1、1毕业设计课 题 系 别 专 业 班 级 姓 名 指导老师 2年 月 日毕 业 设 计 原 创 声 明本人所呈交的设计是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名： 日期：3杭州地铁自动扶梯应急处理4摘要 由于近几年全国各地的地铁自动扶梯客伤事故层出不穷,而作为杭州地铁来言是个非常值得总结经验的机会,地铁作为上班族以及各个出行人方便的交通工具,给人们带了许多的便利,但若工作人员因为自动扶梯应急处理不到位或者因为设备突发问题导
2、致处理不及时和发现较迟会给乘客带来不可估灭的影响,所以我们完善地铁自动扶梯应急预案和我们设备突发故障的问题要有很好的预见性，平时也要加大自动扶梯故障演练，从而能够更好的保障乘客们的安全。关键词 自动扶梯，安全事故，人体工程学5目录杭州地铁自动扶梯应急处理 .31 前言 .52 杭州地铁自动扶梯事故点和现状分析 .53 杭州地铁自动扶梯的不合理分析 63.1 人机关系不合理 .63.2 梯级两侧安全问题 .84 杭州地铁自动扶梯的安全性和可靠性分析 .84.1 安全性分析 .84.2 可靠性分析 .95 扶梯人机工程学分析与设计 1065.1 安全距离设计 .105.2 辨识度设计 .105.3
3、 零部件尺寸设计 .105.4 公共交通型扶梯的动态尺寸设计 .116 总结 .11参考文献 .12致谢 1371 前言随着改革开放的不断发展，人们的生活水平不断提高，经济水平的发展加快了城市化进程的脚步和发展。地铁中的自动扶梯也在不断的增多。在给人们的生产生活和随着我国城市化发展进程不断推进，我国城市中的电梯越来越多，地铁中的自动电梯在给人们的生活和出行提供方便的同时，自动扶梯的事故发生率也在不断的增强。而在最近几年，事故发生的越来越频繁。所以我们必须对地铁中的自动扶梯的安全性能做出改善。包括对其中的安全装置性能的保证和维护。我们必须将使用者的安全保护好。杭州地铁作为城市中重要的出行方式，地
4、铁站的人流量相对来说是比较大的。如何保证自动扶梯在每天强大的工作过程下保证它的安全性成了现在急需解决和保证的问题。通过这些问题的解决提高自动扶梯运行的质量。保障使用者的安全性。电梯和自动扶梯作为科技时代的垂直输送机械，不光只是运用在地铁上，在各类建筑物中都应用的十分广泛。那些高层建筑物中都会有自动扶梯的身影。他还是各种类型商厦和地下建筑的宠儿。广泛的应用使得世界各国国家和政府对自动扶梯的安全性能提出了要求。他们十分重视自动扶梯的安全性能。对于一般的自动扶梯来说，主要安全工作不光是在生产过程中，还存在于自动扶梯的安装以及自动扶梯使用后的维护和修理等等。一定要保证这些部分都是由专业人员来进行操作的
5、,只有这样才能最基础的保证自动扶梯的安全性。杭州地铁自动扶梯的使用时十分大众化的，使用者不光包括成年人，还包括小孩；而在成年人中不光包括男性成年人，还包括女性成年人；这就对自动扶梯的使用提出了要求，小孩可能会比较好动，而成年女性中一般会穿高跟鞋，也有很多的孕妇。以及行动不便的老年人等等等等。而在这些人当中，也偶熟悉自动扶梯的人和不熟悉自动扶梯的人。所以，在面对各种各样不同的使用者的时候，保证自动扶梯的安全性就是一个急需解决的问题。82 杭州地铁自动扶梯事故点和现状分析美国的发展水平居于世界前列，作为一个发达国家，自动扶梯的使用也是十分普遍的。所以美国十分注重对自动扶梯安全性能的研究与改进。在美
6、国曾做过的一项调查中，通过对 60 万台电梯和 3 万台自动扶梯事故的调查与分析，得出了一项很值得研究和深思的结果：地铁中自动扶梯发生事故的概率要比普通电梯发生事故的概率更高出许多。电梯涉及事故发生的概率和自动扶梯发生事故的概率之比分别是 1300 和 118.8。而这其中最主要的原因就是自动扶梯一般都是在公共设施中，比如说地铁和各大商场中。自动扶梯是一个开敞的交通机械设备，作为一个整体结构式的它有着复杂的使用环境，这与它使用的地点密不可分。而电梯相对来时说比较私密，有着一个专用空间。这样就大大增加了自动扶梯发生事故的可能性。相对来说，在电梯与自动扶梯的设计过程中，自动扶梯的安全系数较低。就使
7、用者的人群种类来说，自动独特对使用者还是有这一定的要求的。自动扶梯要求使用者的头部放在规定的扶手带之内，使用者的脚部放在规定的梯级警戒线之间。它还要求使用者的手一定要紧握好扶手带等等。但由于使用者的复杂性和自定扶梯设备的特殊性。绝大部分的使用者是老人和小孩。小孩子的自我安全和保护的意识薄弱，而老年人因为年龄的增长身体机能退化，行动能力不断的减弱。对自动扶梯的不正确使用大大增加了事故的发生。而自动扶梯发生事故的另一个主要原因就是产品自身的性能。自动扶梯在安装之后，对于自动扶梯的安全的保证方面就不光在于它自身的质量，还有很大一部分是安装现场的对于建筑安全的设计。自动扶梯发生事故的原因从本质上来讲可
8、以分成两种，一种是自动电梯在产生的过程中自身所出现的质量的问题，这个问题可以导致自动扶梯在使用过程中出现设备上的损坏和故障。比如说自动扶梯因为出现故障导致自身的梯级逆转行驶而使得自动扶梯逆行，若自动扶梯的扶手带速度设计的比梯级移动速度慢就会导致乘客跌倒。另外一种使得自动扶梯发生事故的原因就是使用者不合理使用自动扶梯。不合理的使用自动扶梯很容易使乘客发生坠落和剪切以及挤压等事故。随着时代与科技的不断发展，我国各地区的地铁站内修建的自动扶梯不断的增多。而城市化的不断进程推进了地铁的大量建设。所以作为重要公共交通型设备的自动扶梯在公共建设设施中的需求量不断的增大。这对自动扶梯的安全性能等问题提出了巨
9、大的挑战。这直接关系到广大人民群众的自身安全。因此，我们需要对已经发生的各自不同种类的自动扶梯安全事故问题做出具体的详细的分析与介绍。对具体的使用者，不同类型的9使用者，即女人、小孩、老人等身体各项尺寸产生进行分析。再合理的运用各项虚拟技术等。解决自动扶梯的各项安全问题和目前存在的安全隐患。3 杭州地铁自动扶梯的不合理分析3.1 人机关系不合理要分析杭州地铁自动扶梯发生事故的原因，首先需要将自动扶梯基本结构、自动扶梯的主要装置正确的分析和了解。首先，杭州地铁中使用的自动扶梯一般都是公共交通型自动扶梯，这类公共交通系统主要有梯级以及牵引链条和梯路导轨系统，还包括驱动装置和张紧装置，以及在使用中保
10、持使用者稳定性的扶手装置。其中自动扶梯的主要部件还包括金属结构以及安全装置等。而简单来说，一般人会把发生在自动扶梯上或正处于自动扶梯入口处或者出口处等地点的伤亡事件称作自动扶梯伤亡事件。而对杭州发生的自动扶梯伤亡案件的数据显示，位于地铁的自动扶梯属于公共型交通，这类事故有着不同于其他交通事故的特点。而自动扶梯伤亡事件也根据事故发生的地点和原因也分为各种不同的种类，有种种类叫做机械夹人事件。这类事件发生的次数普遍来说对比较多的。这类事件发生的主要受害者是儿童。事故发生后造成的伤亡往往是较为严重的。而这类事故发生的主要原因就是自动扶梯与人体机能之间存在着不合理的人机关系。不合理的人机关系类型有很多
11、，比如说人与梯级安全距离的设计不合理、以及那些提醒使用者需要注意的标注的辨识度过低，即保持扶梯梯级的安全距离标志。还有自动扶梯的零部件尺寸在生产时的设计有问题以及在进行扶梯人机设计之前没有将人体尺度结合起来考虑等等。而在具体的使用过程中，很多人只是简单的认为自动扶梯只是楼梯的一种，唯一的不同就是自动扶梯是运动的。所以就很容易在使用自动扶梯出现疏忽。导致发生比较严重的伤亡事件。只有在发生了事件后自动扶梯的安全性使用才具体的展现出来。这对使用者来说就是一个不小的挑战。所以在进行自动扶梯的使用之前，有关部门必须提前做好安全工作以避免事故的发生。首先可以做的就是在地铁的广播中提醒乘客需要在乘搭自动扶梯
12、时的注意事项。我们还可以在其他的方面去加强这类宣传，加强人们的自我防范意识。但更为需要注意的一点就是，在实际使用过程中，在开始安装自动扶梯之前，制作商和业主首先10需要做的就是将一些需要注意的事项告诉顾客。告诉他们必须要正确的使用自动扶梯以防事故发生。但是有些不良商家为了谋取并没有安装国家标准去制作自动扶梯，这就使得自动扶梯伤亡事故发生的概率不断增加。比如说，有些制造商并没有安装国家规定去设置警示标记。或者说是安装了标志但是标志并不明显。以及放置标志的位置并不被使用者所发现。标志内容不明确使用者不能理解也是一个很重要的原因。这些使得警示标志不能发挥它本来的作用。许多事故的发生的主要原因就是使用
13、者在乘坐自动扶梯的时候没有注意警告标志。而这类事故的发生是可以避免的，所以我们必须要提醒使用者去注意标志。如果居住者看到了警告标志，他们就可以加强自我的防备与警惕心理。但也有很多厂家为了保证乘客的安全，提醒乘客在使用时脚的放置位置，在登梯时脚不能太靠近围裙板, 所以很多制造商会在梯级踏面的中间位置上喷涂上人的脚印，这类做法可以很好的提醒乘客在登梯后在踏面中间保持稳定站立。儿童也是使用人群的重要一部分。但儿童却是乘用自动扶梯的群体人员中最不安全的一类人。孩子比较好动，所以在孩子乘坐自动扶梯时的不安全因素有很多。怀抱婴儿或带有顽童的母亲以及带宠物的乘客, 登梯时应特别小心。至于对于小孩子的安全，我
14、们可以参考美国的一些做法。美国政府为正在学习的儿童搞了一套专门为小孩学习的书籍和音乐。这些音乐都是专门定制的。供他们阅读和学习。于此同时政府还组织了一些自动扶梯界志愿服务的专门人员。这些人员都是为孩子们的安全进行宣传教育工作的。其事，一般事故的发生经常是小孩，这些事故发生的地点有很多都是在梯级两端的左右侧和上下梳齿区。具统计，杭州地铁中的自动扶梯的伤害事故中，14 岁以及 14 岁以下的儿童发生的可能性是比较大的。所以，儿童在乘用地铁自动扶时需要尤其注意。美国奥的斯电梯公司在我国开展了 “奥的斯先生” 的教育活动, 对中小学生宣传自护自救的知识, 这是国际电梯界中把乘用电梯和自动扶梯的安全教育
15、社会化的一个范例 。3.2 梯级两侧安全问题由于近年来地铁自动扶梯安全事故不断的发生，乘坐自动扶梯是否安全这一问题以及进入了人们的视野，大家都对自动扶梯的安全性和可靠性产生了怀疑。民众的担心心理越来越厉害。但是，即使产生了如此多的事故。在杭州乘坐地铁时用自动扶梯作为公共交通纽带的方便与便捷性已经成为了公认的事实。整体来看，地铁自动扶梯依旧是事故发生率较低的一类乘用交通工具。再加上国家有关部门会实施新标准来保证自动扶梯的安11全性。这些举措都能在一定程度上减小使用者发生意外受伤的可能。本文从事故容易发生的地点出发，重新分析杭州自动扶梯的安全性。杭州的自动扶梯发生事故的地点很大一部分是在梯级两侧。
16、为了防止这类事故的发生，我们可以从技术和安全角度阐述了自动扶梯的可靠性。现如今一般的自动扶梯都会装一种开关，这种开关安装在围裙板之后，用来安全保护。当人收到危险，有意外事故发生时，围裙板就会受到激烈碰撞，就会感应出来有异物夹持时这时候围裙板的微型变形触动开关就会自动打开，会使自动扶梯主动停止运行。这样可以有效的减少伤害事故的发生。而可以很明显的知道这种装置的灵敏度的大小与裙板的刚度有很大的关系,如果裙板的刚度太大，微型开关则不能触及。而当裙板的刚度太小时，只要有一点点压力就会自动暂停，频繁的停车和犹如公共汽车般的急煞车会经常发生，这种情况一样会对人不利。然后微动开关并不能在全程设置，这种开关只
17、能设置在局部区域。因此我们不能保证在微动开关以外的区域不会发生伤害事故。因此有许多研究者建议将围裙板的刚度增加,这样就能有效的保证梯级的安全间隙，这种安全间隙时存在于梯级与围裙板之间。或者说是换一种方法，不设微动开关而是直接在围裙板刚度足够的情况下抹上涂料,这种涂料能够有效的减少人与梯段之间的摩擦。如今的这种涂料以涂特氟隆(Teflon)更为普遍，其中使用后的效果相对于来说也是比较好的,它无论在什么电梯上都能使用，无论是新的电梯还是旧的电梯。在美国已经研究出了一种能够在扶梯围裙板上涂的硅状物,但这种涂料的缺点就是使用的时间不长,甚至有时候清扫它会很费力，这种费力程度会使涂层受损。不光如此，就算
18、是普通乘客的鞋子或普通物品的碰撞也会很容易的损坏涂层。所以美国自 1983 年以来就已经运用了其他的办法来阻止在梯级两侧发生意外。比如在自动扶梯上安装填充装置。这种填充装置主要是在梯级的两侧各装填充板，这种填充板是由某些特殊材料制成。比如是塑料或者干润滑剂配制。填充版的形状必须要与梯级端面的形状相匹配。这样才能更好的贴合。4 杭州地铁自动扶梯的安全性和可靠性分析4.1 安全性分析自动扶梯一般都只是由两部分组成。一部分为梯路，即是指一种变型的板式输送机。另一部分就是两旁的扶手，指的是变形的带式输送机。自动扶梯的主要部件有很多。梯级、牵引链条及链轮、导轨系统、传动系统（包括电动机、减速装置、制动器
19、及中间传动环节等） 、驱动主轴、梯路张紧装置、扶手系统、梳板、扶梯骨架和电气系统等等都是必不可少的部分。12其中梯级只要是供乘客行走。它首先是在入口处作水平运动，这样可以方便乘客登梯，在乘客上梯级之后就会逐渐形成阶梯慢慢的将乘客移动到目的地，然后梯级就会在接近入口处逐渐消失，接着再次重复做水平运动。这些运动都需要自动扶梯的各个部分去联合带动，每一个部分都是必不可少的，都在自动扶梯的进行过程中发挥着巨大的作用。梯级主轮、辅轮会各自沿不同的梯级导轨来行走。对于自动扶梯的保护装置也有许多种类。欠电压保护装置能够有效的保护扶梯的电压。而接地故障保护装置则可以将电源与大地相接，保护人体。还有电过流过热保
20、护装置以及非操作逆转和超速保护装置等等。梯级链的断裂或过分伸长或缩短保护装置、梳齿板保护装置、扶手带出入口保护装置、梯级下陷保护装置、连续安装的多台自动扶梯中联动保护装置、附加制动器保护装置，这些个装置保护机制的动作原理都是是机器机械制停。有些电气保护装置就是通过抱闸这一动作来完成机械制停，甚至于是将抱闸和其他的附加制动器结合起来，共同作用来完成机械制停。许许多多、成千上万的机械零件构成了自动扶梯。因此施工人员必须严格按照相关的标准，去设计和安装相关的零件，以便于自动扶梯能够安全有效的运行。在自动扶梯的安装中，每一个零件都关系到整个设备运行系统的安全性。所以需要达到整体的稳定性和安全性，就必须
21、要把握好任何细小细节的正确生产和安装。这是由自动扶梯使用环境的特殊性决定的。一个零件没有安装好，没有达到标准，就有可能使得一个无辜的人献出生命。杭州就曾发生过类似的事件，事件的原因就是因为一个固定零件损坏，这个直接致使了自动扶梯的主机发生偏移，以至于驱动链自然脱落，就自然地引发了逆转事故。也曾有过因为梯级链销轴脱落或断裂导致梯级挤压伤人的情况。所以一般在设计中，设计者都会把梯级链的安全系数控制在 5 以上，这样在理论上就算梯级链断链，也不会产生任何的机械保护。在实际中，带动扶手运动的基本上都是摩擦。所以一旦扶手带或者扶手带摩擦驱动轮出现磨损后，就会导致摩擦力不够。这种情况就会很容易使得老年人由
22、于速度不一致而发生跌倒事件。自动扶梯的坠落事故是最常见而且产生的后果是最严重的，一般自动扶梯的伤亡事故都是由坠落产生的。4.2 可靠性分析如果我们把自动扶梯系统当做一个简单的串联系统来理解，就可以很容易的得出串联系统的两种计算法则：乘法法则和最弱环节模型法则。利用乘法法则可以很简单的去证明系统的下限的可靠性。而相反的，系统可靠的上限性则是通过最弱环节模型法则来证明。自动扶梯系统任何一个细小的轻微的细节的故障都能够成为电梯安全事故发生的原因，都能够很直13接的导致电梯不能安全运行。但由于地铁中自动扶梯的普及，扶梯这种公共交通设备的安全和稳定性与广大人民群众的生命安全有着密不可分的联系。所以在实际
23、计算中，如果要把电梯的可靠性给计算出来，就必须要选择乘法法则。这样就能很有效的减小理论与实际的差别。减小电梯出故障的可能性。电梯的各种故障出错的几率相乘就得到可靠性数据。但实际证明了自动扶梯的可靠性跟安全性并没有什么实际联系，着两种性能在理论上并没有直接的正比例关系。在电梯的实际使用过程中相对于理论值来说大家更加注重的就是自动扶梯的可靠性。为了减少事故的发生，一定要保证自动扶梯尽量少出故障甚至于是不能出任何的故障。对于乘客来说，更加注重的是使用自动扶梯时的安全性。退一步说，即使是出了故障，但这种故障能够不影响使用者的安全。这样也能使得使用者使用自动扶梯安心和方便。而对于为扶梯的各种费用买单的主
24、体来说，追求利益最大化是他们的主要目的，为了达到这种目的，理所当然的需要去降低扶梯的采购成本和减小自动扶梯的维保成本。而对于维保单位来说，为了追求利润的最大化，他们同样会也会以最低的要求维保。 。5 扶梯人机工程学分析与设计5.1 安全距离设计对于属在公共交通的自动扶梯来说，如何设置好有效的安全距离是比较重要的设计之一。而在自动扶梯交通事故发生的种类中，机械夹人占了很大的一部分。机械夹人的受害群体以儿童居多。儿童的好动性比较强，因此极易受到伤害。所以在进行安全距离设计时，应当把儿童放在重点内容进行分析。现在的国际标准中以及还没有对儿童需要的安全距离做出了详细的规划和设计。也没有详细的儿童人机工
25、程的详细尺寸。而处在成长时期的儿童，身体机能变化比较大。所以这里主要是对 3 到 6 岁的儿童的基本尺寸进行了调研分析。基于人机原理进行统计归纳由于指尖为乘客身体部位的最小尺寸，为了防止手掌、手指、脚趾被夹的危险，扶梯的间隙设计只要小于第 1 百分位的儿童指尖值，故得出其间隙应设计小于 4 mm。145.2 辨识度设计对于已经发生的自动扶梯伤亡事件的分析中，摔伤是最为典型受伤情况。而乘客发生摔伤的主要地点就在扶梯入口处和出口处两个地点。其中一个重要的原因就是当乘客刚开始踏入自动扶梯时，对于扶梯周边的情况难以看清，所以使用者就会很容易的踩到两个梯级的中间，这种情况很容易的能够导致摔伤。所以设计者
26、在设计扶梯梯级的时候，必须要将两梯级之间的辨识度合理的方便的设计好。而人机的视觉规律就是当人们要辨别不同的单一颜色时，红黄白绿四种颜色是最容易辨认出来的。而当要辨认两种混在一起的颜色的时候。最容易辨认的顺序依次是黑底黄字、黄底黑字、黑底白字、紫底黄字、紫底白字等。5.3 零部件尺寸设计自动扶梯的设计是一个整体，整体中的任何一部分出了问题就会导致整个整体不能正确而稳定的实施工作。所以我们需要保证各个零件的稳定性，保证任何一个零件在安装时的正确性。也需要将自动扶梯装置中的各个装置的稳定和完整性。安装者要严格按照相关的标准对保护装置、驱动装置、转向装置等去严格的缩短距离的要求，严格的去检测各个部分。
27、装置中的任何一个装置或者是任何一个细小的环节如果存在任何一个问题，就都会导致自动扶梯系统出现安全隐患。但出现问题可能是无法避免的。所以在装置的使用过程中，一旦出现任何的问题，就必须要终止扶梯的继续运行。可以通过断开开关来启动安全触电和安全电路。而一旦电气安全装置开始动作时，就必须要禁止扶梯突然启动的问题，这一情况如果出现就必须要采用一定的手段去终止。这样才能保证自动扶梯的工作制动器能够继续起到一定的作用。5.4 公共交通型扶梯的动态尺寸设计笔者通过研究自动扶梯与人体各项机能之间的关系。再结合最近几年来杭州的某大型商场的扶梯梯级塌陷事件，将最近的扶梯伤亡事故进行了系统的全面的分析，结果表明，扶梯
28、梯级脱落都是在扶梯出入口的位置发生的。因此，我们需要把扶梯梯级在出入口时候的主要运行状态做重点分析。分析扶梯的主要带动机制，扶梯主机主要是通过驱动链条来带动主机的主轴来进行转动的，再接着由主轴去带动自动扶梯发热大梯级链轮，由此才产生转动。这种动态的设计形成了一个链条式的循坏机制，有一个机制带动另一个机制。在机制的循坏带动过程中，需要做的就是保持循环动态机15制的稳定性和循坏性，不能是梯级链轮给卡在某一个地方。如若某一个地方卡住了就会导致自动扶梯整个停止运动。如若自动扶梯停止运动，那么就会导致扶梯受伤事故的发生。所以说在设计过程中，公共交通型扶梯的动态设计是十分重要的。只有保持扶梯动态的循坏性和
29、连续性，才能保证交通系统正确持久额的运行。而从发生的事件来看，这种事件的发生并不是一个偶然的调整失当，从一系列的问题中可以知道事故发生的根源就是在于缺乏了后期对于楼梯交通动态的有效的维护与保养。所以对于自动扶梯后期的保养也是十分重要的一部分，只有保持自动扶梯顺利的运行，才能有效的减少事故发生的可能性。6 总结自动扶梯的安全装置的设置，一定要严格的按照有关规定去进行。所以设计者必须要做好对相关规定的相关工作。只有将这些工作和规划做好了才能够保证自动扶梯的安全性，保证自动扶梯能够满足正常运作人的需要。而对于电梯安全装置设置作为电梯安全的重要保障，设计者和装置者都必须要做到提高安全技术规范要求，并定
30、期对电梯进行有效的维修保养与调整工作，保障电梯能够安全运行，避免出现电梯事故。参考文献1 王保国，王新泉，刘淑艳.安全人机工程学M.北京：机械工业出版社，2012.2 侯建军，申黎明.床屏设计的人机工程学探讨J.包装工程，162014，35（4）：3235.3 申福林，杜国省.学龄前儿童专用校车座椅参数设计C/2009 中国汽车工程学会年会论文集，2009.4 马西沛，贾会欣，吴婷.基于人机工程学的双屏手机研究J.包装工程，2014，35（14）：6164.5 程东东，翟华，永成赵.安全人机工程学主动设计方法研究J.锻压设备与制造技术，2013（6）：911.6 叶佳娜.自动扶梯的安全人机工程
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