一電梯系統用的控制方法
2023-08-10 23:44:51
專利名稱：一電梯系統用的控制方法
技術領域：
本發明涉及一電梯系統的控制方法。本發明具體涉及一種可使電梯(轎廂)不會發生擁擠的控制技術，並且可以提高乘客的滿意程度。
慣用的電梯群控制技術是設法將電梯(轎廂)的數量限制在最大範圍，並且縮短乘客的等待時間。
例如，可以通過按照特定的日期和時間周期而調節電梯的控制方法來縮短等待時間。按照這種技術，在早晨的繁忙時間(上行高峰)將優先權給予從大堂樓層到高層樓層的站臺呼叫。另一方面，在下午的繁忙時間(下行高峰)將優先權給予從高層樓層到大堂樓層(第一樓層)的站臺呼叫。
本發明需要解決的問題是，如果有多個電梯轎廂在運行，電梯轎廂有可能發生擁擠。例如，當所有轎廂都在上行並且發生擁擠時，在中間樓層附近的低層樓層到高層樓層的等待時間就會變得很長。這是由於電梯(轎廂)的擁擠造成的。
本發明的目的就是要提供一種能夠解決現有技術中上述問題的群控制方法，它可以避免電梯(轎廂)的擁擠，縮短等待時間，並且提高乘客的滿意程度。
解決問題的手段是這樣的，為了解決上述問題，在本發明的控制中考慮防止群聚的問題。在這種情況下，防止群聚是一種控制電梯的方法。在將一個站臺呼叫分配給轎廂時避免電梯系統中的轎廂發生擁擠(群聚)。
與不考慮群聚問題的系統相比，只要採取防止群聚的措施，就可以減少群聚。為了執行考慮到群聚問題的分配，並且用群聚來判斷改善分配的程度，需要限定一種判斷群聚的標準，並且與電梯系統的控制相結合。
群聚是指這樣一種狀態，即編組的多個電梯轎廂的位置實際上彼此靠近並且在同一方向上運行。從理論上來說，轎廂應該在整個電梯通道內均勻分布，以便在短時間內應答輸入的站臺呼叫。然而，在上行高峰期間，轎廂往往不能在整個電梯通道內均勻分布。判斷轎廂是否應該在所有時間內等距離地分配是所要追求的另一個目標。例如，這種判斷可以在稍後的階段用軟體來實現。在考慮到轎廂的運行方向之後，轎廂之間的距離越近，群聚的程度就越高。例如，當兩個轎廂處在同一樓層時，如果它們的運行方向是彼此相反的，僅僅對這兩個轎廂而言的群聚等級是最低的。另一方面，當兩個轎廂處在同一樓層並且向同一方向運行時，這兩個轎廂的群聚等級是最高的。
對於所有轎廂來說，最高群聚等級對應著所有轎廂都處在同一樓層並且向同一方向運行的情況。另一方面，最低群聚等級或是說沒有群聚的狀態是指轎廂在電梯通道中等距離分配的狀態，這其中要考慮到位置和方向。群聚測量標準被定義為對系統的群聚等級進行處理的一種計算方法，而關於群聚的理想距離被定義為當系統處在最低群聚等級時在轎廂之間的距離。
以下要參照
本發明的實施例。
圖1是本發明一個實施例的電梯系統的一個示意圖。在這一電梯系統中有多個電梯通道。在每個電梯通道中有一個電梯轎廂在上升/下降。從設置在每個樓層上的站臺按鈕(120)上或是從電梯上的轎廂呼叫按鈕(110)上發出的轎廂呼叫輸入被傳送給電梯系統的控制單元(300)。如下文所述，控制單元(300)中具有用來確定電梯(轎廂)群聚等級的群聚估算單元(310)，以及用來將轎廂分配給站臺呼叫的分配單元(320)。另外，在本實施例的分配單元(320)中還設有模糊邏輯處理單元(321)，以讓模糊邏輯用於轎廂的分配。然而，儘管在本實施例中採用了模糊邏輯，也可以採用慣用的直接控制。
另外，在本實施例中用服務工具(200)來執行下表中所列的相對於控制單元(300)的接口(輸入/輸出)。
表1通過輸入單元(220)的輸入·群聚機制是否處於ON？·關於群聚的模糊參數·計算群聚估算標準的周期·在顯示單元(210)上顯示·群聚測量標準的平均值·群聚測量標準的最大值關於群聚的模糊參數，群聚估算標準的計算周期，群聚測量標準的平均值，以及群聚測量標準的最大值有待在下文中加以解釋。
首先要解釋本發明的防止群聚機制的一般規則。為具體全面地說明防止群聚的機制必需提供必要的條件或是前提。在具體執行這種防止群聚的機制時，這項作業可能被在優先權次序中具有更高優先權的作業所中斷或是延遲。因而，在具有更高優先權次序的作業完成之後重新開始這項作業。
另外，在本實施例中執行的模糊邏輯計算可以是和已經嵌入群控制裝置中的模糊邏輯計算方式相同的(例如變量MIT，站臺呼叫分配，站臺呼叫再分配等等)。此外還採用了一種被稱為MIT的慣用方法，根據Moderate Incoming Traffic(中等客流量)來分配轎廂。這種方法適用於有很多乘客需要上行的情況。在上述MIT中，所有轎廂都按照MIT模式運行。在慣用的MIT中，給予大堂中的乘客的優先權次序(指令)比其它樓層上的乘客要高。在上述的變量MIT中，並不是所有電梯(轎廂)都是按照MIT模式運行，但是至少有其中的一部分如此。在確定採用MIT模式的電梯(轎廂)比例時採用了模糊邏輯。
防止群聚的機制以下要解釋群聚的測量標準。在群控制裝置的群聚(Bunching)估算單元(310)中，周期性地估算客流狀態，以判斷當時的群聚度。這種群聚測量標準是根據每個轎廂的位置和方向來確定的。通過估算為每個樓層來確定可以響應其轎廂呼叫的最近的轎廂以及從這一轎廂到該樓層的距離。針對各個樓層計算出上述距離的總和，由此推導出系統中在此時刻的群聚程度。計算出系統中的群聚程度與最大群聚(全部群聚)之間的比值，將其做為群聚測量標準。
在下文中要參照圖2的流程具體說明這種方式。在說明中用「S」來表示「步驟(Step)」。另外，將群體(group)中的最高樓層，群體中的最低樓層，群體中的轎廂數量，以及群體中的轎廂的位置和初始運行方向輸入到群(group)控制裝置(S101)。
在群控制裝置的群聚估算單元中執行以下的程序。首先以最高樓層和最低樓層做為邊界推導出群體中的樓層數。然後用以下的公式推導出可以輸入的所有站臺呼叫。
可能的站臺呼叫[數量]＝(樓層數-1)×2也就是說，在最低樓層上可能的站臺呼叫只有一種(上行方向的站臺呼叫)，而最高樓層上可能的站臺呼叫也是只有一種(下行方向)。然而，對於中間樓層來說卻有兩種可能的站臺呼叫(上行方向和下行方向)。接著按照前述的方法確定站臺呼叫的數量。
在群聚估算單元(310)的理想距離計算單元(311)中計算(S102)轎廂之間的理想距離I。此處的理想距離是指這樣一種距離，也就是在此距離除了那些處在關斷OFF狀態的轎廂之外的轎廂都具有平等的機會為所有的站臺呼叫提供服務。採用以下的公式來計算這一理想距離，並且將小數點後面的部分四捨五入。理想距離I＝[可能的站臺呼叫數量/轎廂數量]+1其中的[]表示Gauss符號。
圖3(A)是在一棟8-層樓中具有三個電梯(轎廂)的電梯系統的示意圖。在圖3(B)中表示了各個樓層以及在一種環形圖示中可能發生的站臺呼叫的概率，從其中可以看出理想距離。當然，每個電梯通道中可以有單個和空閒的電梯(轎廂)。然而，如圖中所示，在計算理想距離時，這一距離是在假設轎廂沿著單一的循環路線運行的條件下計算的。也就是說，在以大堂為出發點的推測的循環程序中，轎廂在這一推測的循環程序中上行到第一層，第二層，...。然後在最高樓層(圖中的第8層)上轉向下行到第7層，第6層...並且回到大堂。在下文中就是假設轎廂是沿著這種推測的循環程序運行的。為了便於說明而將大堂做為出發點。然而也可以將任意的其它樓層做為出發點，並沒有任何實質的區別。
在圖中所示的狀態下，轎廂數量是3，並且大樓中有8個樓層，因此，站臺呼叫的數量就是(8-1)×2＝14，而理想距離是5，因為14/3＝4.66。
然後在轎廂間距離計算單元(312)中為每一個樓層計算(S301)出可以響應低層呼叫的最近的轎廂的距離D。在這種情況下計算距離時並不是採用轎廂和每個樓層之間的絕對距離，而是要考慮轎廂的運行方向，並且採用在上述推測的循環程序中在轎廂運行方向上測量的距離。例如，在上行狀態下停靠在第二層的一個轎廂與第三層(在上行到第三層時)之間的距離D就是1，而在上行狀態下停靠在第二層上的一個轎廂與大堂之間的距離D是13。
另外，在本實施例中，停靠的轎廂可以在兩個方向上運行。圖4是計算距離的一個例子的示意圖。在圖4中，轎廂A停靠在第4層並且處在上行狀態，轎廂B停靠在第6層並且處在下行狀態，而轎廂C停靠在第2層並且不是上行也不是下行狀態。也就是說，在這種狀態下沒有轎廂呼叫，並且沒有需要分配的站臺呼叫。
在計算距離時還考慮到了一個沒有處在上行狀態(在有一個相對轎廂來自高層樓層的站臺呼叫的狀態下或是在有一個到高層樓層的轎廂呼叫的狀態下)也沒有處在下行狀態而停靠的轎廂作為有效轎廂。然而，在理想距離的計算方法中並不是直接計算有效的轎廂。例如，即使轎廂是理想地分布的，如果它們停靠了，可能在同一方向上運行的轎廂處在同一個樓層上，也反映一種群聚狀態。以下要說明在本發明的實施例中為了計算理想距離對停靠的轎廂是如何處理的。由於這種處理的複雜性，可以從計算理想距離的主題中排除這種處理，或者是將對停靠轎廂的處理延遲到下一個循環。
在這種狀態下，在群聚記錄(Bunching score)計算單元(313)中針對每個樓層來比較它與轎廂的距離D是否小於(理想距離I-1)(S104)，並且按照下述方式計算出相對於站臺呼叫的群聚記錄B。
如果到最近的轎廂的距離小於(理想距離-1)，群聚記錄就＝0(S105)。如果到最近的轎廂的距離大於(理想距離-1)，就用以下的公式計算出群聚記錄群聚記錄＝到最近轎廂的距離-(理想距離-1)(S106)。
具體地說，可以按照下述方式來計算每個站臺呼叫的群聚記錄。
大堂在轎廂C停靠了既不上行也不下行時，它有可能響應大堂的呼叫而下行。理想距離是5。另一方面，由於大堂和轎廂C隔著一個樓層，它們的距離是1。由於1＜(5-1)，群聚記錄＝0。
在這種情況下，在轎廂C上行時(在有一個去高層樓層的轎廂呼叫或者是有一個來自高層樓層的站臺呼叫的狀態下)，就定義在它停止時計算出它的群聚記錄。在這種情況下，可以響應大堂呼叫的最近的轎廂是與大堂僅僅相距5層的轎廂B。由於5＞(5-1)，群聚記錄是5-(5-1)＝1。
第2層上行一側由於轎廂C停靠在第2層並且正在上行，距離是0。因此，群聚記錄是0。
第3層上行一側由於轎廂C正在上行，它有可能響應第3層上的上行呼叫。距離是1。由於1＜(5-1)，群聚記錄是0。
第4層上行由於轎廂A位於第4層並且處在上行狀態，群聚記錄是0。
第5層上行距離是1，而群聚記錄是0。
第6層上行距離是2，而群聚記錄是0。
第7層上行距離是3，而群聚記錄是0。
第8層(上行)距離是4，而群聚記錄是0。
第7層下行由於轎廂B正在下行運行，這一轎廂很難響應第7層上下行的呼叫。最近的轎廂是轎廂A，它在下行方向上與第7層僅僅相隔5層。由於5＞(4-1)，群聚記錄是5-(4-1)＝1[sic]。
第6層下行距離是0，而群聚記錄是0。
第5層下行距離是1，而群聚記錄是0。
第4層下行距離是2，而群聚記錄是0。
第3層下行距離是3，而群聚記錄是0。
第2層下行距離是4，而群聚記錄是0。
將針對各個轎廂計算出的上述群聚記錄相加後推導出總的群聚記錄(S107)。
在最初設置防止群聚的機制時，假設所有轎廂都處在同一位置並且在同一方向上運行，並且在每個循環中通過在上述步驟1-5基礎上的群體設定(group setting)允許的最大群聚記錄被計算出來。保存這一最大群聚記錄以備使用。
然後使用以下的公式計算出群聚估算值(S108)。群聚估算值＝總群聚記錄/最大群聚記錄圖5是一個示意圖，表示在達到最大群聚記錄時的狀態。在以下的表2中列舉了計算這種群聚估算值的一個例子。大堂距離＝4，群聚記錄＝0第2層上行距離＝5，群聚記錄＝1
第3層上行距離＝6，群聚記錄＝2第4層上行距離＝7，群聚記錄＝3第5層上行距離＝8，群聚記錄＝4第6層上行距離＝9，群聚記錄＝5第7層上行距離＝10，群聚記錄＝6第8層距離＝11，群聚記錄＝7第7層下行距離＝12，群聚記錄＝8第6層下行距離＝13，群聚記錄＝9第5層下行距離＝0，群聚記錄＝0第4層下行距離＝1，群聚記錄＝0第3層下行距離＝2，群聚記錄＝0第2層下行距離＝3，群聚記錄＝0最大群聚記錄＝45在圖4的狀態下，總的群聚記錄＝1在這種狀態下，在群聚估算值計算單元(314)中根據推導出的上述各個群聚記錄計算出群聚估算值。在這種情況下，群聚估算值被定義為總群聚記錄/最大群聚記錄。在這種情況下得到1/4.5＝0.022＝2.2％。
在圖4所示的狀態下，群聚估算值是0.022，而系統的群聚狀態是2.2％。
輸出代表此時間點上的群聚程度的群聚估算值。在以後將這一結果用於電梯的群控。
周期性群聚估算以下要詳細說明周期性的群聚估算方法。
例如，為了在對應著一種預料的乘客形勢的一個預定時間周期內測量群聚程度，需要有規律地計算出群聚估算值。隨後對一個預定時間周期內的多個循環計算出群聚估算值。算出的所有群聚估算值的平均值和算出的最大群聚估算值一起加以保存。這樣就能對有助於防止群聚的各種方法進行比較。
以下是詳細的解釋。
首先要輸入用來設定群聚估算值的周期。可以利用服務工具來設定這種設定周期。
在上述的實施例中，設定周期的最小值是1秒，而最大值是5秒，輸入的單位是秒。另外，在初始設定防止群聚的機制時，必須將平均群聚估算值和最大群聚估算值設定為零。
每當經歷一個群聚估算周期的時間時，就按照上述方法計算出這一時間點上的群聚估算值。然後用最新的群聚估算值來刷新保存的平均群聚估算值。如果最新的群聚估算值比保存的最大群聚估算值大，就用最新的群聚估算值代替舊的最大群聚估算值。
然後將平均估算值和最大群聚估算值顯示在服務工具上。在本實施例中輸出該平均估算值和最大群聚估算值。
在考慮群聚的情況下對電梯轎廂的分配。
在下文中要詳細說明在考慮群聚的情況下對電梯轎廂的分配。在本實施例中，為了減少系統內部的群聚，在站臺呼叫分配邏輯中增加了群聚因素。在執行站臺呼叫分配時需要反映出用計算的群聚估算值定量的最新群聚狀態。
根據對每個轎廂的分配而在系統中增加或是減少群聚程度的可能性對每個轎廂進行估算。為了確定一種較好的分配方案，要藉助模糊邏輯並且配合著Remaining Response Time(RRT)(剩餘響應時間)和Predicted Waiting Time(PWT)(預測等待時間)的計算來分析群聚信息。
該剩餘響應時間是為每一個轎廂限定的一個值。它表示轎廂對某一樓層上的站臺呼叫做出響應(轎廂到達這一樓層並且讓乘客進入轎廂)之前剩下的時間。另一方面，預測的等待時間代表從乘客按下站臺呼叫按鈕的時刻到乘客進入轎廂的時刻之間的時間。它是通過將上述剩餘響應時間加在從乘客按下站臺呼叫按鈕的時刻起經歷的時間上而計算出來的。這樣預測的等待時間被用來防止乘客的等待時間過長。
在上述的模糊邏輯中可確定其上出現新的站臺呼叫的樓層，並且可確定這一呼叫是上行還是下行。
然後將每個轎廂的門在此時的狀態(打開狀態，關閉和鎖定狀態，打開/關閉之間的中間狀態)，轎廂的位置及其運行方向，已經分配的站臺呼叫和轎廂呼叫，以及其他系統狀態信息都輸入給模糊邏輯。還要使用防止群聚模糊邏輯從屬度函數來執行模糊邏輯運算。
在下文中要參照圖6所示的流程來解釋在模糊邏輯處理中處理群聚估算值的一個例子。
首先要計算在這一時間點上的系統狀態的群聚估算值(S201)。在上述的「周期群聚估算」方法的基礎上執行這種計算。
假設對每個轎廂進行分配。預測出每個轎廂在一個預定時間之後的位置和方向。例如對轎廂在5秒之後的位置和方向進行預測(S202)。如果有多個站臺呼叫，就會有多種方法使轎廂響應各個站臺呼叫。接著用上述的方法針對這每一種方法計算出它的群聚估算值(S203)。
然後，在預測的每一種狀態下，在現時的估算值和群聚估算值之間進行比較(S204)。然後用這種模糊匯集來判斷下述的每一種狀態相對於估算的分配結果的關係值。
·群聚狀態得到改善·群聚狀態沒有變化·群聚狀態惡化另外，針對預測的群聚狀態，使用相對於以下每一種狀態的模糊匯集來確定這種關係值。
·差(Poor)·適中(Fair)·好(Good)用這一模糊匯集來確定與上述的標準相組合的群聚標準(S205)。然後將這一群聚標準也加以考慮，並且採用一般形式的分配方法(S206)。例如可以採用如果一則(IF-then)形式的一般模糊表達式，並且得到如果(IF)「RRT是低，而PWT處在容許範圍之內，並且群聚標準合適」，則(then)「該分配是一種好的分配」。
然後，不僅要根據RRT和PWT，還要根據群聚因素來輸出站臺呼叫分配。按照這種方式，在本實施例中執行的分配是這樣完成的，在慣用的分配方法中加入群聚標準作為一參數，和轎廂中的乘客數量，以及RRT和PWT等等參數一起執行模糊邏輯運算。這樣就能防止轎廂發生擁擠，並且高效率地分配轎廂。
總而言之，本發明為包含多個電梯(轎廂)的電梯系統限定了這樣一種推測計算程序識別出上行方向和下行方向；以任意一個樓層為起始點向高層樓層運行；在最高樓層上使運行從上行方向轉向到下行方向，並且向低層樓層運行；在最低樓層上使運行從下行方向轉向到上行方向，並且向高層樓層運行，直至到達作為起始點的上述樓層。
相對於上述電梯系統中來自站臺之呼叫執行分配控制，這種分配控制包括轎廂間距離的均衡控制，用於在上述推測計算程序中均衡轎廂間的距離。
圖1是用來解釋本發明一個實施例的電梯系統結構的一個示意圖；圖2是用來表示計算群聚估算值的方法的一個流程圖；圖3是電梯系統的一個示意圖；圖4是一種轎廂狀態的示意圖；圖5是一種轎廂狀態的示意圖；圖6是在模糊邏輯處理運算中處理群聚估算值的一個例子的示意圖。
符號的簡要說明圖1100 電梯110 轎廂呼叫按鈕120 站臺呼叫按鈕200 服務工具210 顯示單元220 輸入單元300 控制單元310 群聚估算單元311 理想距離計算單元312 轎廂間距離計算單元313 群聚標準計算單元314 分配單元321 模糊邏輯處理單元圖2S101 輸入轎廂數量等等
S102 計算理想距離IS103 計算每個樓層與轎廂間的距離DS105 群聚記錄B＝0S107 計算總的群聚記錄S108 計算群聚估算值a 開始b 結束圖3轎廂數目＝3樓層數目＝8可能產生的站臺呼叫數目＝(8-1)×2＝14理想距離＝14/3＝4.66＞5例子在上行狀態下，大堂與第六層之間的距離是5。
圖6S201 計算現時的群聚估算值S202 預測5秒之後的狀態S203 計算每一種預測狀態下的群聚估算值S204 在現時的群聚估算值和每一種預測狀態下的群聚估算值之間進行比較S205 確定群聚標準S206 用群聚標準作為一個參數來執行分配a 開始b 結束。
權利要求
1.一種電梯系統的控制方法，其特徵在於在包含多個電梯(轎廂)的電梯系統的控制方法中，一種推測計算程序被限定如下針對每一個樓層識別出相互間上行方向和下行方向；以任意一個樓層為起始點向高層樓層運行；在最高樓層上使運行從上行方向轉向到下行方向，並且向低層樓層運行；在最低樓層上使運行從下行方向轉向到上行方向，並且向高層樓層運行，直至到達作為起始點的上述樓層；相對於上述電梯系統中來自一個站臺上的呼叫執行分配控制，這種分配控制包括轎廂間距離的均衡控制，用於在上述推測計算程序中均衡轎廂間的距離。
2.按照權利要求1的控制方法，其特徵是，在上述均衡控制中，將實際轎廂所處狀態(setting state)與上述推測計算程序中關於轎廂最佳均衡時的所處狀態的偏差度作為群聚估算值，並且用這一群聚估算值來執行轎廂間距離的均衡控制。
3.按照權利要求2的控制方法，其特徵是，在上述均衡控制中，推導出轎廂在一個預定時間之後所能達到的狀態，並且針對推導出的各種狀態來推導出上述的群聚估算值。
4.按照權利要求2或3的控制方法，其特徵是，在上述分配控制中採用模糊邏輯，並且同時將上述群聚估算值作為模糊邏輯的參數。
全文摘要
本發明提供一種電梯系統控制方法,它可避免電梯(轎廂)擁擠,縮短等待時間,提高乘客滿意度。其特徵在於:在含多個電梯的系統控制方法中,一推測電腦程式為:針對一樓層識別上行和下行;以任樓層為始點向高層運行;在最高樓層上使運行轉向下行;在最低樓層上使運行轉向上行,直到始點的樓層;對來自一站臺呼叫執行分配控制,其可實現轎廂間距的均衡控制。
文檔編號B66B1/06GK1270138SQ00106709
公開日2000年10月18日 申請日期2000年4月12日 優先權日1999年4月13日
發明者T·M·克裡斯蒂 申請人:奧蒂斯電梯公司