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摘 要：本文在研制一种新型自动扶梯与自动人行道安全性能动态检测仪的基础上，阐述了该检测仪的总体设计和技术特点，它的研制成功为我国自动扶梯及自动人行道的检测和验证提供了一种安全有效的技术手段。
关键词：自动扶梯； 安全性能； 动态检测； 安全评估
A study of dynamic testing technology of escalator safety performance
Zhang Wei
Abstract： Based on the development of a new type of dynamic testing instrument of escalators and moving walkways safety performance， this paper expounded the general design and technical features of the testing instrument. The successful development of the detector provided a safe and effective technical means for the testing and verifying of the escalators and moving sidewalks of our country.
Key words： Escalator； Safety performance； Dynamic testing； Safety assessment
依据国标GB16899-2011《自动扶梯与自动人行道制造安装安全规范》要求，自动扶梯或自动人行道（以下简称自动扶梯）扶手带与导轨或支架之间的距离不大于8mm；自动扶梯梯级、踏板与围裙板间隙，单侧不大于4mm，两侧总和不大于7mm； 自动扶梯在水平运动区段内两个相邻梯级之间的高度差不大于4mm；自动扶梯在工作区段内的任何位置，从踏面测得的两个相邻梯级或两个相邻踏板之间的间隙不应大于6mm；自动人行道在过渡曲线区段，如果踏板的前缘和相邻踏板的后缘啮合，其间隙允许增至8mm；梳齿与梳齿板啮合间隙不小于4mm。以上项目国内目前没有相应的仪器设备可以进行现场检测，本文介绍的自动扶梯安全性能动态检测仪正是针对以上问题而研究开发的，可以帮助自动扶梯的使用单位和电梯安装、维修保养单位及时发现设备存在的隐患，从而保障自动扶梯的安全运行。由于该检测仪器操作简便、安全快速，所以非专业检测机构甚至使用单位经过培训即可有效使用该检测仪对自动扶梯进行测试和评估。这样，使自动扶梯的安全运行不再局限于每年一次的定期检验，使施工单位和使用单位在技术上增强了对自动扶梯的管理力度和检测水平。
1.检测仪的测试原理及结构
依据测试要求，仪器采用“多路传感器模块+嵌入式计算机系统+计算机”的模块化结构设计，其中最关键的是多路传感器模块的选择和设计，最大特色为全过程动态测试。由多路传感器模块分别测得信息送入数据采集盒，在数据采集分析仪中对数据进行分析，通过特定的数学模型得到相应的结果，并将结果在液晶显示器上显示出来，同时可通过USB接口将所有数据传输给计算机，在计算机上采用人工智能等技术，对数据库进行管理和维护，并可以进行报表的打印。本系统主要由三大部分组成：多路传感器模块、数据采集分析仪和便携式计算机。图一所示：
本项目中最为关键的，也是最具创新性的是多路传感器模块的设计，该模块采用多种高精度小量程非接触式测距传感器，并配备专门设计的机械结构，其中包含传感模块1用于检测自动扶梯/自动人行道的扶手带与导轨或支架之间的距离；传感模块2用于检测自动扶梯/自动人行道的梯级、踏板与围裙板间隙；传感模块3用于检测自动扶梯在水平运动区段内，两个相邻梯级之间的高度差；传感模块4用于检测梯级间或踏板间的间隙；传感模块5用于检测梳齿与梳齿板啮合间隙。下面以传感模块2为例做一个简单说明：传感模块2包括分模块1和分模块2两个模块，测试时分别安放在梯级两边并通过磁性座固定，每个分模块均包含一个高精度非接触式测距传感器，传感器检测面正对围裙板，并将传感器检测面与梯级端面调校在一个平面上，2个分模块通过信号线与同样放置在梯级上的数据采集分析仪相连。启动自动扶梯/自动人行道，则2个分模块同时动态检测梯级、踏板与围裙板间隙，并将数据实时传递给数据采集分析仪，如图二所示。
2.数据采集系统
以ARM内核的MCU为核心，配备彩色液晶触摸屏、多路传感模块输入接口、数据存储芯片、USB通信模块及热敏打印机等，采用可充电的7.4V锂电池供电，体积较小，重量适中，便于携带和现场测试。用彩色液晶触摸屏实现参数设置和显示，测试数据和相关参数保存在检测装置内嵌的存储器中。测试完成后，数据采集分析仪可通过热敏打印机打印出检测结果，也可通过USB接口将数据传递给计算机，在计算机上通过计算机分析软件对数据做进一步的分析处理，其原理框图如下图三所示。
3.软件的设计
计算机分析软件采用模块化设计，适用于Windows7、Windows8、XP等操作系统，要求计算机硬件主频不低于奔腾四，并且具有USB接口，内存不低于512M，分辨率设置为1024×768及其以上。本分析软件主要利用计算机强大的分析处理能力，采用数据融合，模糊处理等人工智能技术对数据做进一步的分析处理，通过多模式的智能分析方法，使用户了解自动扶梯的动态运行安全状况，预判出安全隐患，从而有效提高扶梯运行的安全性，减少事故的发生。本软件具体流程为该软件首先对由嵌入式计算机系统传来的数组进行浏览，数组内数据进行分析比较，并按照人工智能等方法对数据进行分析处理，得出各种距离数据，并可在屏幕上绘出动态距离曲线。在上位计算机上还可输入测试的相关信息（扶梯型号及编号、测试人姓名、测试地点等），对每组数据进行数据库管理，随时可调出查看，并根据需要打印出测试报告。软件框图如图四所示。
结语
在本文中，笔者设计的自动扶梯安全性能动态检测仪器，操作简便、安全快捷，即使非专业检验机构甚至使用单位经过简单的培训也可以对自动扶梯或自动人行道进行测试和评估，从而帮助扶梯的使用单位和维保单位及时发现存在的缺陷，并及时消除安全隐患，保障自动扶梯在安全状态下运行，它的研制成功势必会对自动扶梯的安全检测提供科学的检测方法和技术手段。
关键词：自动扶梯； 安全性能； 动态检测； 安全评估
A study of dynamic testing technology of escalator safety performance
Zhang Wei
Abstract： Based on the development of a new type of dynamic testing instrument of escalators and moving walkways safety performance， this paper expounded the general design and technical features of the testing instrument. The successful development of the detector provided a safe and effective technical means for the testing and verifying of the escalators and moving sidewalks of our country.
Key words： Escalator； Safety performance； Dynamic testing； Safety assessment
依据国标GB16899-2011《自动扶梯与自动人行道制造安装安全规范》要求，自动扶梯或自动人行道（以下简称自动扶梯）扶手带与导轨或支架之间的距离不大于8mm；自动扶梯梯级、踏板与围裙板间隙，单侧不大于4mm，两侧总和不大于7mm； 自动扶梯在水平运动区段内两个相邻梯级之间的高度差不大于4mm；自动扶梯在工作区段内的任何位置，从踏面测得的两个相邻梯级或两个相邻踏板之间的间隙不应大于6mm；自动人行道在过渡曲线区段，如果踏板的前缘和相邻踏板的后缘啮合，其间隙允许增至8mm；梳齿与梳齿板啮合间隙不小于4mm。以上项目国内目前没有相应的仪器设备可以进行现场检测，本文介绍的自动扶梯安全性能动态检测仪正是针对以上问题而研究开发的，可以帮助自动扶梯的使用单位和电梯安装、维修保养单位及时发现设备存在的隐患，从而保障自动扶梯的安全运行。由于该检测仪器操作简便、安全快速，所以非专业检测机构甚至使用单位经过培训即可有效使用该检测仪对自动扶梯进行测试和评估。这样，使自动扶梯的安全运行不再局限于每年一次的定期检验，使施工单位和使用单位在技术上增强了对自动扶梯的管理力度和检测水平。
1.检测仪的测试原理及结构
依据测试要求，仪器采用“多路传感器模块+嵌入式计算机系统+计算机”的模块化结构设计，其中最关键的是多路传感器模块的选择和设计，最大特色为全过程动态测试。由多路传感器模块分别测得信息送入数据采集盒，在数据采集分析仪中对数据进行分析，通过特定的数学模型得到相应的结果，并将结果在液晶显示器上显示出来，同时可通过USB接口将所有数据传输给计算机，在计算机上采用人工智能等技术，对数据库进行管理和维护，并可以进行报表的打印。本系统主要由三大部分组成：多路传感器模块、数据采集分析仪和便携式计算机。图一所示：
本项目中最为关键的，也是最具创新性的是多路传感器模块的设计，该模块采用多种高精度小量程非接触式测距传感器，并配备专门设计的机械结构，其中包含传感模块1用于检测自动扶梯/自动人行道的扶手带与导轨或支架之间的距离；传感模块2用于检测自动扶梯/自动人行道的梯级、踏板与围裙板间隙；传感模块3用于检测自动扶梯在水平运动区段内，两个相邻梯级之间的高度差；传感模块4用于检测梯级间或踏板间的间隙；传感模块5用于检测梳齿与梳齿板啮合间隙。下面以传感模块2为例做一个简单说明：传感模块2包括分模块1和分模块2两个模块，测试时分别安放在梯级两边并通过磁性座固定，每个分模块均包含一个高精度非接触式测距传感器，传感器检测面正对围裙板，并将传感器检测面与梯级端面调校在一个平面上，2个分模块通过信号线与同样放置在梯级上的数据采集分析仪相连。启动自动扶梯/自动人行道，则2个分模块同时动态检测梯级、踏板与围裙板间隙，并将数据实时传递给数据采集分析仪，如图二所示。
2.数据采集系统
以ARM内核的MCU为核心，配备彩色液晶触摸屏、多路传感模块输入接口、数据存储芯片、USB通信模块及热敏打印机等，采用可充电的7.4V锂电池供电，体积较小，重量适中，便于携带和现场测试。用彩色液晶触摸屏实现参数设置和显示，测试数据和相关参数保存在检测装置内嵌的存储器中。测试完成后，数据采集分析仪可通过热敏打印机打印出检测结果，也可通过USB接口将数据传递给计算机，在计算机上通过计算机分析软件对数据做进一步的分析处理，其原理框图如下图三所示。
3.软件的设计
计算机分析软件采用模块化设计，适用于Windows7、Windows8、XP等操作系统，要求计算机硬件主频不低于奔腾四，并且具有USB接口，内存不低于512M，分辨率设置为1024×768及其以上。本分析软件主要利用计算机强大的分析处理能力，采用数据融合，模糊处理等人工智能技术对数据做进一步的分析处理，通过多模式的智能分析方法，使用户了解自动扶梯的动态运行安全状况，预判出安全隐患，从而有效提高扶梯运行的安全性，减少事故的发生。本软件具体流程为该软件首先对由嵌入式计算机系统传来的数组进行浏览，数组内数据进行分析比较，并按照人工智能等方法对数据进行分析处理，得出各种距离数据，并可在屏幕上绘出动态距离曲线。在上位计算机上还可输入测试的相关信息（扶梯型号及编号、测试人姓名、测试地点等），对每组数据进行数据库管理，随时可调出查看，并根据需要打印出测试报告。软件框图如图四所示。
结语
在本文中，笔者设计的自动扶梯安全性能动态检测仪器，操作简便、安全快捷，即使非专业检验机构甚至使用单位经过简单的培训也可以对自动扶梯或自动人行道进行测试和评估，从而帮助扶梯的使用单位和维保单位及时发现存在的缺陷，并及时消除安全隐患，保障自动扶梯在安全状态下运行，它的研制成功势必会对自动扶梯的安全检测提供科学的检测方法和技术手段。