智能自動扶梯的應用研究與發(fā)展思考

    自動扶梯被廣泛用于商場、酒店、醫(yī)院、機場、車站、地鐵站點等公共場所，已成為現(xiàn)代建筑不可或缺的組成部分。截至2019年底，國內(nèi)在用電梯(含自動扶梯類產(chǎn)品)總量達到709萬臺，自動扶梯類產(chǎn)品的臺數(shù)約占其中的10%～20%左右，數(shù)量巨大。在日常運營中，自動扶梯并非始終保持滿負荷運行狀態(tài)，尤其是商場、酒店等諸多場所的自動扶梯大多數(shù)時間是處于空載狀態(tài)。為節(jié)約能源、延長機械部件的壽命，主流制造商都陸續(xù)開發(fā)了變頻自動扶梯，目前已得到廣泛應用。但這類自動扶梯除了具有一定的節(jié)能效果外，并不具備智能交互功能，因此筆者將這類自動扶梯統(tǒng)稱為“傳統(tǒng)自動扶梯”。隨著科技和社會的不斷發(fā)展，越來越多的新技術、新模式應用到傳統(tǒng)行業(yè)的產(chǎn)品中來。本文中筆者結合上海三菱電梯有限公司最新推出的“SmartK-II智能自動扶梯”，對智能自動扶梯的應用研究及發(fā)展進行探討。

1  智能自動扶梯的特點

相比傳統(tǒng)自動扶梯，智能自動扶梯通過智能傳感、智能控制、智能交互及智能物聯(lián)技術(見圖1)，使自動扶梯在運行過程中對外界環(huán)境及乘客行為的變化進行智能感知、決策判斷，并進行適應性調(diào)整；以產(chǎn)品、監(jiān)控、維保3個維度的智能化應用，提升自動扶梯的安全性。
1.1  產(chǎn)品智能化

上海三菱電梯最新推出的SmartK-II智能自動扶梯，在自動扶梯的扶手入口處安裝了集成多種功能的智能終端(見圖2)，該終端配置有攝像頭、光照度傳感器、雨量傳感器等多種監(jiān)測設備，通過后臺數(shù)據(jù)處理可實現(xiàn)危險行為識別、智能語音播報、智能照明控制、智能潤滑等多種智能功能；并且同時具備傳統(tǒng)變頻自動扶梯的運行方向和狀態(tài)顯示功能；還可通過LCD 屏可實時顯示多種警示圖標(見圖3)，配合語音播報裝置的聲音提示，使各個年齡段的乘客輕松了解自動扶梯智能終端傳遞的各類信息。
1.1.1  危險行為識別及警示

大量事故案例顯示，乘客的危險行為如逆向行走、攜帶嬰兒車乘坐、孩童在扶手入口區(qū)域玩耍是導致自動扶梯事故的主要危險源。目前傳統(tǒng)自動扶梯所采取的在自動扶梯出入口附近設置“小孩必須拉住”“禁止使用手推車”等安全標志雖然有一定的警示作用，但效果有限。

通過深度學習圖像識別技術、TOF(Time-of-Flight)技術的應用，將上述這些危險行為進行有效識別，通過持續(xù)的語音播報和在終端上顯示警示圖標(見圖3)提醒乘客注意、取消危險行為，可以大幅減少此類事故的發(fā)生。

1.1.2  智能語音播報裝置

大多數(shù)傳統(tǒng)自動扶梯語音播報音量不能自動調(diào)整，乘坐自動扶梯時常常會發(fā)現(xiàn)如環(huán)境安靜語音播報的音量讓人感到異常響亮，但在環(huán)境嘈雜時又模糊不清、聽不清楚，這樣的語音播報效果不太理想。采取實時監(jiān)視環(huán)境音量，結合智能濾波控制算法，根據(jù)環(huán)境噪聲自適應調(diào)整播報音量，可達到在環(huán)境嘈雜時聲音洪亮、環(huán)境安靜時舒適靜謐的理想播報效果。經(jīng)驗證，當保持語音播報音量比實測環(huán)境噪聲高8～12dB(A)的自適應調(diào)整設定，可以妥善解決環(huán)境噪聲和播報音量不匹配的問題。

1.1.3  智能照明控制

智能照明控制是對環(huán)境的光照度進行實時監(jiān)測，并結合自動扶梯的使用環(huán)境、營運時間設置及環(huán)境光照度對自動扶梯的裝潢類照明系統(tǒng)進行自動開啟或關閉。該功能既能使自動扶梯根據(jù)需要提供恰當照明，又可以根據(jù)預先設置的時間自動關閉非營運時間段的照明，減少了能源消耗；由于不需要人工開啟或關閉，節(jié)省了管理的人工支出，提高了乘客乘行安全。

1.1.4  智能潤滑系統(tǒng)和智能運行狀態(tài)控制(適用于室外自動扶梯)

自動扶梯上使用的多種鏈條需要有效的潤滑才能保證良好的性能，達到預期使用壽命。智能潤滑系統(tǒng)的工作原理是應用雨量傳感器對室外自動扶梯所處環(huán)境的降雨情況進行實時監(jiān)測，降雨時不進行自動加油操作，停止下雨后自動扶梯各種鏈條自動加油潤滑；并重新自動計算下次自動加油的開啟時間，可保證對自動扶梯鏈條的始終有效潤滑。

另外，因降雨會造成自動扶梯梯級踏面、樓層板表面及周圍地面濕滑，容易造成人員摔倒，借助雨量傳感器對降雨情況的監(jiān)控，通過語音播報提醒乘客注意地面的濕滑，或者采用控制、調(diào)整自動扶梯的運行狀態(tài)以減少乘客因降雨地面濕滑而摔倒的事故發(fā)生。

1.1.5  扶手帶智能殺菌消毒

乘客在乘坐自動扶梯時需要緊握扶手帶以達到安全乘梯的目的，扶手帶因此也非常容易沾染各種細菌或病毒。2018年香港媒體曾在香港地鐵沙田站自動扶梯進行測試，結果表明：當乘客觸摸扶手帶后，其總菌落的數(shù)量達到了740CFU，為觸摸前的70倍。

扶手帶智能殺菌裝置(見圖4)利用適當波長紫外線照射扶手帶表面后，可破壞細菌、病毒等病原體微生物機體細胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子結構以使其死亡或不能復制繁衍的原理，起到殺菌消毒的功能。將智能殺菌消毒裝置安裝在自動扶梯的內(nèi)部，與乘客接觸到的扶手欄桿區(qū)域隔離，不會造成乘客手指夾入殺菌消毒裝置的傷害事故發(fā)生；結合智能控制方式，根據(jù)自動扶梯實際運營情況制訂相應的定時殺菌消毒策略，可保證自動扶梯扶手帶的衛(wèi)生，讓乘客乘行自動扶梯更加放心、安全。