专利名称：一电梯系统用的控制方法
技术领域：
本发明涉及一电梯系统的控制方法。本发明具体涉及一种可使电梯(轿厢)不会发生拥挤的控制技术，并且可以提高乘客的满意程度。
惯用的电梯群控制技术是设法将电梯(轿厢)的数量限制在最大范围，并且缩短乘客的等待时间。
例如，可以通过按照特定的日期和时间周期而调节电梯的控制方法来缩短等待时间。按照这种技术，在早晨的繁忙时间(上行高峰)将优先权给予从大堂楼层到高层楼层的站台呼叫。另一方面，在下午的繁忙时间(下行高峰)将优先权给予从高层楼层到大堂楼层(第一楼层)的站台呼叫。
本发明需要解决的问题是，如果有多个电梯轿厢在运行，电梯轿厢有可能发生拥挤。例如，当所有轿厢都在上行并且发生拥挤时，在中间楼层附近的低层楼层到高层楼层的等待时间就会变得很长。这是由于电梯(轿厢)的拥挤造成的。
本发明的目的就是要提供一种能够解决现有技术中上述问题的群控制方法，它可以避免电梯(轿厢)的拥挤，缩短等待时间，并且提高乘客的满意程度。
解决问题的手段是这样的，为了解决上述问题，在本发明的控制中考虑防止群聚的问题。在这种情况下，防止群聚是一种控制电梯的方法。在将一个站台呼叫分配给轿厢时避免电梯系统中的轿厢发生拥挤(群聚)。
与不考虑群聚问题的系统相比，只要采取防止群聚的措施，就可以减少群聚。为了执行考虑到群聚问题的分配，并且用群聚来判断改善分配的程度，需要限定一种判断群聚的标准，并且与电梯系统的控制相结合。
群聚是指这样一种状态，即编组的多个电梯轿厢的位置实际上彼此靠近并且在同一方向上运行。从理论上来说，轿厢应该在整个电梯通道内均匀分布，以便在短时间内应答输入的站台呼叫。然而，在上行高峰期间，轿厢往往不能在整个电梯通道内均匀分布。判断轿厢是否应该在所有时间内等距离地分配是所要追求的另一个目标。例如，这种判断可以在稍后的阶段用软件来实现。在考虑到轿厢的运行方向之后，轿厢之间的距离越近，群聚的程度就越高。例如，当两个轿厢处在同一楼层时，如果它们的运行方向是彼此相反的，仅仅对这两个轿厢而言的群聚等级是最低的。另一方面，当两个轿厢处在同一楼层并且向同一方向运行时，这两个轿厢的群聚等级是最高的。
对于所有轿厢来说，最高群聚等级对应着所有轿厢都处在同一楼层并且向同一方向运行的情况。另一方面，最低群聚等级或是说没有群聚的状态是指轿厢在电梯通道中等距离分配的状态，这其中要考虑到位置和方向。群聚测量标准被定义为对系统的群聚等级进行处理的一种计算方法，而关于群聚的理想距离被定义为当系统处在最低群聚等级时在轿厢之间的距离。
以下要参照
本发明的实施例。
图1是本发明一个实施例的电梯系统的一个示意图。在这一电梯系统中有多个电梯通道。在每个电梯通道中有一个电梯轿厢在上升/下降。从设置在每个楼层上的站台按钮(120)上或是从电梯上的轿厢呼叫按钮(110)上发出的轿厢呼叫输入被传送给电梯系统的控制单元(300)。如下文所述，控制单元(300)中具有用来确定电梯(轿厢)群聚等级的群聚估算单元(310)，以及用来将轿厢分配给站台呼叫的分配单元(320)。另外，在本实施例的分配单元(320)中还设有模糊逻辑处理单元(321)，以让模糊逻辑用于轿厢的分配。然而，尽管在本实施例中采用了模糊逻辑，也可以采用惯用的直接控制。
另外，在本实施例中用服务工具(200)来执行下表中所列的相对于控制单元(300)的接口(输入/输出)。
表1通过输入单元(220)的输入·群聚机制是否处于ON？·关于群聚的模糊参数·计算群聚估算标准的周期·在显示单元(210)上显示·群聚测量标准的平均值·群聚测量标准的最大值关于群聚的模糊参数，群聚估算标准的计算周期，群聚测量标准的平均值，以及群聚测量标准的最大值有待在下文中加以解释。
首先要解释本发明的防止群聚机制的一般规则。为具体全面地说明防止群聚的机制必需提供必要的条件或是前提。在具体执行这种防止群聚的机制时，这项作业可能被在优先权次序中具有更高优先权的作业所中断或是延迟。因而，在具有更高优先权次序的作业完成之后重新开始这项作业。
另外，在本实施例中执行的模糊逻辑计算可以是和已经嵌入群控制装置中的模糊逻辑计算方式相同的(例如变量MIT，站台呼叫分配，站台呼叫再分配等等)。此外还采用了一种被称为MIT的惯用方法，根据Moderate Incoming Traffic(中等客流量)来分配轿厢。这种方法适用于有很多乘客需要上行的情况。在上述MIT中，所有轿厢都按照MIT模式运行。在惯用的MIT中，给予大堂中的乘客的优先权次序(指令)比其它楼层上的乘客要高。在上述的变量MIT中，并不是所有电梯(轿厢)都是按照MIT模式运行，但是至少有其中的一部分如此。在确定采用MIT模式的电梯(轿厢)比例时采用了模糊逻辑。
防止群聚的机制以下要解释群聚的测量标准。在群控制装置的群聚(Bunching)估算单元(310)中，周期性地估算客流状态，以判断当时的群聚度。这种群聚测量标准是根据每个轿厢的位置和方向来确定的。通过估算为每个楼层来确定可以响应其轿厢呼叫的最近的轿厢以及从这一轿厢到该楼层的距离。针对各个楼层计算出上述距离的总和，由此推导出系统中在此时刻的群聚程度。计算出系统中的群聚程度与最大群聚(全部群聚)之间的比值，将其做为群聚测量标准。
在下文中要参照图2的流程具体说明这种方式。在说明中用“S”来表示“步骤(Step)”。另外，将群体(group)中的最高楼层，群体中的最低楼层，群体中的轿厢数量，以及群体中的轿厢的位置和初始运行方向输入到群(group)控制装置(S101)。
在群控制装置的群聚估算单元中执行以下的程序。首先以最高楼层和最低楼层做为边界推导出群体中的楼层数。然后用以下的公式推导出可以输入的所有站台呼叫。
可能的站台呼叫[数量]＝(楼层数-1)×2也就是说，在最低楼层上可能的站台呼叫只有一种(上行方向的站台呼叫)，而最高楼层上可能的站台呼叫也是只有一种(下行方向)。然而，对于中间楼层来说却有两种可能的站台呼叫(上行方向和下行方向)。接着按照前述的方法确定站台呼叫的数量。
在群聚估算单元(310)的理想距离计算单元(311)中计算(S102)轿厢之间的理想距离I。此处的理想距离是指这样一种距离，也就是在此距离除了那些处在关断OFF状态的轿厢之外的轿厢都具有平等的机会为所有的站台呼叫提供服务。采用以下的公式来计算这一理想距离，并且将小数点后面的部分四舍五入。理想距离I＝[可能的站台呼叫数量/轿厢数量]+1其中的[]表示Gauss符号。
图3(A)是在一栋8-层楼中具有三个电梯(轿厢)的电梯系统的示意图。在图3(B)中表示了各个楼层以及在一种环形图示中可能发生的站台呼叫的概率，从其中可以看出理想距离。当然，每个电梯通道中可以有单个和空闲的电梯(轿厢)。然而，如图中所示，在计算理想距离时，这一距离是在假设轿厢沿着单一的循环路线运行的条件下计算的。也就是说，在以大堂为出发点的推测的循环程序中，轿厢在这一推测的循环程序中上行到第一层，第二层，...。然后在最高楼层(图中的第8层)上转向下行到第7层，第6层...并且回到大堂。在下文中就是假设轿厢是沿着这种推测的循环程序运行的。为了便于说明而将大堂做为出发点。然而也可以将任意的其它楼层做为出发点，并没有任何实质的区别。
在图中所示的状态下，轿厢数量是3，并且大楼中有8个楼层，因此，站台呼叫的数量就是(8-1)×2＝14，而理想距离是5，因为14/3＝4.66。
然后在轿厢间距离计算单元(312)中为每一个楼层计算(S301)出可以响应低层呼叫的最近的轿厢的距离D。在这种情况下计算距离时并不是采用轿厢和每个楼层之间的绝对距离，而是要考虑轿厢的运行方向，并且采用在上述推测的循环程序中在轿厢运行方向上测量的距离。例如，在上行状态下停靠在第二层的一个轿厢与第三层(在上行到第三层时)之间的距离D就是1，而在上行状态下停靠在第二层上的一个轿厢与大堂之间的距离D是13。
另外，在本实施例中，停靠的轿厢可以在两个方向上运行。图4是计算距离的一个例子的示意图。在图4中，轿厢A停靠在第4层并且处在上行状态，轿厢B停靠在第6层并且处在下行状态，而轿厢C停靠在第2层并且不是上行也不是下行状态。也就是说，在这种状态下没有轿厢呼叫，并且没有需要分配的站台呼叫。
在计算距离时还考虑到了一个没有处在上行状态(在有一个相对轿厢来自高层楼层的站台呼叫的状态下或是在有一个到高层楼层的轿厢呼叫的状态下)也没有处在下行状态而停靠的轿厢作为有效轿厢。然而，在理想距离的计算方法中并不是直接计算有效的轿厢。例如，即使轿厢是理想地分布的，如果它们停靠了，可能在同一方向上运行的轿厢处在同一个楼层上，也反映一种群聚状态。以下要说明在本发明的实施例中为了计算理想距离对停靠的轿厢是如何处理的。由于这种处理的复杂性，可以从计算理想距离的主题中排除这种处理，或者是将对停靠轿厢的处理延迟到下一个循环。
在这种状态下，在群聚记录(Bunching score)计算单元(313)中针对每个楼层来比较它与轿厢的距离D是否小于(理想距离I-1)(S104)，并且按照下述方式计算出相对于站台呼叫的群聚记录B。
如果到最近的轿厢的距离小于(理想距离-1)，群聚记录就＝0(S105)。如果到最近的轿厢的距离大于(理想距离-1)，就用以下的公式计算出群聚记录群聚记录＝到最近轿厢的距离-(理想距离-1)(S106)。
具体地说，可以按照下述方式来计算每个站台呼叫的群聚记录。
大堂在轿厢C停靠了既不上行也不下行时，它有可能响应大堂的呼叫而下行。理想距离是5。另一方面，由于大堂和轿厢C隔着一个楼层，它们的距离是1。由于1＜(5-1)，群聚记录＝0。
在这种情况下，在轿厢C上行时(在有一个去高层楼层的轿厢呼叫或者是有一个来自高层楼层的站台呼叫的状态下)，就定义在它停止时计算出它的群聚记录。在这种情况下，可以响应大堂呼叫的最近的轿厢是与大堂仅仅相距5层的轿厢B。由于5＞(5-1)，群聚记录是5-(5-1)＝1。
第2层上行一侧由于轿厢C停靠在第2层并且正在上行，距离是0。因此，群聚记录是0。
第3层上行一侧由于轿厢C正在上行，它有可能响应第3层上的上行呼叫。距离是1。由于1＜(5-1)，群聚记录是0。
第4层上行由于轿厢A位于第4层并且处在上行状态，群聚记录是0。
第5层上行距离是1，而群聚记录是0。
第6层上行距离是2，而群聚记录是0。
第7层上行距离是3，而群聚记录是0。
第8层(上行)距离是4，而群聚记录是0。
第7层下行由于轿厢B正在下行运行，这一轿厢很难响应第7层上下行的呼叫。最近的轿厢是轿厢A，它在下行方向上与第7层仅仅相隔5层。由于5＞(4-1)，群聚记录是5-(4-1)＝1[sic]。
第6层下行距离是0，而群聚记录是0。
第5层下行距离是1，而群聚记录是0。
第4层下行距离是2，而群聚记录是0。
第3层下行距离是3，而群聚记录是0。
第2层下行距离是4，而群聚记录是0。
将针对各个轿厢计算出的上述群聚记录相加后推导出总的群聚记录(S107)。
在最初设置防止群聚的机制时，假设所有轿厢都处在同一位置并且在同一方向上运行，并且在每个循环中通过在上述步骤1-5基础上的群体设定(group setting)允许的最大群聚记录被计算出来。保存这一最大群聚记录以备使用。
然后使用以下的公式计算出群聚估算值(S108)。群聚估算值＝总群聚记录/最大群聚记录图5是一个示意图，表示在达到最大群聚记录时的状态。在以下的表2中列举了计算这种群聚估算值的一个例子。大堂距离＝4，群聚记录＝0第2层上行距离＝5，群聚记录＝1
第3层上行距离＝6，群聚记录＝2第4层上行距离＝7，群聚记录＝3第5层上行距离＝8，群聚记录＝4第6层上行距离＝9，群聚记录＝5第7层上行距离＝10，群聚记录＝6第8层距离＝11，群聚记录＝7第7层下行距离＝12，群聚记录＝8第6层下行距离＝13，群聚记录＝9第5层下行距离＝0，群聚记录＝0第4层下行距离＝1，群聚记录＝0第3层下行距离＝2，群聚记录＝0第2层下行距离＝3，群聚记录＝0最大群聚记录＝45在图4的状态下，总的群聚记录＝1在这种状态下，在群聚估算值计算单元(314)中根据推导出的上述各个群聚记录计算出群聚估算值。在这种情况下，群聚估算值被定义为总群聚记录/最大群聚记录。在这种情况下得到1/4.5＝0.022＝2.2％。
在图4所示的状态下，群聚估算值是0.022，而系统的群聚状态是2.2％。
输出代表此时间点上的群聚程度的群聚估算值。在以后将这一结果用于电梯的群控。
周期性群聚估算以下要详细说明周期性的群聚估算方法。
例如，为了在对应着一种预料的乘客形势的一个预定时间周期内测量群聚程度，需要有规律地计算出群聚估算值。随后对一个预定时间周期内的多个循环计算出群聚估算值。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。这样就能对有助于防止群聚的各种方法进行比较。
以下是详细的解释。
首先要输入用来设定群聚估算值的周期。可以利用服务工具来设定这种设定周期。
在上述的实施例中，设定周期的最小值是1秒，而最大值是5秒，输入的单位是秒。另外，在初始设定防止群聚的机制时，必须将平均群聚估算值和最大群聚估算值设定为零。
每当经历一个群聚估算周期的时间时，就按照上述方法计算出这一时间点上的群聚估算值。然后用最新的群聚估算值来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旧的最大群聚估算值。
然后将平均估算值和最大群聚估算值显示在服务工具上。在本实施例中输出该平均估算值和最大群聚估算值。
在考虑群聚的情况下对电梯轿厢的分配。
在下文中要详细说明在考虑群聚的情况下对电梯轿厢的分配。在本实施例中，为了减少系统内部的群聚，在站台呼叫分配逻辑中增加了群聚因素。在执行站台呼叫分配时需要反映出用计算的群聚估算值定量的最新群聚状态。
根据对每个轿厢的分配而在系统中增加或是减少群聚程度的可能性对每个轿厢进行估算。为了确定一种较好的分配方案，要借助模糊逻辑并且配合着Remaining Response Time(RRT)(剩余响应时间)和Predicted Waiting Time(PWT)(预测等待时间)的计算来分析群聚信息。
该剩余响应时间是为每一个轿厢限定的一个值。它表示轿厢对某一楼层上的站台呼叫做出响应(轿厢到达这一楼层并且让乘客进入轿厢)之前剩下的时间。另一方面，预测的等待时间代表从乘客按下站台呼叫按钮的时刻到乘客进入轿厢的时刻之间的时间。它是通过将上述剩余响应时间加在从乘客按下站台呼叫按钮的时刻起经历的时间上而计算出来的。这样预测的等待时间被用来防止乘客的等待时间过长。
在上述的模糊逻辑中可确定其上出现新的站台呼叫的楼层，并且可确定这一呼叫是上行还是下行。
然后将每个轿厢的门在此时的状态(打开状态，关闭和锁定状态，打开/关闭之间的中间状态)，轿厢的位置及其运行方向，已经分配的站台呼叫和轿厢呼叫，以及其他系统状态信息都输入给模糊逻辑。还要使用防止群聚模糊逻辑从属度函数来执行模糊逻辑运算。
在下文中要参照图6所示的流程来解释在模糊逻辑处理中处理群聚估算值的一个例子。
首先要计算在这一时间点上的系统状态的群聚估算值(S201)。在上述的“周期群聚估算”方法的基础上执行这种计算。
假设对每个轿厢进行分配。预测出每个轿厢在一个预定时间之后的位置和方向。例如对轿厢在5秒之后的位置和方向进行预测(S202)。如果有多个站台呼叫，就会有多种方法使轿厢响应各个站台呼叫。接着用上述的方法针对这每一种方法计算出它的群聚估算值(S203)。
然后，在预测的每一种状态下，在现时的估算值和群聚估算值之间进行比较(S204)。然后用这种模糊汇集来判断下述的每一种状态相对于估算的分配结果的关系值。
·群聚状态得到改善·群聚状态没有变化·群聚状态恶化另外，针对预测的群聚状态，使用相对于以下每一种状态的模糊汇集来确定这种关系值。
·差(Poor)·适中(Fair)·好(Good)用这一模糊汇集来确定与上述的标准相组合的群聚标准(S205)。然后将这一群聚标准也加以考虑，并且采用一般形式的分配方法(S206)。例如可以采用如果一则(IF-then)形式的一般模糊表达式，并且得到如果(IF)“RRT是低，而PWT处在容许范围之内，并且群聚标准合适”，则(then)“该分配是一种好的分配”。
然后，不仅要根据RRT和PWT，还要根据群聚因素来输出站台呼叫分配。按照这种方式，在本实施例中执行的分配是这样完成的，在惯用的分配方法中加入群聚标准作为一参数，和轿厢中的乘客数量，以及RRT和PWT等等参数一起执行模糊逻辑运算。这样就能防止轿厢发生拥挤，并且高效率地分配轿厢。
总而言之，本发明为包含多个电梯(轿厢)的电梯系统限定了这样一种推测计算程序识别出上行方向和下行方向；以任意一个楼层为起始点向高层楼层运行；在最高楼层上使运行从上行方向转向到下行方向，并且向低层楼层运行；在最低楼层上使运行从下行方向转向到上行方向，并且向高层楼层运行，直至到达作为起始点的上述楼层。
相对于上述电梯系统中来自站台之呼叫执行分配控制，这种分配控制包括轿厢间距离的均衡控制，用于在上述推测计算程序中均衡轿厢间的距离。
图1是用来解释本发明一个实施例的电梯系统结构的一个示意图；图2是用来表示计算群聚估算值的方法的一个流程图；图3是电梯系统的一个示意图；图4是一种轿厢状态的示意图；图5是一种轿厢状态的示意图；图6是在模糊逻辑处理运算中处理群聚估算值的一个例子的示意图。
符号的简要说明图1100 电梯110 轿厢呼叫按钮120 站台呼叫按钮200 服务工具210 显示单元220 输入单元300 控制单元310 群聚估算单元311 理想距离计算单元312 轿厢间距离计算单元313 群聚标准计算单元314 分配单元321 模糊逻辑处理单元图2S101 输入轿厢数量等等
S102 计算理想距离IS103 计算每个楼层与轿厢间的距离DS105 群聚记录B＝0S107 计算总的群聚记录S108 计算群聚估算值a 开始b 结束图3轿厢数目＝3楼层数目＝8可能产生的站台呼叫数目＝(8-1)×2＝14理想距离＝14/3＝4.66＞5例子在上行状态下，大堂与第六层之间的距离是5。
图6S201 计算现时的群聚估算值S202 预测5秒之后的状态S203 计算每一种预测状态下的群聚估算值S204 在现时的群聚估算值和每一种预测状态下的群聚估算值之间进行比较S205 确定群聚标准S206 用群聚标准作为一个参数来执行分配a 开始b 结束。
权利要求
1.一种电梯系统的控制方法，其特征在于在包含多个电梯(轿厢)的电梯系统的控制方法中，一种推测计算程序被限定如下针对每一个楼层识别出相互间上行方向和下行方向；以任意一个楼层为起始点向高层楼层运行；在最高楼层上使运行从上行方向转向到下行方向，并且向低层楼层运行；在最低楼层上使运行从下行方向转向到上行方向，并且向高层楼层运行，直至到达作为起始点的上述楼层；相对于上述电梯系统中来自一个站台上的呼叫执行分配控制，这种分配控制包括轿厢间距离的均衡控制，用于在上述推测计算程序中均衡轿厢间的距离。
2.按照权利要求1的控制方法，其特征是，在上述均衡控制中，将实际轿厢所处状态(setting state)与上述推测计算程序中关于轿厢最佳均衡时的所处状态的偏差度作为群聚估算值，并且用这一群聚估算值来执行轿厢间距离的均衡控制。
3.按照权利要求2的控制方法，其特征是，在上述均衡控制中，推导出轿厢在一个预定时间之后所能达到的状态，并且针对推导出的各种状态来推导出上述的群聚估算值。
4.按照权利要求2或3的控制方法，其特征是，在上述分配控制中采用模糊逻辑，并且同时将上述群聚估算值作为模糊逻辑的参数。
全文摘要
本发明提供一种电梯系统控制方法,它可避免电梯(轿厢)拥挤,缩短等待时间,提高乘客满意度。其特征在于:在含多个电梯的系统控制方法中,一推测计算机程序为:针对一楼层识别上行和下行;以任楼层为始点向高层运行;在最高楼层上使运行转向下行;在最低楼层上使运行转向上行,直到始点的楼层;对来自一站台呼叫执行分配控制,其可实现轿厢间距的均衡控制。
文档编号B66B1/06GK1270138SQ00106709
公开日2000年10月18日 申请日期2000年4月12日 优先权日1999年4月13日
发明者T·M·克里斯蒂 申请人:奥蒂斯电梯公司