一、研究背景与意义
1.防疫需求
研究发现，病毒在电梯按钮、门把手等光滑的物体表面，可存活数小时。如果温度、湿度合适，可能存活数天。而且电梯是相对密闭狭小的环境，如果与病毒携带者同乘电梯，可能会被其咳嗽、喷嚏、讲话带来的飞沫感染。因此，如何在乘坐电梯的过程中避免与轿厢内选层按钮等直接接触、如何实现轿厢内更加高效率的通风条件成为亟待解决的问题。
2.安全需求
当电梯发生困人时，人容易引起情绪烦躁，做出一些不当自救行为，导致恶性的二次事故发生。电梯发生故障后，电梯轿厢内的含氧量并没有明显的变化，而实际过程中，被困的乘客会感觉到明显的胸闷气短，感觉到极度不舒服，这主要是人们对电梯故障的不了解精神过度紧张所产生的。
因此，如何采取有效技术手段对电梯轿厢发生困人时进行智能报警；提供人工报警语言提醒功能；在等待救援过程中做好安抚工作，避免由于电梯被困后由于精神高度紧张与情绪过于紧张而引起身体不适；被困人员由于自救行为不规范，造成电梯困人后的二次伤人事故；并及时快速的通知电梯维保救援人员第一时间前来施救，具有显著的意义和必要性。
二、智慧电梯轿厢系统组成
1.电梯轿厢无接触式按键
通过传感器技术，采用电容感应原理，人手距离按键5mm即可触发按键，感应灵敏，按键灯亮起就表示选层成功，无需用手接触按键，避免乘客乘坐电梯时因手部触碰被传染病毒的风险。
2.电梯轿厢立体通风系统
电梯轿厢通风系统进行优化设计，设计了一种轿厢内的立体通风系统，与传统轿厢通风系统相比，具备吹送面积大、立体通风功能。有效增强电梯轿箱密闭空间的空气流动。
图电梯轿厢立体通风系统
3.电梯轿厢困人智能判断装置
当电梯在正常运行后发生停梯后，通过位移传感器、速度传感器及该电梯正常运行的数据智能分析仪，来判断电梯是否发生了故障，加上红外线人体感应器来判断电梯轿厢内是否有乘客被困，智能判断电梯发生电梯轿厢困人故障的情况。
4.电梯轿厢困人故障自动报警装置
电梯轿厢发生故障困人后，通过自动向值班室、维保人员或监管机构发送电梯故障困人信息，可以大大提高被困人员及时得到救援的效率。
5.电梯轿厢困人后智能安抚系统
电梯发生故障导致电梯轿厢内困人后，指导被困人员进行报警，指导被困人员正确认识电梯故障原因及被困在轿厢里就如何正确等待救援，通过对被困人员的情绪、心理等一系列研究，制定出安抚方法来安抚被困人员，以达到有效安抚，并结合上面的电梯故障困人智能判断装置，让研究出的安抚内容通过电梯自身携带的液晶显示屏上显示并通过智能语音的方式来传递给被困人员。
三、应用前景
疫情期间人们进出电梯的按钮、门把手风险比较高，是因为这些地方被高频接触，污染机会很大，具有比较高的交叉感染几率，需要加强平时的防护，同时，密闭狭小空间空气流通不畅也会增加感染病毒的风险。此外，由于电梯部分常识的普及度不足、被困乘客紧张害怕等心理，在故障停梯被困过程中易出现一些过激行为，导致电梯安全事故的频频发生。为此我们设计出本产品，整体是一个智慧轿厢系统，其中包括无接触选层系统、立体通风系统、困人故障智能判断系统、自动报警系统、困人安抚引导系统。其中，无接触选层系统、立体通风系统主打防疫；故障判断、自动报警、困人安抚引导主打安全。
本智慧电梯轿厢系统无需破坏电梯轿厢的整体结构，电梯故障困人智能判断装置、困人自动报警装置、困人后安抚系统均为无介入式，可以在现有电梯上直接加装，加装成本低；电梯轿厢立体通风系统、电梯无接触式选层系统可以将现有电梯中的模块稍加以改造更换，不破坏电梯的安全回路和控制系统，改造成本低。因此，本产品不仅可以应用于新梯中，还可广泛应用于现有电梯上加装使用，且我国电梯保有量逐年增加，增长率保持在10%以上，因此，本智慧电梯轿厢系统的应用前景广阔。
四、预期效益
1.经济效益
根据市场调研，本产品的预期售价可以达2950元/套，而本产品的成本可以控制在1950元/套以内，每套可以获利达1000元，经济效益明显。
2.社会效益
本项目研发的电梯无接触式选层系统、立体通风系统能够很好的解决疫情防控的需求，在后疫情时代也可发挥良好作用，进一步提高乘坐舒适性。电梯轿厢困人智能判断装置、困人故障自动报警装置以及智能安抚三大系统能够实现轿厢困人智能自主报警，及时的通知救援人员第一时间前来施救；在等待救援过程中提供智能心理安抚和指导，能够有效避免被困人员焦虑而盲目自救导致的安全事故，具有重要的安全意义和广泛的应用价值。
五、总结
本文主要介绍了一种智慧电梯轿厢系统，具有无接触式选层、立体通风、轿厢困人智能判断、轿厢困人故障自动报警、轿厢困人后智能安抚系统等功能，不仅满足当前疫情防控之需，还满足电梯公共安全之需，并具有良好的经济效益和社会价值。
参考文献：
[1]GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》及其修改单
[2] Safety rules for the construction and installation of lifts Part 1:Electric lifts EN 81-1:1998/pra3:2008
[3]刘秀华，张兴法.电梯门系统主要事故的分析与预防[J].中国特种设备安全.2005.22（1）：13-14
[4]刘铁.电梯轿厢意外移动检测及保护装置的研究与设计[D].北京工业大学
[5]刘慧.楼宇智能电梯监控系统的设计[J]. 电气应用, 2006, 25(9):143-146.
[6] Flores A Q, Carvalho J B, Cardoso A J M. Mechanical fault detection in an elevator by remote monitoring[C]. 18th International Conference of Electrical Machines Vilamoura, Portugal, 2008, 1-5．
[7] 王红兴. 电梯远程监控系统的研究[D] 西安: 西安建筑科技大学, 2003．
[8] Irmak E, Colak I, Kaplan O, et al. Development of a real time monitoring and control system for plc based elevator[C]. 14th European Conference of Power Electronics and Applications(EPE 2011), 2011, 1-8.
作者简介：李思源（1998-）男，山西人，单位：杭州职业技术学院，研究方向：电梯工程