一、问题的提出
据2020年4月国内网上一文报道，我国特种设备自动扶梯和自动人行道有关安全事故状况报告摘录：
从近年发生的电梯事故中，自动扶梯的事故率远大于直梯，扶梯事故中机械部件之间的间隙产生的挤压占事故的43%；坠落占事故的15%；与物体发生碰撞、剪切，占事故的15%；运行中发生的逆转，占事故的9%；跌倒占事故的9%；管理不善造成的其它事故，占事故的9%。
众所周知，近二十年来，由于我国电梯事业发展迅速，至2024年止，电梯在用量已达1200万台之众。此外，自动扶梯和自动人行道在公共交通领域中，其使用量约占电梯在用量近一半的比重。当我们与上述百分数进行对比时会惊出一身冷汗，在理论上每月表明至少将有一次关于扶梯安全事故或事件地发生。
从电梯技术角度分析，扶梯与直梯相比，在安全运行方面具有以下特征：首先，运送乘客时没有一个防护空间，极易受到外部及人身的侵扰，形成不安全隐患。其次，对于老人或小孩来说，当扶梯在倾斜段运行时，因故或突然停梯，可能导致老人或小孩不小心跌倒。最后一点却是一致命缺陷，即当乘客不小心身体及衣物被卷入和卡在梯级处时，因电气开关不一定动作，扶梯仍在运行，则危及乘客的身体及生命安全。至于，在安全监管及维保操作方面，此处不再赘述。
二、方案的抉择
是否有人提问，既然扶梯有诸多的问题与隐患，为什么电梯工程技术人员不采取措施或想办法来加以预防或制止呢？那么，这个回答是肯定的。不仅在政府层面上，不断修改与完善相关标准及要求；加强安全宣传与监督管理。而且，工程技术人员依据其技术进步，不断升级或加强安全防护与监控检测等措施。因此，我们有责任与义务做好其安全技术与监控管理工作，确保乘客及设备的运行安全！下面就上述问题归纳其具体症结及问题所在。
1）扶梯的相关技术要求与标准是等效采用欧洲标准，由于我国国民乘梯习惯及人体体质等存在的差异，将会诱发一些安全隐患及事故的发生。
2）由于扶梯和直梯结构与运行的差异性，故扶梯在运行过程中乘客进入或走出其出入口时，易出现绊倒或被卡入梳齿板、围裙板内，引发相应的安全事故。又因其安全开关不一定动作，须专人或乘客按下停止按钮，扶梯才会停止运行。可见，事故的危害程度在扶梯不停梯状态下不断地扩大，结果酿成乘客受伤或伤亡事件发生。
3）因扶梯运行时制停加速度控制在0.2~1.0gn之间，且实质上只能在空载运行下测试及确认。所以，在实际运行过程因故突然停梯时，当制停加速度过大，易造成乘客跌倒受伤的事件偶有发生。
4）在扶梯正常运行中，当梳齿板被异物卡阻崩裂时、或某一梯级因质量问题“爆梯”时、或梯级等缺失或脱落时，扶梯不一定会自动停梯，除非有人按下其停止按钮或安全开关触发。可想而知，后续扶梯的运行将会引发重大设备事故或人身事故。
5）扶梯是一个连续动态且非封闭的设备，因小孩及大人的好奇心，有在运行中扶梯上故意逆向行走或奔跑；或站在扶梯的内、外盖板上，趴着扶手带向上、向下滑行。此时，扶梯是不会自动停梯，易诱发相关安全事故。
由上可知，扶梯运行现场存在诸多状况及本身设计存在的不足，我们应依据AI物联网、人工智能及5G通讯等先进的实用性技术，下大力气解决上述多项技术问题与现实中地应用难点及“痛点”。除了针对我国国情，在技术及检测标准方面逐步完善与修订外，从技术角度加快采取相关措施进一步完善与解决。
三、方案的设计
1. 结构与原理
我们知晓，上述问题地解决应从当今不断涌现的新兴技术及产业入手。即利用物联网技术、北斗系统、人工智能技术、人脸识别原理、激光技术、人机界面技术、5G通信等新技术、新材料及新工艺。尤其是华为鸿蒙芯片及深度求索大模型架构，将致力于推动各行各业的智能化转型，为我们电梯行业产品的创新提供了不二选择。
扶梯的智能化，是指一种在扶梯整机内外部设置大量智能传感器，由操作系统（如射频芯片）等地运作，将运行中大量数字化信息通过5G等通讯，以低时延高速传输特点进行边缘计算，其信息（或数据）经过虚拟主机对扶梯地运行，实施动态识别与实时监控，藉由形成云端数据闭环。同时，将相关安全信息或数据通过物联网通讯协议及时地传输到各处监控终端。其主要技术特征如下所示：
1）扶梯地运行通过5G等高速通信传输，采用操作系统、大数据及云计算等对相关信息及数据，在虚拟主机上边缘计算。并利用网联高速通道对各类信息及数据动态地传输与交换。
2）运用网联中区块链技术，不仅可以有效降低物联网的运营成本，解决安全隐患。而且有效保护用户隐私，提高网络运行效率，优化多主体协同合作的运行机制。
3）低时延与高可靠性是5G通讯最显著特点。如扶梯向上运行中，因故致扶梯向下逆转状态发生时，从检测到制动刹车的反应速度为秒计，而在5G场景下反应速度不到1毫秒，这无疑是扶梯智能化将获得乘客信任的基础。
4）在扶梯上布局大量传感器，通过大数据、边缘计算及相关领域知识的运用，用5G作为通讯介质接入网联时，使扶梯具有人脑识别与动态感知功能。如小孩脚站扶梯内盖板上，趴着扶手带向上攀爬时，易诱发安全事故，此时扶梯应自动停止运行，或警铃呼叫。
5）扶梯相关安全信息、数据处理后，利用5G通讯网联，通过其通讯协议的链接，快捷、及时而准确地发送到各处监控设备终端；对区域内相关扶梯实施远程安全监控、调度及监测。此外，还具有在维修等方面能上网获取其相应安全数据、信息等功能。
总体方案在现行扶梯总成构架下，增设有扶梯自动救援安全运行监控装置、扶梯检修侧运行部件安全监控装置、扶梯各制动器运行监测装置等。即将扶梯整体运行控制以物联网分布式布置，采用5G高速通讯方式进行自动数字化系统操作。此外，在运行系统设备终端上以人机界面操作装置，嵌入系统平台展开交互式管理、监控及询问。
2. 配置与功能
1）主要配置：主指增设部分，但有个别安全保护装置被替代。
▼ 驱动系统
（1）主机：无齿曳引机或蜗轮副减速机配置扭力和压力传感器。
（2）电机：配置位移传感器（主编码器）
▼ 控制系统
（1）电控柜：配置默纳克系统软件（含硬件），采用5G通讯高速传输数字化信息及数据，具有自主知识产权。但原系统中相关电子元器件有增删或变更。
（2）主控器：配有虚拟主机（含鸿蒙操作系统等芯片硬件）
（3）安全功能板和乘客侧安全运行监控装置：配置双目摄像传感器、虚拟主机及操作芯片硬件等。
▼ 电力拖动系统
（1）常备电源：为扶梯断电、自动安全救援装置及各类电子元器件（含传感器）提供24小时电源服务。
（2）变频装置：为默拉克系统专属配置，具有自主知识产权。与智能网联控制系统耦合性良好，自动启制动运行稳定。
▼ 梯路系统
（1）上驱动部件：配置测速与方向传感器（副编码器）
（2）梯级：配有摄像监控传感器与激光监测传感器（分别位于乘客侧、检修侧）
（3）梯级链条：配有激光监测传感器
（4）梯级主副轮：配有激光监测传感器
▼ 扶手系统
（1）扶手带：配置扶手带测速与测力传感器
（2）护壁板(玻璃)：配有摄像监控传感器
（3）围裙板：配置围裙板与梯级夹人监测传感器
（4）内外盖板：配有摄像监控传感器
▼ 润滑系统
（1）储油罐：配置油量与油质监控传感器
▼ 出入口系统
（1）前沿板和梳齿板：配置梳齿板与梯级夹人监测传感器
（2） 楼层板：配置人员流量监控传感器。可由乘客侧安全运行监控装置替代。
（3）人机界面装置：与乘客侧安全运行监控装置组合设置，通常固定在扶梯出入端上方或侧面。一是其上显示屏显示扶梯运行楼层或去向；二是显示故障及文字提示；三是远程安全监控视频及语言提示。
2）主要功能：主指扶梯在现有基础上增加或变更的功能
（1）梳齿板与梯级安全保护
当外物或人体被夹入梳齿板或梯级之间，自动扶梯(自动人行道)将自动紧急停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（2）梯级塌陷保护
当发现梯级有异常的变形时、或疲劳“爆梯”时、或其支架断裂及滚轮塌陷时，自动扶梯(自动人行道)将自动紧急停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（3）梯级链断裂保护
当梯级链出现过度磨损；或变形；或断裂时，自动扶梯(自动人行道)将自动缓慢停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（4）非操作逆转保护
当扶梯向上运行而突然出现逆转行驶故障时，自动扶梯(自动人行道)将自动紧急停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（5）围裙板与梯级保护
当外物或人体被夹在围裙板和梯级之间时，自动扶梯(自动人行道)将自动紧急停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（6）制动器保护（含附加制动器）
当电力不足或任一安全保护装置动作时，主制动器将通过弹簧力作用使制动功能生效，让自动扶梯(自动人行道)缓慢停止运行。又当出现不安全事故状态时，不仅主制动器动作，而且附加制动器在操作系统控制下，使自动扶梯(自动人行道)自动紧急停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（7）梯级照明
在扶梯上、下端梳齿板周边配饰有绿色灯光照明，藉以提醒乘客在此处注意移动的梯级或踏板。
（8）启动报警与故障显示装置
当扶梯运行出现不安全事故状态时，人机界面装置自行启动警铃鸣叫，以及故障显示，藉以警告乘客注意安全，并迅速离开设备事故区域。
（9）扶手带速度监控
扶梯在运行中，突然出现扶手带故障或断裂，使扶手带运行急剧减速或在短时间内降速达15%时，自动扶梯(自动人行道)将自动缓慢停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（10）主机力矩监测系统
当主机检测到主驱动链过度松弛或断裂时、或减速箱“闷车”时、或抱闸制动失效时，自动扶梯(自动人行道)将自动停止运行；或启动附加制动器停止运行。并警铃鸣叫与故障显示。
（11）梯级或踏板缺失保护
为完善与解决梯级或踏板在乘客侧出现其缺失（或盲区），故在其上、下两侧配置检测防护装置及自动救援安全运行监控装置，旨在防止乘客进入自动扶梯（自动人行道）时，由于缺失梯级或踏板而产生跌入桁架内的危险，其状态一旦发生立即使其紧急停止运行。
（12）扶梯自动救援安全监控模式
在一系列监控装置实施下，对扶梯运行时人或物体所处状态与位置、上下端出入口人群状态、人与扶手带运行状态以及梯级运行状况等，将其相关信息、图像与虚拟主机在大数据下，进行边缘计算及对比，能够通过识别系统在动态感知下，确诊扶梯处于何种工作状态及故障类型时，使扶梯自动停止运行；并启动人机界面操作装置、显示其故障等，可开启人工对话。同时，运用北斗地基增强型系统与5G通讯系统，由操作系统将相关数字化信息、数据、图像，以及安全与维修信息及时传输到电梯远程安全生态监控系统（平台）上。
四、要点与说明
本方案在于系统而全面地解决了我国自动扶梯和自动人行道自动救援与运行故障的提示及报警服务，解除了乘客被夹或摔倒等紧张心理状态及担忧之情；另一方面以人工智能等技术，完善与确保乘客在乘梯过程中不同状态下，防止或化解人身安全事故及设备损伤等事件地进一步地发生。同时，将电梯维保人员和管理人员工作量及强度最大限度降低。并让政府电梯安全监管工作做到有据可查，及时而有效地处于动态监管模式。由此，使乘客在使用扶梯等过程中，确保其安全运营而棘手的问题变得轻而易举，且有效化解了扶梯在运营中出现的各类难点及“痛点”问题。
