基于事故與故障統計的自動扶梯風險分析

涂春磊　李向東　孫 民　楊 樂

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院　南京　210036）

基于事故與故障統計的自動扶梯風險分析

涂春磊李向東孫 民楊 樂

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院南京210036）

對近年來國內自動扶梯的事故和常見故障數據進行收集、統計和分析。其分析結果作為自動扶梯危險源識別的重要參考，并用于確定風險情節的傷害嚴重程度和發生概率，進一步提高了自動扶梯風險分析與評價方法的針對性和客觀性。

事故與故障統計自動扶梯風險分析

目前國內對于自動扶梯的風險分析和評價主要依據標準GB/T 20900—2007 《電梯、自動扶梯和自動人行道 風險評價和降低的方法》。該標準對自動扶梯風險評價的方法和程序做了原則性的規定，為電梯和自動扶梯的風險評價、分析及相關的研究提供了重要參考。但由于缺乏統計數據分析，在實際應用該標準進行風險分析和評價時，確定風險情節的嚴重程度和發生概率這兩個最關鍵環節還是主要依賴評價組專家的主觀判斷和評定［1-7］。通過對自動扶梯的事故和常見故障數據進行收集、統計和分析，用于確定風險情節的傷害嚴重程度和發生概率，提高自動扶梯風險分析與評價的客觀性。

1　事故統計與分析

1.1事故數據收集和原因分析

對國內自動扶梯近年來發生的100個自動扶梯事故案例數據進行收集整理，事故收集的信息應包括事故描述、經過、類型、原因、發生地點、傷害和損失情況，其具體模型見表1。

表1　事故收集的信息模型

將收集到的100個事故案例根據事故類型進行統計，見表2。

表2　事故案例統計表

根據事故數據信息和統計結果，對事故發生的原因進行分析：

●1.1.1機械夾人事故

機械夾人事故一般是指人體的肢體從設備運動部件和靜止部件之間間隙卷入而造成的機械傷害事故。從事故案例統計中可知，從事故發生的頻率上看，機械夾人類型的事故約占自動扶梯事故的47%，遠遠超過其他類型的事故。造成該類事故的主要原因有以下幾個：

1）自動扶梯中運動部件和靜止部件之間的間隙超標且未按要求設置防夾裝置。包括梯級之間、梯級與圍裙板之間、梯級與梳齒板之間、扶手帶與扶手裝置之間、扶手帶與地板之間、扶手帶入口處等間隙。

2）乘客乘梯過程中的危險行為。如兒童在扶梯上嬉耍。

3）乘客穿戴易于卷入間隙的衣著，包括穿著“洞洞鞋”、涼鞋、高跟鞋、長裙、圍巾等。

4）梳齒斷裂、梯級踏面槽破損后未及時更換。

●1.1.2碰撞、剪切和劃傷事故

碰撞、剪切和劃傷事故是在乘梯過程中乘客的肢體與設備或其他物品發生危險的觸碰而造成的事故。該類事故約占11%，其發生的主要原因有：

1）與建筑物或相鄰自動扶梯之間的交叉處，且交叉處沒有按要求設置安全防護擋板。

2）乘客在乘梯過程中將肢體伸出扶手裝置之外的區域。

3）靠近乘客一側的扶手裝置存在棱角、尖銳的突出物，包括扶手裝置上的壓條或鑲邊、護壁板之間空隙、圍裙板接縫等未按要求設置。

4）乘客攜帶的物品失控與其他乘客發生碰撞。

●1.1.3墜落事故

墜落事故是在乘客乘梯過程中從高空墜落或墜入設備內部而造成的傷害事故。該類事故約占13%，其發生的主要原因有：

1）高空防護欄高度不足。

2）防護欄與扶手裝置之間間隙超標。

3）未按照要求設置防攀爬裝置、阻擋裝置或防滑行裝置。

4）未成年乘客在出入口處（未踏上梯級前）身體依靠運動中的扶手帶；順著自動扶梯外側攀爬等危險行為。

5）蓋板連接松脫、梯級缺失且缺失保護裝置失效。

●1.1.4摔倒事故

摔倒事故是乘客在乘梯過程中由于設備、環境等因素摔倒而造成的傷害事故。該類事故約占12%，其發生的主要原因有：

1）扶手帶與梯級運動不同步造成老年乘客摔倒。

2）自動扶梯周圍的照明不足。

3）意外觸發急停裝置、安全保護裝置導致自動扶梯運行過程中突然急停。

4）乘客的自身原因，如體弱、行動不便者、眩暈癥、醉酒等。

5）乘客乘梯過程中在扶梯上逆行。

6）乘客攜帶重物或小車重心不穩意外摔倒等。

●1.1.5逆轉事故

逆轉事故一般是指乘客在乘梯上行的過程中由于系統失效或嚴重超載等造成扶梯突然改變運行方向下行從而造成的傷害事故。該類事故約占9%，其發生的主要原因有：

1）機械裝置失效，包括驅動主機減速器失效（齒輪、聯軸器、軸承等）、驅動鏈條失效、工作制動器失效、主機連接螺栓失效、梯級鏈條失效等。

2）電氣控制裝置失效，包括主機動力電路斷錯相保護失效、主接觸器失效等。

3）安全保護裝置失效，包括止逆裝置失效、斷鏈保護裝置失效、附加制動器失效等。

4）乘客流量巨大導致制動載荷不足。

●1.1.6其他事故

其他事故是指除以上5類事故以外，由于乘客行為、管理因素或環境因素造成的設備損壞或人員傷害事故。該類事故約占8%，其發生的主要原因有：

1）乘客流量大、通道阻塞等造成的擁擠、踩踏和設備的損壞。

2）使用管理不善導致乘客的傷害。

3）乘客乘梯過程中攜帶過大過重行李造成設備損壞。

1.2事故造成的傷害分析

對各個類型事故造成的人員傷害和設備損壞情況進行統計，見表3；并對事故中造成傷害的人員年齡分布構成進行統計，見表4。

表3　各個類型事故造成的傷害統計表

表4　自動扶梯事故人員傷害統計

通過表3和表4的分析可知：

1）逆轉事故造成的受傷人數最多，約占總受傷人數的43%。逆轉事故一般發生在使用級別高、人流量較大的交通站點，由于人流量大，乘梯人數眾多，一旦發生事故一般為多人受傷。

2）墜落事故和機械夾人事故造成的傷害程度最大。墜落事故造成的人員傷害中約82%致死或致殘；機械夾人事故造成的人員傷害中約63%致死或致殘。

3）自動扶梯事故造成人員的死亡傷害中，14歲以下兒童乘客約占69%；致殘重傷傷害中，14歲以下兒童乘客約占74%。

1.3自動扶梯事故與使用場所分析

根據自動扶梯使用場所特點，將自動扶梯所在的場所進行如下的整理和分類：1）交通站點，包括地鐵站、火車站（高鐵站）、汽車站、機場等；2）購物休閑場所，商場、超市、購物廣場等；3）游樂場所，公園、主題樂園、海洋館等；4）會展場所，招聘會、產品展會等；5）醫院；6）商業寫字樓。

按照以上使用場所的分類，將收集到的自動扶梯事故按照發生地點（使用場所）進行統計，見表5。

表5　自動扶梯事故發生地點的統計（100例）

對表5發生事故的自動扶梯使用場所進行統計分析：

1）總體上看，交通站點和購物休閑場所發生的事故約占89%，即近九成的事故發生在該兩類使用場所。

2）交通站點易發生逆轉、跌倒及與承載行李相關的其他事故，其中約50%的跌倒事故、超過七成的逆轉事故和50%與承載行李相關的其他事故均發生該使用場所。交通站點的乘客乘梯過程中往往會攜帶較多的行李，乘客的流量較大。乘客一般心理比較焦急，動作比較快，容易發生肢體上的接觸。設備的使用級別一般較高（運行時間長、滿載率高）。

3）購物休閑場所易發生機械夾人、碰撞剪切和墜落事故，其中約87%的機械夾人事故、91%的碰撞剪切事故和85%的墜落事故均發生在購物休閑場所。購物休閑場所會有較多的未成年兒童乘客，并且由于隨行的監護人由于注意力容易被分散而疏于對未成年兒童的看護。該場所的自動扶梯與建筑物存在交叉處的情況也較多。

2　故障統計分析

設備的故障歷來是導致事故和傷害發生重要因素，以下對某廠家400臺在地鐵站使用的自動扶梯近4年內發生的268條故障記錄進行統計分析，見表6。

表6　自動扶梯故障統計

（續表）

通過上述故障統計數據，可以用以大致估算相關故障造成的風險情節發生概率。例如，地鐵使用的自動扶梯每年發生急停的平均概率為p=（218/400）÷4 ≈ 0.14。

3　自動扶梯風險分析和評價方法

3.1風險分析的數學模型

風險源來自于傷害的嚴重程度和傷害發生的概率兩個風險要素的組合，即風險是嚴重程度和發生概率的函數，可用下式表達：

式中：

R ——風險；

S ——傷害的嚴重程度；

P ——傷害發生的概率。

3.2傷害嚴重程度S的確定

根據自動扶梯事故造成人員傷害、設備系統和環境的損壞的特點和統計數據，對GB/T 20900—2007中傷害程度表（C.1）進一步的細化和明確，見表7。

表7　傷害的嚴重程度

表7中“嚴重損傷”是指致殘等不可完全恢復的生理或心理傷害；“多人”是指3人及3人以上；對具體自動扶梯設備進行風險評價時，大多數的風險情節傷害的嚴重程度可以從事故造成的傷害統計分析中得到。例如，某商場使用的自動扶梯沒按要求設置防夾裝置，根據事故傷害統計該風險情節可能造成人員死亡，因此其傷害嚴重程度1級（高）。

3.3傷害發生概率P的確定

根據自動扶梯事故造成人員傷害、設備系統和環境的損壞的特點，對GB/T 20900—2007中概率等級表（C.2）分別進一步的明確，增加了概率值的等量描述，見表8。

表8　發生的概率

表8中P為使用壽命內發生的概率。在實際的風險評價中，可結合故障和事故統計數據進行部分風險情節發生概率值的估算。

例如，某地鐵站自動扶梯（新安裝未有零部件失效、設計壽命20年）發生急停摔倒造成乘客重傷的概率的估算。根據表6可知400臺在地鐵站使用的扶梯4年內發生218次急停摔倒，12次急停摔倒中僅1次發生了人員重傷的傷害，因此，其發生概率可大致如下估算：

P=（218/400）×（20/4）÷12 ≈ 0.23＞0.1，該風險情節的發生概率等級為A級（頻繁）。

但仍存在很多風險情節由于缺乏歷史統計數據或實驗模擬數據而無法合理估算，這時仍然需要評價專家的經驗和判斷。

3.4風險矩陣和類別劃分

在確定嚴重程度和發生概率等級后，根據風險矩陣表（見表9）和風險類別劃分表（見表10）獲得風險等級，并提出相應降低風險的措施。

表9　風險矩陣表

表10　風險類別劃分

4　結束語

1）自動扶梯的事故風險與使用場所和使用級別有著明顯的相關性。例如，商場、超市等購物休閑場所發生機械夾人事故的風險要遠遠高于其他使用場所；地鐵站、火車站等使用級別較高的自動扶梯發生逆轉事故的風險也明顯較高。

2）通過對事故造成的傷害和損失數據進行分類統計，用于確定風險情節的傷害嚴重程度；通過對故障數據的分析，用于合理估計風險情節發生的概率值。

3）歷史事故數據樣本雖可以反映絕大多數的風險情節，但不可能囊括現有設備的所有風險情節；利用歷史故障發生頻次記錄合理推斷該類設備故障在使用壽命內發生的概率，但還存在因人的行為、管理或綜合因素形成的風險情節無法得到較為準確合理的概率值。這些均需要進一步的深入分析和研究。

［1］CEN EN 115-2： 2010 Safety of escalators and moving walks Part 2： Rules for the improvement of safety of existing escalators and moving walks［S］.

［2］CEN EN115-1： 2008+A1 Safety of escalators and moving walks Part i： Construction and installation［S］.

［3］范俊燕.基于機器學習的電梯安全評價研究［D］.西安：西安工業大學，2011.

［4］張東平.淺析在用電梯的安全評估專家系統［J］.中國電梯，2011，22（7）： 48-51.

［5］徐金海.在用電梯安全風險評價體系的研究［D］.杭州：浙江大學，2012.

［6］王新華.電梯系統風險評價模型及應用研究［D］.廣州：華南理工大學，2013.

［7］李剛.長期服役電梯安全評價技術及方法研究［D］.廣州：華南理工大學，2014.

Risk Analysis of Automatic Escalator Based on Accident and Fault Statistics

Tu ChunleiLi XiangdongSun MinYang Le
（Special Equipment safety supervision inspection institute of Jiangsu provinceNanjing210036）

The accident and fault statistics of automatic escalators in recent years are collected and analyzed. The analysis results as the important reference of escalators risk source identification are used to determine injury severity and the occurrence probability of the risk plots， and further improve the pertinence and objectivity of risk analysis and evaluation of the automatic escalator.

Accident and fault statisticsAutomatic escalatorRisk analysis

X941

B

1673-257X（2016）08-0018-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2016.08.005

涂春磊（1985～），男，碩士，工程師，從事特種設備檢驗檢測工作。

2016-02-02）