智能自动扶梯的应用研究与发展思考

    自动扶梯被广泛用于商场、酒店、医院、机场、车站、地铁站点等公共场所，已成为现代建筑不可或缺的组成部分。截至2019年底，国内在用电梯(含自动扶梯类产品)总量达到709万台，自动扶梯类产品的台数约占其中的10%～20%左右，数量巨大。在日常运营中，自动扶梯并非始终保持满负荷运行状态，尤其是商场、酒店等诸多场所的自动扶梯大多数时间是处于空载状态。为节约能源、延长机械部件的寿命，主流制造商都陆续开发了变频自动扶梯，目前已得到广泛应用。但这类自动扶梯除了具有一定的节能效果外，并不具备智能交互功能，因此笔者将这类自动扶梯统称为“传统自动扶梯”。随着科技和社会的不断发展，越来越多的新技术、新模式应用到传统行业的产品中来。本文中笔者结合上海三菱电梯有限公司最新推出的“SmartK-II智能自动扶梯”，对智能自动扶梯的应用研究及发展进行探讨。

1  智能自动扶梯的特点

相比传统自动扶梯，智能自动扶梯通过智能传感、智能控制、智能交互及智能物联技术(见图1)，使自动扶梯在运行过程中对外界环境及乘客行为的变化进行智能感知、决策判断，并进行适应性调整；以产品、监控、维保3个维度的智能化应用，提升自动扶梯的安全性。
1.1  产品智能化

上海三菱电梯最新推出的SmartK-II智能自动扶梯，在自动扶梯的扶手入口处安装了集成多种功能的智能终端(见图2)，该终端配置有摄像头、光照度传感器、雨量传感器等多种监测设备，通过后台数据处理可实现危险行为识别、智能语音播报、智能照明控制、智能润滑等多种智能功能；并且同时具备传统变频自动扶梯的运行方向和状态显示功能；还可通过LCD 屏可实时显示多种警示图标(见图3)，配合语音播报装置的声音提示，使各个年龄段的乘客轻松了解自动扶梯智能终端传递的各类信息。
1.1.1  危险行为识别及警示

大量事故案例显示，乘客的危险行为如逆向行走、携带婴儿车乘坐、孩童在扶手入口区域玩耍是导致自动扶梯事故的主要危险源。目前传统自动扶梯所采取的在自动扶梯出入口附近设置“小孩必须拉住”“禁止使用手推车”等安全标志虽然有一定的警示作用，但效果有限。

通过深度学习图像识别技术、TOF(Time-of-Flight)技术的应用，将上述这些危险行为进行有效识别，通过持续的语音播报和在终端上显示警示图标(见图3)提醒乘客注意、取消危险行为，可以大幅减少此类事故的发生。

1.1.2  智能语音播报装置

大多数传统自动扶梯语音播报音量不能自动调整，乘坐自动扶梯时常常会发现如环境安静语音播报的音量让人感到异常响亮，但在环境嘈杂时又模糊不清、听不清楚，这样的语音播报效果不太理想。采取实时监视环境音量，结合智能滤波控制算法，根据环境噪声自适应调整播报音量，可达到在环境嘈杂时声音洪亮、环境安静时舒适静谧的理想播报效果。经验证，当保持语音播报音量比实测环境噪声高8～12dB(A)的自适应调整设定，可以妥善解决环境噪声和播报音量不匹配的问题。

1.1.3  智能照明控制

智能照明控制是对环境的光照度进行实时监测，并结合自动扶梯的使用环境、营运时间设置及环境光照度对自动扶梯的装潢类照明系统进行自动开启或关闭。该功能既能使自动扶梯根据需要提供恰当照明，又可以根据预先设置的时间自动关闭非营运时间段的照明，减少了能源消耗；由于不需要人工开启或关闭，节省了管理的人工支出，提高了乘客乘行安全。

1.1.4  智能润滑系统和智能运行状态控制(适用于室外自动扶梯)

自动扶梯上使用的多种链条需要有效的润滑才能保证良好的性能，达到预期使用寿命。智能润滑系统的工作原理是应用雨量传感器对室外自动扶梯所处环境的降雨情况进行实时监测，降雨时不进行自动加油操作，停止下雨后自动扶梯各种链条自动加油润滑；并重新自动计算下次自动加油的开启时间，可保证对自动扶梯链条的始终有效润滑。

另外，因降雨会造成自动扶梯梯级踏面、楼层板表面及周围地面湿滑，容易造成人员摔倒，借助雨量传感器对降雨情况的监控，通过语音播报提醒乘客注意地面的湿滑，或者采用控制、调整自动扶梯的运行状态以减少乘客因降雨地面湿滑而摔倒的事故发生。

1.1.5  扶手带智能杀菌消毒

乘客在乘坐自动扶梯时需要紧握扶手带以达到安全乘梯的目的，扶手带因此也非常容易沾染各种细菌或病毒。2018年香港媒体曾在香港地铁沙田站自动扶梯进行测试，结果表明：当乘客触摸扶手带后，其总菌落的数量达到了740CFU，为触摸前的70倍。

扶手带智能杀菌装置(见图4)利用适当波长紫外线照射扶手带表面后，可破坏细菌、病毒等病原体微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子结构以使其死亡或不能复制繁衍的原理，起到杀菌消毒的功能。将智能杀菌消毒装置安装在自动扶梯的内部，与乘客接触到的扶手栏杆区域隔离，不会造成乘客手指夹入杀菌消毒装置的伤害事故发生；结合智能控制方式，根据自动扶梯实际运营情况制订相应的定时杀菌消毒策略，可保证自动扶梯扶手带的卫生，让乘客乘行自动扶梯更加放心、安全。