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« Étude du temps de transfert des passagers par ascenseur » (1957)

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Tableau 1 : « Temps d'ouverture de porte à porte pour le bâtiment d'essai » tiré de l'étude « Elevator Passenger Transfer Time Study » de John W. Persohn

La thèse de John W. Persohn, qui portait sur le temps de transfert des passagers aux étages supérieurs, est examinée.

Les années 1950 ont vu le passage critique des ascenseurs actionnés par des préposés aux ascenseurs entièrement automatiques ou sans opérateur. L'introduction de ces nouveaux systèmes d'ascenseur a obligé les passagers à modifier leur comportement lorsqu'ils sont passés du statut de passif à celui de participant actif au fonctionnement de l'ascenseur. Cela a entraîné un changement perceptible dans les habitudes d'utilisation des passagers, ce qui a également nécessité des changements dans les pratiques de l'industrie. La preuve de ce processus dynamique se trouve dans une thèse de maîtrise achevée en 1957, dont le sujet a été généré en réponse directe aux besoins de l'industrie associés à la production et à l'utilisation croissantes d'ascenseurs sans opérateur.

En 1957, John W. Persohn (1920-2001) a terminé sa thèse, « Elevator Passenger Transfer Time Study », à l'Oklahoma State University et a obtenu un MS en génie industriel et gestion. Persohn avait auparavant obtenu un BS en génie électrique à la Texas A&M University, diplômé en 1942. Il a servi dans le US Army Signal Corps pendant la Seconde Guerre mondiale et, en 1946, a déménagé à Houston et a commencé sa carrière chez Otis. En 1951, il quitta Otis et Houston pour Stillwater, Oklahoma et l'État d'Oklahoma, où il commença ses études supérieures et sa carrière d'enseignant : Persohn fut également nommé professeur adjoint de sciences militaires et tactiques. Il quitte l'université en 1955 pour retourner à Houston, où il reprend sa carrière chez Otis et termine sa thèse de doctorat.

Un sujet de thèse est généralement identifié par un étudiant diplômé en consultation avec son conseiller pédagogique. Cependant, dans le cas de Persohn, il a demandé l'avis de son employeur. En janvier 1952, il contacte William W. Bruns (1901-1965), chef du département R&D d'Otis, sollicitant « ses conseils pour un sujet de thèse utile à l'industrie des ascenseurs ». Bruns a consulté l'ingénieur en chef d'Otis, Arthur W. Paulson, qui, à son tour, s'est entretenu avec son assistant Gavin Watson. Le trio a suggéré que Persohn poursuive "une étude sur le temps de transfert des passagers dans les ascenseurs" car "peu d'informations réelles sur le terrain étaient disponibles à ce sujet pour le nouveau type d'ascenseur automatique dans les immeubles de bureaux". Suivant leurs conseils, il décide de concevoir « un système de prise de données. . . cela serait utile pour calculer les performances attendues des ascenseurs automatiques. Les raisons pour lesquelles Persohn a retardé l'achèvement de sa thèse jusqu'en 1957 sont inconnues ; Cependant, son retour à Houston lui a donné l'occasion idéale de tester la méthodologie qu'il avait développée à Oklahoma State.

Le « bâtiment test » de Persohn pour sa thèse était le Southwestern Home Immeuble de bureaux de Prudential Insurance Co., conçu par Kenneth Franzheim (1890-1959) et achevé en 1952. Le bâtiment était un ajout nettement moderniste à l'horizon de Houston composé d'une tour en forme de dalle de 21 étages s'élevant sur une base de 10 étages . Persohn a porté son attention sur une partie de cette base desservie par quatre ascenseurs disposés en deux rives en vis-à-vis situées dans une alcôve/lobby, qui s'ouvrait sur un couloir principal. Chaque ascenseur avait une capacité de 4000 26 lb (800 passagers) et une vitesse maximale de 8 pi/min. Il a décrit les ascenseurs comme ayant un « bon agencement architectural » qui, en raison du petit hall des ascenseurs, « annulait la possibilité de préférence des passagers dans le choix des ascenseurs ». Son étude s'est concentrée sur le trafic matinal de pointe, qui s'est produit entre 8h15 et 8h15 – chez Prudential, la journée de travail commençait à XNUMXhXNUMX, et l'entreprise offrait une prime de congés payés aux employés qui se présentaient systématiquement au travail à l'heure.

Persohn a articulé le contexte intellectuel de sa thèse dans le langage et les théories des années 1950. Il a déclaré:

« Le nombre d'ascenseurs nécessaires pour répondre efficacement à la demande de pointe du trafic de passagers (généralement lorsque les occupants du bâtiment arrivent pour travailler) est lié à la capacité de traitement du trafic d'un ascenseur, qui est inversement proportionnelle au temps aller-retour (RTT) de un ascenseur.

Persohn a défini le RTT comme la somme du temps associé aux « éléments mécaniques (fonctionnement et fonctionnement de la porte) » et aux « éléments variables. . . du temps de transfert des passagers. Il a également affirmé que, « en raison des caractéristiques du comportement humain », ce dernier représentait généralement 30 à 50 % du RTT total. Compte tenu de l'importance du temps de transfert des passagers dans la détermination du RTT, Persohn a cherché à développer un système de prise de données qui lui permettrait d'utiliser le « RTT pour déterminer le temps de transfert des passagers aux étages supérieurs ». Il a également cherché à développer une méthode d'observation qu'il espérait éliminer "les variables humaines et mécaniques dans la réaction des passagers à l'observateur".

Persohn a défini le RTT total comme la somme des facteurs suivants : 

« 1.) temps de transfert des passagers au rez-de-chaussée (MPTT) (chargement des passagers), 2.) temps de fonctionnement dans le sens ascendant (y compris l'accélération et la décélération), 3.) temps de fonctionnement des portes à chaque étage (y compris le temps d'ouverture et de fermeture de la cabine et portes palières), 4.) temps de transfert des passagers aux étages supérieurs (déchargement des passagers) et 5.) temps de déplacement dans le sens descendant (y compris l'accélération et la décélération).

Persohn a également défini plus précisément le MPTT comme la durée qui « a commencé lorsque les portes de l'ascenseur étaient complètement ouvertes pour permettre aux passagers d'entrer dans la cabine d'ascenseur et s'est terminée lorsque les portes ont commencé à se fermer ». Persohn a fait l'hypothèse/décision suivante concernant les facteurs 2, 3 et 5 :

« Pour des raisons pratiques, les temps de fonctionnement de la porte et les temps de fonctionnement ont été combinés pour fournir ce que l'on appelait le temps d'ouverture de porte à porte d'ouverture. Il s'agit du temps total écoulé, qui a commencé avec l'opération de fermeture de la porte à un étage, s'est prolongé tout au long de la durée de fonctionnement et s'est terminé lorsque la porte était complètement ouverte et que l'ascenseur était prêt à transférer les passagers à un autre étage.

Persohn a fourni un tableau dans sa thèse qui a donné le temps d'ouverture de porte à porte pour chaque possibilité de déplacement dans la base de 10 étages du bâtiment Prudential (tableau 1). Bien qu'il n'ait pas indiqué comment il a recueilli ces données, il est raisonnable de supposer qu'il a enregistré ces informations en personne.

Alors qu'il a affirmé que les facteurs 2, 3 et 5 étaient « mécaniquement constants », il a caractérisé les facteurs 1 et 4 comme étant « influencés par le comportement humain ». Persohn a indiqué que la plupart des sociétés d'ascenseurs avaient «développé des données empiriques fiables» pour ces facteurs ; cependant, ces données étaient destinées « aux calculs des performances des ascenseurs actionnés par un préposé (dans ce type d'opération, le préposé surveille la circulation, enregistre les appels d'étage des passagers et démarre l'ascenseur en mouvement) ». Il a également signalé qu'« à ce jour, aucune donnée de terrain n'est disponible pour indiquer la variation dans le temps causée par le passage au fonctionnement sans assistance ». La méthodologie qu'il a proposé d'utiliser pour obtenir ces nouvelles données de terrain était fondée sur l'observation directe des passagers et comprenait « 1.) le MPTT, 2.) le nombre de personnes entrant dans la voiture, 3.) l'emplacement des arrêts à l'étage supérieur pour décharger passagers et 4.) la RTT. Il a affirmé qu'il pouvait déterminer le temps de transfert de l'étage supérieur (UPTT) en combinant les données de terrain observées avec les données de temps d'ouverture de porte à porte ouverte.

Persohn a décrit son système de prise de données comme « nécessairement une étude des réactions humaines ». Sur la base de sa thèse, il a déclaré que le comportement humain avait trois caractéristiques observables communes : « a.) les gens sont affectés de la même manière par les mêmes facteurs mais diffèrent dans leur capacité et leur mode de performance, même condition à des moments différents et c.) leur comportement est influencé par d'autres personnes. L'« équipement » utilisé dans ce système de prise de données était un presse-papiers qui comportait deux chronomètres attachés (tableau 2). Le chronomètre A a été utilisé pour enregistrer le RTT total et le chronomètre B a été utilisé pour enregistrer le MPTT. Les chronomètres étaient attachés afin que l'observateur puisse les démarrer simultanément. Le presse-papiers contenait également des feuilles d'enregistrement de données. Persohn a décrit les étapes de son système de prise de données comme suit :

Les deux chronomètres ont été déclenchés simultanément lorsque les portes de la cabine d'ascenseur étaient complètement ouvertes et que la cabine était prête à charger des passagers.

Lors du chargement, les passagers ont été comptés.

Lorsque les portes ont commencé à se fermer, le chronomètre B a été arrêté et le temps a été enregistré

Un « X » a été placé sur la feuille de données indiquant où les arrêts ont été effectués pendant le voyage (dans les deux sens vers le haut et vers le bas).

Lorsque l'ascenseur est revenu au rez-de-chaussée et que les portes de la cabine d'ascenseur étaient complètement ouvertes et que la cabine était prête à charger des passagers, le chronomètre A a été arrêté et le RTT a été enregistré.

Persohn a enregistré des données pendant 15 jours entre juin 1956 et février 1957 : juin (quatre jours), juillet (deux jours), décembre (cinq jours), janvier (un jour) et février (trois jours). Aucune explication n'a été fournie pour la limite de 15 jours ou pour la répartition éparse des dates d'observation. Il est intéressant de noter qu'un seul des jours sélectionnés était un lundi. Une taille de chargement de 16 passagers a été « la plus fréquemment observée » ; cela représentait 62 % de la capacité nominale de 26 passagers. En fait, il n'a jamais observé un ascenseur chargé à pleine capacité. (La plus grande charge observée était de 22 passagers). Persohn a proposé la taille de la charge de 16 passagers « reflétait la véritable préférence de la taille de la charge de passagers, car aucun accompagnateur ne se trouvait dans l'alcôve de chargement pour diriger le trafic de passagers ». Il a également décrit les passagers comme se déplaçant rapidement, "bien familiarisés avec le fonctionnement automatique de l'ascenseur et les dispositifs de protection des portes" et comme préférant attendre le prochain ascenseur plutôt que de "s'entasser dans un ascenseur chargé à environ 62 % de sa capacité".

Persohn a utilisé ses données observées pour produire un tableau pour chaque jour qui a enregistré 10 éléments individuels pour chaque observation (tableau 3). Les neuf premiers où RTT, MPTT, UPTT, nombre de passagers entrant dans l'ascenseur au rez-de-chaussée (N), UPTT par passager (UPTT/N), nombre d'arrêts pour décharger les passagers au-dessus du rez-de-chaussée (S), UPTT par arrêt (UPTT/ S), UPTT par passager chargé au rez-de-chaussée par arrêt étage (UPTT/NS) et le pourcentage de la capacité totale transportée (N/26). Le 10ème élément, qui n'a pas été discuté ou expliqué dans sa thèse, a été répertorié comme (TPTT/RTT) X 100, où TPTT égalait le temps total de transfert des passagers (MPTT + UPTT).

Persohn a rapporté ses observations et les ensembles de données ont révélé deux résultats principaux. Le premier concernait le MPTT. Il a signalé « peu de variation » dans la durée d'observation « indépendamment de la taille de la charge de passagers ». Il a donc proposé :

« Cela suggère que le MPTT était davantage influencé par l'intervalle de programmation mécanique pour le groupe d'ascenseurs que par le temps requis pour le transfert des passagers. Les quelques exemples notés de tailles de charge de passagers de 20 à 22 (charge supérieure à 80%) ont nécessité moins de MPTT en raison de l'action du dispositif de pesée de la charge.

Le deuxième point concernait son objectif principal, l'UPTT. Il a observé que « comme le nombre total de passagers embarqués. . . . Au fur et à mesure que le rez-de-chaussée augmentait, UPTT/N diminuait. Persohn a déclaré : « La valeur de l'UPTT/NS pour décharger un passager à un arrêt était de 1.5 s », soit « le temps minimum d'ouverture de la porte à n'importe quel arrêt à l'étage supérieur ». Cependant, il a observé que la valeur de l'UPTT/NS « diminuait rapidement à mesure que la taille de la charge de passagers augmentait à environ 50 % de la capacité de charge nominale et restait constante à 0.22 s, quelle que soit l'augmentation de la taille de la charge ». Persohn a étiqueté cette valeur constante Ks et a déclaré qu'elle "était d'environ un tiers du K calculé et actuellement utilisé pour les calculs des performances attendues des ascenseurs dans les immeubles de bureaux avec des ascenseurs actionnés par un préposé". Enfin, il a proposé que puisque UPTT/NS = Ks, UPTT = KsNS. Ainsi, selon sa thèse, l'UPTT « de tout type d'immeuble de bureaux pourrait être déterminé une fois sa valeur K particulière établie ».

Il est peut-être important de se rappeler que Persohn a mené son étude en 1957, quatre ans après l'ouverture du bâtiment. Les occupants du bâtiment étaient, à cette époque, des utilisateurs expérimentés des nouveaux ascenseurs automatiques. Il aurait été intéressant de comparer ces données avec celles des six premiers mois d'exploitation, lorsque les passagers s'adaptaient aux nouveaux ascenseurs.

Persohn est resté chez Otis jusqu'en décembre 1980, date à laquelle il a pris sa retraite de l'entreprise. En janvier 1981, il fonde Persohn Associates, devenu Persohn/Hahn Associates en 1985 lorsque Ray A. Hahn (1936-2009) rejoint le cabinet. L'entreprise a proposé :

". . .services de conseil, de conception et d'inspection pour les équipements de transport vertical dans les bâtiments neufs et existants, y compris les audits techniques et les évaluations de l'équipement pour l'état opérationnel, le code et la conformité à la loi américaine sur les personnes handicapées, et les rapports de diligence raisonnable.

Persohn, qui était président-directeur général de la société, a pris sa retraite en janvier 2000.

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Le Dr Lee Gray, professeur d'histoire de l'architecture et doyen associé principal du College of Arts + Architecture de l'Université de Caroline du Nord à Charlotte, a écrit plus de 200 articles mensuels sur l'histoire du transport vertical (VT) pour ELEVATOR WORLD depuis 2003. Il est également l'auteur de From Ascending Rooms to Express Elevators: A History of the Passenger Elevator in the 19th Century. Il est également conservateur de theelevatormuseum.org, créé par Elevator World, Inc

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