程序上作出人性化修改。但對某些人作用不大，一是他不知道你的善意程序及操作；二是擋門方式簡單快捷。由此，需要一個警告式的指令或阻止。

5．上述轎廂內(nèi)搗亂引發(fā)的故障或關門過快引發(fā)的事故，對于我們工程技術人員不能忽視，因此類問題的發(fā)生將不是一個小問題出現(xiàn)。第一個問題盡管有些現(xiàn)在在轎廂內(nèi)安裝了攝像頭，但不能阻止問題的繼續(xù)發(fā)生。第二個問題牽涉到運行效率問題，不能長時間將門等候時間調(diào)節(jié)過長。必須有一個對偶發(fā)性事件的及時處置方法。

綜上所述，由于電梯的現(xiàn)場運行諸多狀況及本身設計存在的欠缺，我們應依據(jù)當前物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能技術，以及5G等通訊實用性技術，著力解決上述多項技術問題與現(xiàn)實中的應用痛點。除了針對我國國情，在技術及檢測標準方面逐步完善與修訂外，我們務必且加快采取如下辦法或措施來處理及進一步完善，確保老百姓乘梯時的安危。

 三、方案及原理                              

由上可知，本發(fā)明將依據(jù)上述電梯及開關門運行機理、乘客進出入轎廂的習慣及相關安全隱患，利用物聯(lián)網(wǎng)技術、北斗系統(tǒng)、AI技術、人臉識別原理及5G通信等新技術，著力和落實解決上述提及的諸多安全問題及電梯運營效率。

總體方案：在現(xiàn)電梯機械總成構架下，轎廂內(nèi)頂部裝設一電梯安全運行監(jiān)控裝置；而運行控制以物聯(lián)網(wǎng)分布式布局，采用5G與北斗系統(tǒng)通訊方式進行自動數(shù)字化系統(tǒng)操作；此外，在運行系統(tǒng)設備終端上以智能技術嵌入式平臺展開交互式管理與監(jiān)控。顯然，電梯轎廂及出入口安全運行監(jiān)控裝置即為本發(fā)明的中心思想及要點。

下示圖1為電梯與之配套的轎廂安全運行監(jiān)控裝置示意圖。它由轎廂總成1、轎廂安全運行監(jiān)控裝置2及智能門鎖3等組成；而裝置2主要由雙目探測頭、智能傳感器、電路板及軟件等構成。其安全運行監(jiān)控裝置2中探測頭裝設在轎廂1頂部，其照射范圍覆蓋轎廂內(nèi)部、廳門、轎門出入口及門的全高。智能門鎖6裝設在各樓層層門上；均內(nèi)配有傳感器（詳見本研究機構自動門鎖專利號：202110870170.5）。

由圖1及總體組成可知，其電梯及進出入轎廂乘客的安全運作方案設計如下：

 圖1  轎廂安全運行監(jiān)控裝置示意圖

1. 當電梯在正常運行過程中，反映乘客行為無異動或正常出入時，則在裝置2中智能識別系統(tǒng)顯示為正常，此狀態(tài)下電梯不會自動停梯，屬正常運行。當在轎廂上出現(xiàn)乘客跌倒或小孩搗亂或斗毆場面等瞬間，此時裝置2中探測頭將此圖像由操作系統(tǒng)進入虛擬主機，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則操作系統(tǒng)下達給電機停止指令及警鈴聲響；電梯就近 平層開門且停止運行待梯。                               

2. 當電梯在開關門過程中，乘客身上的物件（含繩或鏈條等）夾在轎門與廳門之間，一般情況下轎門不會自動停止重開門，電梯將啟動運行。當此乘客被迫異動或破門瞬間，此時裝置2中探測頭將此圖像由操作系統(tǒng)進入虛擬主機，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則操作系統(tǒng)下達給電機停止指令及警鈴聲響，且電梯立即停止運行；或重新開門待梯，及檢測無誤后電梯重新運行。

3. 當電梯在開門待梯時間后，即將關門瞬間或強迫關門，當有人（或小孩）用物件擋門或人站在廳、轎門之間。此時裝置2中探測頭將此圖像由操作系統(tǒng)進入虛擬主機，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則操作系統(tǒng)下達給電機停止指令及故障顯示；或警鈴聲響，及待梯恢復正常狀態(tài)后重新運行。

4. 當電梯在關門過程中，若有人在廳門外沖入、擠入或準備進入（指手、腳或物件到廳門板位置）轎廂瞬間。此時裝置2中探測頭將此圖像由操作系統(tǒng)進入虛擬主機，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則操作系統(tǒng)下達給門電機重開門指令；或電梯立即停止運行待梯，及重新檢測。

5. 當電梯在關門瞬間，乘客身上的物件（含繩或鏈條等）卡在轎門與廳門之間，而乘客已走出轎廂。一般情況下轎門不會自動停止重開門，電梯將啟動運行。此時裝置2中探測頭將此圖像由操作系統(tǒng)進入虛擬主機，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則操作系統(tǒng)下達給電機停止指令及警鈴聲響，且電梯立即停止運行；或重新開門待梯恢復正常。

6. 當電梯在關門瞬間，發(fā)現(xiàn)廳門外有人扒門或擋門時，即有人或小孩手指頭或物件夾入廳門、轎門和門柱之間的縫隙。此時裝置2中探測頭將此圖像由操作系統(tǒng)進入虛擬主機，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則操作系統(tǒng)下達給門電機停止指令及警鈴聲響；并重新開門待梯恢復正常。

7. 利用北斗地基增強型系統(tǒng)，配合轎廂所處樓層的智能門鎖3自動定位的監(jiān)測功能，配合上述相關問題狀態(tài)，由裝置2中探測頭將此圖像自動掃描后，與虛擬主機存儲的圖像模型進行對比，當識別系統(tǒng)顯示為非正常，則將該樓層數(shù)及非正常數(shù)字數(shù)據(jù)及指令，進行存儲及對比。由操作系統(tǒng)下達給電梯遠程安全監(jiān)控系統(tǒng)（平臺）其圖像及相關維修信息。即通過5G或北斗地基增強型通信方法，采取集群分布式物聯(lián)網(wǎng)交互運行及生態(tài)安全監(jiān)控管理。

本發(fā)明專利包含執(zhí)行上述電梯安全運行監(jiān)控裝置時，電梯等設備使用過程中運行的軟件程序。并說明一點，本發(fā)明運行程序主要利用當今人臉識別原理及5G（含北斗通訊系統(tǒng)）通訊技術，使電梯等成為集群分布式物聯(lián)網(wǎng)交互運行，以及鏈接當?shù)貐^(qū)域生態(tài)安全監(jiān)控管理。

四、要點與總結

綜上可知，本發(fā)明在于全面的完善了電梯轎廂的安全功能，以及拓展了乘客使用功能；另一方面以人工智能及人臉識別原理的方法，解決與確保乘客等人員在乘梯過程中不同工況下，防止或化解人身安全事故及設備損傷等事件地發(fā)生。同時，將電梯方面維保人員和管理人員工作量大大降低；并政府的電梯安全監(jiān)管工作做到有據(jù)可查，易于監(jiān)管?？梢?，電梯乘客在使用過程中安全棘手的問題變得輕而易舉。

因此，本發(fā)明不僅提升了電梯安全運行的可靠性，從而其乘客的乘梯風險大大降低。又因本發(fā)明通過5G等通訊軟件自動聯(lián)入電梯物聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控終端。這樣，既方便各級管理人員監(jiān)管，又能第一時間得到救援人員或維修人員的響應及處理。而關鍵一點在于當轎廂運營安全問題得到智能化處理或解決時，網(wǎng)聯(lián)進入電梯遠程監(jiān)控安全管理生態(tài)平臺將成為可能。只有這樣，才能確保我國電梯安全事故率至少再下降九成以上，從而使我國老百姓生活質(zhì)量及幸福感大幅度提升，真正體現(xiàn)了我們“生命至上”的安全理念。

本發(fā)明已獲國家發(fā)明專利。其發(fā)明專利號為：202111575491.9。

吳哲 2023年12月22日