江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 江苏苏州 215000
摘要：笔者从事机电类设备检验检测行业以来，在进行商务楼和住宅楼等场所的检验工作过程中发现，电梯的使用存在着峰谷现象。在电梯使用的高峰阶段，乘客们，主要是赶着上班的白领和急着回家或出门的业主显得尤其焦躁。笔者认为针对电梯这一用于垂直交通的工具的峰谷现象和如何提高设备的运行效率问题应当进行必要的分析。在本文中，笔者将结合实际工作经验和总结对良好的电梯服务的要务和时间因素的计算进行阐述。相关研究表明，当乘客在中间楼层等待时，他们会更容易不耐心；乘客在商务楼里，也会比在住宅或者娱乐场所的建筑物里表现得更加急迫。一系列的研究指出，乘客在商务楼内等待电梯的通常的忍耐的极限是30s，而在住宅楼内这一数字可以延长至60s。
关键词：垂直交通；时间要素
一、良好的电梯服务的要务
通过上述研究提供的数据，我们就可以知道：无论是在什么建筑内，让乘客满意的电梯运行的第一要务就是垂直交通系统的等待时间不能超过乘客的容忍极限。而第二要务则是在电梯使用的高峰期，提供足够的电梯交通供给，以满足最大化的乘客抵达率和驶离率。通常，可以通过增大轿厢内载人平台的尺寸以提高单次满载能力的方法来实现，又或者可以通过增设更多的小平台的方法来实现。一般来说，增设更多的小平台的方法更可取，因为这种方法对于减少乘客的呼梯等待时间非常行之有效。
然而，实际的乘客乘梯过程中，乘客并不清楚他们需要多长时间的搭乘才能到达目标层站。在现代高层建筑中乘坐电梯时，乘客们经常会遇到需要搭乘较长时间，停靠较多层站最终才能到达目标楼层的情况，那么不耐心现象就会频频出现。相关研究表明：乘客对于运行时间的忍耐极限大约为100s。因为，良好的电梯运行服务的第三要务就是要求工程师设计的电梯系统不会让乘客的单次搭乘时间太久。通常，前面两个要务如果可以满足的话，第三要务自然就会满足。
经过电梯行业多年的总结和发展，一般来说电梯的选型和设计大致满足以下三个要求：1.保证电梯乘人平台的舒适面积为每个乘客可以占有0.19到0.28平方米；2.门的宽度应当足够，建议值为1200mm；3.当单台电梯不能工作时，垂直交通供给情况如果非常紧张，那么建议增设一台设备或者加大平台尺寸和承载能力。
二、时间要素的计算
为了计算一次电梯行程所需要的总时间，最切合实际的做法就是把整个运行的过程分解成几个环节。在本文中，笔者将以经常以运送货物为目的，使用较为频繁的两层站的电梯作为例子进行分析。假设我们现在拥有一台整体行程大约3m的两层站电梯，且希望计算需要多长时间，该台设备可以运送一位乘客到达更高或者更低的楼层。首先，该乘客会到达基站，按动外召按钮，然后这次实验就正式开始了。而当他离开轿厢，踏上目标楼层，该次运行实验结束。也就是说，一旦外召被登记，电梯就正式响应服务，时间因素即如同下述分析：
乘客抵达，呼梯；轿门开启（2-3s，与门的宽度、类型相关）；乘客进入轿厢（2s），并按下目标层站按钮；
运行前，开始关门（3s）；电梯运行至上端站（7.5s）；
到站，层门开启（2s）；乘客离开（2s）
整体过程大约需要19.5s，然而如果另外一名乘客在基站需要电梯服务，则需要等待更长的时间。门在二楼需要重新关闭（3s）,电梯返回基站（7.5s），然后重新开始循环。如果这样计算，一台两层占的电梯的单次服务时长就为大约30s。也就是说，如果一名乘客运气不好，恰巧错过电梯，他需要等待的必要的时间就是30s。也就是端站或者基站的服务间隔时间。假设所有的乘客的搭乘目标方向是单向的，有一些人会幸运的刚巧赶上电梯，而有有一些人则会刚巧错过。按照这样的思路，平均的等待时间为15s。如果两台电梯并联，同时运行，则间隔时间为15s，平均等待时间减半为7.5s。最佳情况就是两台电梯分别停靠在基站和端站等待响应。
这个例子充分说明了在设计垂直交通的服务时的两个重要考虑:单次运行服务的所需的总时间和它与电梯的运输能力的关系，同时也说明了电梯的等待时间和每次运行循环之间的直接联系。
然而在实际的办公楼的用梯情况中，根据统计数据显示每天都会出现“五分钟”现象，也就是电梯的使用集中在最繁忙的五分钟内。一般这一现象会出现在工作日的早晨。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为大家都会集中在迟到前赶来上班。那么，根据我们的第一个例子，就可以进行电梯的五分钟的运输能力的计算：
五分钟的运输能力=每次运行的乘客数量*300秒／往返时间（1）
所以，1*300/30=10人/5分钟
也就是说如果每一次运行只输送一名乘客，那么五分钟之内电梯就只能为十名乘客服务；如果每次运送两名乘客，则五分钟内运输能力为20，如此推衍。然而并不是说绝对地每次搭载的乘客数量多就一定能提升电梯的服务效率，因为搭载乘客的数量的增多也会延长乘客集体进入和离开轿厢的时间。也由此，我们定义，电梯服务的间隔时间的计算公式如下：
间隔时间=往返运行时间/电梯数量（2）
按照笔者之前所举的两层站的货梯的案例来说，往返运行时间即与间隔时间相等都是30s。间隔时间实际上就是理论上的乘客需要等待的最长时间。
三、电梯服务等待时间
最后笔者在此提出电梯服务等待时间这一概念。按照上述，乘客的理论等待时间的平均值应该是间隔时间的一半，而间隔时间为理论上乘客需要等待的最长时间。之所以说是理论上，是因为以下两个原因：1.间隔时间必须是一段时间内的平均值；2.电梯运行系统必须维持不变的间隔时间。理论来说，最佳的平均等待时间应该为间隔时间的55%~60%。
举例而言，如果一栋写字楼里有四台群控电梯，一次往返的运行时间为120s，那么根据公式（2），该大厦的垂直交通系统的平均间隔时间为30s。一些幸运的乘客会恰巧赶上电梯，他们的等待时间为0s，而其他的一些会是30s。平均等待时间则自然为15s。然而，实际当中，很可能四台中的某一台会被设置自动过滤某一层站，不进行登记，比如我们经常会碰到大厦中2、3、4层不停靠。如果只有三台电梯响应，那么间隔时间就会增加至40s。又或者说某一次运行，有某位乘客会耽误该次行程的时间，那么往返时间会增至140s，而间隔时间同时水涨船高至35s。所以实际当中，往往平均等待时间会超过15s，很可能会在15-18s之间。
四、针对实际计算的建议
在现代建筑物中，尤其高层建筑物中，电梯服务不可能只针对两个层站，也不太可能在运行过程中没有中间停靠。因此，在计算实际运行时间的时候，要充分考虑停靠的次数。对此，笔者根据实际经验，提出以下三点建议：
在一楼进入电梯的乘客的数量对电梯服务的停靠次数的影响是非常大的。因为通常，停靠楼层的数目不会超过初始进入轿厢的乘客的数量。比如一幢写字楼有20个层站，轿厢搭载了10名乘客，那么通常来说，在一次运行中，电梯最多会停靠10个层站。
每一层楼的固定办公人员的数量对该层站的停靠频率影响也很大。假设写字楼的某一层有一家公司，有100名员工固定在这一层办公，而另外一层是仓库。那么很显然，有较多固定人员办公的楼层，电梯的停靠概率会比仓库的那一层要高得多。
还有一些特殊情况和细节也需要设计者考虑在内：
当早高峰时期，所有人都赶来乘坐电梯时，通常向上的运输过程会满载，而不太会有人在此时向下乘坐至基站。
当乘客在较高的楼层之间乘坐电梯时，通常一名乘客会导致电梯的两次停靠，第一次乘客会将电梯从其他楼层呼叫至其所在楼层，而另一次则是由电梯搭载乘客至其目的楼层。
通常在中午的吃饭时间，电梯的运行时间会是一天内最长的。因为此时在基站有已经吃完想要回到高层的乘客，同时在高层又有想要搭乘电梯下行至基站的乘客。所以，在特别繁忙的时期，电梯无论是向上还是向下运行都有可能每一层都会停靠。越是单台梯载客量大的群控梯组越会出现这样的情况。
通常在下班时间，大家都会在差不多的时间选择离开大楼，这就导致了，电梯自上而下的载客数量会远远高于自下而上的。而且往往会在较高的楼层就达到满载，而中间偏下的楼层的乘客会由于超载保护，而搭不上电梯。
综上所述，笔者认为在实际中对商用或者住宅电梯的选择和设计上，需要充分依据规律，对实际建筑物的乘客分布和使用峰谷情况进行统计和分析。再按照科学的计算方法对运行时间、间隔时间和等待时间等必要数据进行数值计算。最终实现垂直交通系统的合理布局和使用，服务效率的最大化。同时更有效地降低建筑物的能源消耗，为乘客提供经济高效的垂直交通服务。
论文作者:崔巍,阮一晖,于在龙
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/15
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