涂春磊　李向东　孙 民　杨 乐

（江苏省特种设备安全监督检验研究院　南京　210036）

基于事故与故障统计的自动扶梯风险分析

涂春磊李向东孙 民杨 乐

（江苏省特种设备安全监督检验研究院南京210036）

对近年来国内自动扶梯的事故和常见故障数据进行收集、统计和分析。其分析结果作为自动扶梯危险源识别的重要参考，并用于确定风险情节的伤害严重程度和发生概率，进一步提高了自动扶梯风险分析与评价方法的针对性和客观性。

事故与故障统计自动扶梯风险分析

目前国内对于自动扶梯的风险分析和评价主要依据标准GB/T 20900—2007 《电梯、自动扶梯和自动人行道 风险评价和降低的方法》。该标准对自动扶梯风险评价的方法和程序做了原则性的规定，为电梯和自动扶梯的风险评价、分析及相关的研究提供了重要参考。但由于缺乏统计数据分析，在实际应用该标准进行风险分析和评价时，确定风险情节的严重程度和发生概率这两个最关键环节还是主要依赖评价组专家的主观判断和评定［1-7］。通过对自动扶梯的事故和常见故障数据进行收集、统计和分析，用于确定风险情节的伤害严重程度和发生概率，提高自动扶梯风险分析与评价的客观性。

1　事故统计与分析

1.1事故数据收集和原因分析

对国内自动扶梯近年来发生的100个自动扶梯事故案例数据进行收集整理，事故收集的信息应包括事故描述、经过、类型、原因、发生地点、伤害和损失情况，其具体模型见表1。

表1　事故收集的信息模型

将收集到的100个事故案例根据事故类型进行统计，见表2。

表2　事故案例统计表

根据事故数据信息和统计结果，对事故发生的原因进行分析：

●1.1.1机械夹人事故

机械夹人事故一般是指人体的肢体从设备运动部件和静止部件之间间隙卷入而造成的机械伤害事故。从事故案例统计中可知，从事故发生的频率上看，机械夹人类型的事故约占自动扶梯事故的47%，远远超过其他类型的事故。造成该类事故的主要原因有以下几个：

1）自动扶梯中运动部件和静止部件之间的间隙超标且未按要求设置防夹装置。包括梯级之间、梯级与围裙板之间、梯级与梳齿板之间、扶手带与扶手装置之间、扶手带与地板之间、扶手带入口处等间隙。

2）乘客乘梯过程中的危险行为。如儿童在扶梯上嬉耍。

3）乘客穿戴易于卷入间隙的衣着，包括穿着“洞洞鞋”、凉鞋、高跟鞋、长裙、围巾等。

4）梳齿断裂、梯级踏面槽破损后未及时更换。

●1.1.2碰撞、剪切和划伤事故

碰撞、剪切和划伤事故是在乘梯过程中乘客的肢体与设备或其他物品发生危险的触碰而造成的事故。该类事故约占11%，其发生的主要原因有：

1）与建筑物或相邻自动扶梯之间的交叉处，且交叉处没有按要求设置安全防护挡板。

2）乘客在乘梯过程中将肢体伸出扶手装置之外的区域。

3）靠近乘客一侧的扶手装置存在棱角、尖锐的突出物，包括扶手装置上的压条或镶边、护壁板之间空隙、围裙板接缝等未按要求设置。

4）乘客携带的物品失控与其他乘客发生碰撞。

●1.1.3坠落事故

坠落事故是在乘客乘梯过程中从高空坠落或坠入设备内部而造成的伤害事故。该类事故约占13%，其发生的主要原因有：

1）高空防护栏高度不足。

2）防护栏与扶手装置之间间隙超标。

3）未按照要求设置防攀爬装置、阻挡装置或防滑行装置。

4）未成年乘客在出入口处（未踏上梯级前）身体依靠运动中的扶手带；顺着自动扶梯外侧攀爬等危险行为。

5）盖板连接松脱、梯级缺失且缺失保护装置失效。

●1.1.4摔倒事故

摔倒事故是乘客在乘梯过程中由于设备、环境等因素摔倒而造成的伤害事故。该类事故约占12%，其发生的主要原因有：

1）扶手带与梯级运动不同步造成老年乘客摔倒。

2）自动扶梯周围的照明不足。

3）意外触发急停装置、安全保护装置导致自动扶梯运行过程中突然急停。

4）乘客的自身原因，如体弱、行动不便者、眩晕症、醉酒等。

5）乘客乘梯过程中在扶梯上逆行。

6）乘客携带重物或小车重心不稳意外摔倒等。

●1.1.5逆转事故

逆转事故一般是指乘客在乘梯上行的过程中由于系统失效或严重超载等造成扶梯突然改变运行方向下行从而造成的伤害事故。该类事故约占9%，其发生的主要原因有：

1）机械装置失效，包括驱动主机减速器失效（齿轮、联轴器、轴承等）、驱动链条失效、工作制动器失效、主机连接螺栓失效、梯级链条失效等。

2）电气控制装置失效，包括主机动力电路断错相保护失效、主接触器失效等。

3）安全保护装置失效，包括止逆装置失效、断链保护装置失效、附加制动器失效等。

4）乘客流量巨大导致制动载荷不足。

●1.1.6其他事故

其他事故是指除以上5类事故以外，由于乘客行为、管理因素或环境因素造成的设备损坏或人员伤害事故。该类事故约占8%，其发生的主要原因有：

1）乘客流量大、通道阻塞等造成的拥挤、踩踏和设备的损坏。

2）使用管理不善导致乘客的伤害。

3）乘客乘梯过程中携带过大过重行李造成设备损坏。

1.2事故造成的伤害分析

对各个类型事故造成的人员伤害和设备损坏情况进行统计，见表3；并对事故中造成伤害的人员年龄分布构成进行统计，见表4。

表3　各个类型事故造成的伤害统计表

表4　自动扶梯事故人员伤害统计

通过表3和表4的分析可知：

1）逆转事故造成的受伤人数最多，约占总受伤人数的43%。逆转事故一般发生在使用级别高、人流量较大的交通站点，由于人流量大，乘梯人数众多，一旦发生事故一般为多人受伤。

2）坠落事故和机械夹人事故造成的伤害程度最大。坠落事故造成的人员伤害中约82%致死或致残；机械夹人事故造成的人员伤害中约63%致死或致残。

3）自动扶梯事故造成人员的死亡伤害中，14岁以下儿童乘客约占69%；致残重伤伤害中，14岁以下儿童乘客约占74%。

1.3自动扶梯事故与使用场所分析

根据自动扶梯使用场所特点，将自动扶梯所在的场所进行如下的整理和分类：1）交通站点，包括地铁站、火车站（高铁站）、汽车站、机场等；2）购物休闲场所，商场、超市、购物广场等；3）游乐场所，公园、主题乐园、海洋馆等；4）会展场所，招聘会、产品展会等；5）医院；6）商业写字楼。

按照以上使用场所的分类，将收集到的自动扶梯事故按照发生地点（使用场所）进行统计，见表5。

表5　自动扶梯事故发生地点的统计（100例）

对表5发生事故的自动扶梯使用场所进行统计分析：

1）总体上看，交通站点和购物休闲场所发生的事故约占89%，即近九成的事故发生在该两类使用场所。

2）交通站点易发生逆转、跌倒及与承载行李相关的其他事故，其中约50%的跌倒事故、超过七成的逆转事故和50%与承载行李相关的其他事故均发生该使用场所。交通站点的乘客乘梯过程中往往会携带较多的行李，乘客的流量较大。乘客一般心理比较焦急，动作比较快，容易发生肢体上的接触。设备的使用级别一般较高（运行时间长、满载率高）。

3）购物休闲场所易发生机械夹人、碰撞剪切和坠落事故，其中约87%的机械夹人事故、91%的碰撞剪切事故和85%的坠落事故均发生在购物休闲场所。购物休闲场所会有较多的未成年儿童乘客，并且由于随行的监护人由于注意力容易被分散而疏于对未成年儿童的看护。该场所的自动扶梯与建筑物存在交叉处的情况也较多。

2　故障统计分析

设备的故障历来是导致事故和伤害发生重要因素，以下对某厂家400台在地铁站使用的自动扶梯近4年内发生的268条故障记录进行统计分析，见表6。

表6　自动扶梯故障统计

（续表）

通过上述故障统计数据，可以用以大致估算相关故障造成的风险情节发生概率。例如，地铁使用的自动扶梯每年发生急停的平均概率为p=（218/400）÷4 ≈ 0.14。

3　自动扶梯风险分析和评价方法

3.1风险分析的数学模型

风险源来自于伤害的严重程度和伤害发生的概率两个风险要素的组合，即风险是严重程度和发生概率的函数，可用下式表达：

式中：

R ——风险；

S ——伤害的严重程度；

P ——伤害发生的概率。

3.2伤害严重程度S的确定

根据自动扶梯事故造成人员伤害、设备系统和环境的损坏的特点和统计数据，对GB/T 20900—2007中伤害程度表（C.1）进一步的细化和明确，见表7。

表7　伤害的严重程度

表7中“严重损伤”是指致残等不可完全恢复的生理或心理伤害；“多人”是指3人及3人以上；对具体自动扶梯设备进行风险评价时，大多数的风险情节伤害的严重程度可以从事故造成的伤害统计分析中得到。例如，某商场使用的自动扶梯没按要求设置防夹装置，根据事故伤害统计该风险情节可能造成人员死亡，因此其伤害严重程度1级（高）。

3.3伤害发生概率P的确定

根据自动扶梯事故造成人员伤害、设备系统和环境的损坏的特点，对GB/T 20900—2007中概率等级表（C.2）分别进一步的明确，增加了概率值的等量描述，见表8。

表8　发生的概率

表8中P为使用寿命内发生的概率。在实际的风险评价中，可结合故障和事故统计数据进行部分风险情节发生概率值的估算。

例如，某地铁站自动扶梯（新安装未有零部件失效、设计寿命20年）发生急停摔倒造成乘客重伤的概率的估算。根据表6可知400台在地铁站使用的扶梯4年内发生218次急停摔倒，12次急停摔倒中仅1次发生了人员重伤的伤害，因此，其发生概率可大致如下估算：

P=（218/400）×（20/4）÷12 ≈ 0.23＞0.1，该风险情节的发生概率等级为A级（频繁）。

但仍存在很多风险情节由于缺乏历史统计数据或实验模拟数据而无法合理估算，这时仍然需要评价专家的经验和判断。

3.4风险矩阵和类别划分

在确定严重程度和发生概率等级后，根据风险矩阵表（见表9）和风险类别划分表（见表10）获得风险等级，并提出相应降低风险的措施。

表9　风险矩阵表

表10　风险类别划分

4　结束语

1）自动扶梯的事故风险与使用场所和使用级别有着明显的相关性。例如，商场、超市等购物休闲场所发生机械夹人事故的风险要远远高于其他使用场所；地铁站、火车站等使用级别较高的自动扶梯发生逆转事故的风险也明显较高。

2）通过对事故造成的伤害和损失数据进行分类统计，用于确定风险情节的伤害严重程度；通过对故障数据的分析，用于合理估计风险情节发生的概率值。

3）历史事故数据样本虽可以反映绝大多数的风险情节，但不可能囊括现有设备的所有风险情节；利用历史故障发生频次记录合理推断该类设备故障在使用寿命内发生的概率，但还存在因人的行为、管理或综合因素形成的风险情节无法得到较为准确合理的概率值。这些均需要进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.基于机器学习的电梯安全评价研究［D］.西安：西安工业大学，2011.

［4］张东平.浅析在用电梯的安全评估专家系统［J］.中国电梯，2011，22（7）： 48-51.

［5］徐金海.在用电梯安全风险评价体系的研究［D］.杭州：浙江大学，2012.

［6］王新华.电梯系统风险评价模型及应用研究［D］.广州：华南理工大学，2013.

［7］李刚.长期服役电梯安全评价技术及方法研究［D］.广州：华南理工大学，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，硕士，工程师，从事特种设备检验检测工作。

2016-02-02）