专利名称：分散的电梯区间车调度的制作方法
技术领域：
本发明涉及在超高层建筑物中用分散方式调度电梯区间车的方法，从而使电梯按规则的间隔离开由区间车服务的低层和高层门厅。
在惯用的电梯提升系统中，垂直配重的钢缆限制了电梯的实际运行距离。为了到达超过这一限度的高层部位，通常是把乘客送到顶层门厅，让乘客走到另一个能把它们送到楼中更高层的电梯处。然而，让乘客走来走去总是会造成混乱，并且会干拢大楼中上行和下行的稳定客流量。所有要去大楼高层的乘客必须通过大楼低层向上运行。因此，随着大楼越建越高，更多的乘客必须通过低层运行，要求大楼专门提供越来越多的电梯竖井(以下称为“芯体(core)”)。若想要减少供上行乘客到达高层所需的芯体数量，就需要提高每个电梯竖并的有效利用率。例如，公知的双座舱电梯可以在客流高峰期间运载双倍数量的乘客，从而能把所需的竖井减少大约一半。在竖井中有多个移动轿厢的方案包括双悬挂系统，由于钢缆的比例，其中高轿厢的运行距离是低轿厢的二倍，并且用装在竖井侧壁上的直线感应电机(LIM)驱动电梯，从而可取消钢缆。然而，双悬挂系统不适合在很高的楼中运载乘客直达顶层，并且由于没有配重，电机的部件和功率消耗都会过高，因此，LIM尚未被广泛地应用。
为了达到较远的距离，电梯轿厢可以在第一竖井中的第一轿厢框架中移动，从底层向上到达转运层，再水平地移动到第二竖井的第二电梯轿厢框架中，然后在大楼中继续上行，依次类推，这种方案可以参见本申请人与本申请同时提交的未决美国专利申请，序号为(Attorney Docket No.0T-2230)。由于上下乘客需要占用许多时间，这样就会与电梯的高速穿梭运行发生矛盾，还有另一种提高竖井利用率，从而减少芯体需求的方案，它包括在上下乘客时把电梯轿厢移出竖井的方式，这种方案可以参见本申请人与本申请同时提交的未决美国专利申请，序号为(Attorney DocketNo.0T-2296和0T-2297)。
在可能有几百层的超高层建筑物中，任何上述类型的电梯区间车都需要用很长时间才能完成一次往返运行，例如从一个入口门厅再回到该入口门厅的时间可能很长。在惯用的电梯中通常是用定时器确定开始关闭电梯轿厢门的时间，从而开始一次运行的起动程序。然而，乘客可以通过按下轿厢操作板上的“开门”开关或是通过启动门安全开关中断这一程序。在具有很长循环行程运行时间的一大排电梯中，如果通过关门来控制，各个轿厢之间开始运行的时间经常是很不规则的。
本发明的目的包括在例如很高的楼中控制电梯区间车的调度方法，按照规则和平均的分散发车时间，从而使区间车按照规则的循环方式离开一个门厅。
按照本发明，一排区间车电梯中的各个电梯轿厢仅能在该轿厢已经到达并待命时才能开始运行(也就是对运行控制器作出响应)，并且由分散的调度控制器(调度器)根据分散发车的方案预报发车时间。按照本发明，如果轿厢在调度器指示它开始运行之前已进入待命状态，轿厢就要等到调度器通知运行可以开始时才能运行。如果在轿厢进入待命之前调度器就预报运行可以开始，轿厢在进入待命之后就立即开始运行。
按照本发明的另一方面，根据经过的时间间隔来实施多个区间车电梯的分散调度，每当一个轿厢开始运行时就开始计算时间间隔；任一电梯轿厢在开始运行时的延迟都会使所有轿厢的运行相应地顺延，但是不影响调度的频率。
本发明把按顺序用短时的延迟发出所有轿厢变成了用一个延迟发出一个轿厢，而不是混乱地分散发出所有的轿厢。利用本发明，可以防止由于集中发车造成过大的发车间隔。
本发明大大改善了用一排区间车电梯处理客流量的效率，特别适用于超高层建筑。
通过以下结合附图对解释性实施例的详细说明可以进一步认识本发明的其他目的，特征和优点。
图1是可以采用本发明的一排电梯的简化的示意性框图。
图2是现有技术的惯用电梯系统中适合与本发明结合使用的轿厢控制程序的一部分逻辑流程图。
图3是适合与本发明结合使用的电梯区间车轿厢控制程序的一部分逻辑流程图，这种轿厢在上下乘客时脱离竖井。
图4本发明的低层门厅高度程序的逻辑流程图。
图5是用于表示本发明的一个定时图。
参见图1，一排电梯区间车可以包括面对面布置成两排的1-10号电梯，如果每次调动一个给定号的电梯，准备出发的下一个电梯就是(处在同一排中或是门厅对面)的相邻的电梯。在图1中表示的电梯可以是现有技术中公知的电梯；现有技术中公知的双座舱电梯；如上述序号为(AttorneyDocket No.0T-2230和0T-2296)的申请中所述的电梯，其中的轿厢从一个低层竖井被转移到相邻的高层竖井，从而使乘客不必离开电梯轿厢就能运行到超过上述钢缆所限定的距离；或是如上述序号为(Attorney Docket No.0T-2296和0T-2297)的申请中所述的电梯，其中的轿厢脱离竖井被移到平台上以便上下乘客。在图1中所示的一排电梯也可以是其他类型的电梯，比如那些与本发明无关的电梯。因此，本文中所用的术语“电梯轿厢”可以代表具有固定轿厢的惯用电梯轿厢，也可以表示运载一个可水平移动的轿厢的电梯轿厢框架。这一术语的含意中包括了运行控制，提升电机，钢缆，制动器等等。
为了利用本发明的优点，对于惯用轿厢所产生的运行状态以及用运行控制器控制轿厢的方法进行了修改。诸如响应轿厢呼叫或门厅呼叫调度器等等的各种功能都可以正常地执行。然而，在区间车电梯中，在本实施例中事先预料所有乘客仅在低层门厅和中间门厅或高层门厅之间运行，而不想停在中间，在这种情况下，典型的程序仅是需要检测上电梯的适当截止时间，关门，识别电梯要到达另一个门厅楼层的上行或下行方向，并且设定方向。每个区间车具有图2和3所示的一或多个轿厢控制器；以区间车S为例。从入口点21进入图2所示的轿厢控制程序片段，用测试23确定轿厢的方向是否已经设定。如果没有，测试23的否定结果就使得程序通过返回点24进入其他程序。在按顺序通过图2的程序时，区间车S的轿厢的最终方向应该是已经确定的，因此测试23的肯定结果会进入步25，发出一个关门指令去关闭轿厢的门。然后在测试26确定门是否已完全关闭。最初，门没有完全关闭，因此，测试26的否定结果使程序通过返回点24进入其他程序。在按顺序通过图2的程序时，测试23是肯定的，并且轿厢门最终会完全关闭，因此测试26也会是肯定的。从这里进入步27，设定一个“区间车S运行待命”标志，它向调度器指示出区间车S已待命运行。然后在测试32确定调度器是否已发回一个“允许区间车S运行”标志。最初，除非区间车已经由于某种原因延迟了，例如有乘客在一定的延长时间内阻止了关门，测试32应该是否定的结果。如果区间车S尚未被允许，测试32的否定结果就使程序通过返回点24进入其他程序。最终，测试32会获得肯定结果并且进入设定这一轿厢(即区间车S的轿厢)运行的步33，使“区间车S运行待命”标志复位的步34，以及使“允许区间车S运行”标志复位的步35。
按照本发明，调度的方案取决于区间车完成一次循环行程所需要的时间长度，以及在可以分散客流量的一组电梯中的区间车数量。为了确定区间车的平均运行时间，每个区间车在步33中设定运行指令时启动一个运行定时器，然后记录直到下一次设定运行指令时经过的时间，从而确定自身的运行时间。然而，运行指令是在轿厢离开低层门厅和轿厢离开高层门厅时设定的，因此，用步33确定何时是上行方向，以便在步34中记录运行定时器的设定，并在步35中在轿厢正要离开门厅按指定的上行方向执行区间车运行时重新初始化运行定时器。然后，通过返回点24回到其他程序。
在脱离竖井上下乘客的一个实施例中，如果采用本发明，开始运行的起点是轿厢在轿厢框架上待命出发，而不是发生在此之前的关门时刻。在本发明的调度器指示一个轿厢开始运行时，本例中选择的运行是在这样的状态下开始的，即水平移动的轿厢已被移入轿厢的轿厢框架，并且在一定时间周期中被锁定。
在图3中，用于单个电梯区间车的程序可以包括用于区间车的各个轿厢的门控制程序38，39。例如，在上述(Attorney DocketNo.0T-2296)号申请中有两个轿厢，在相邻的重叠竖井中各有一个轿厢框架，以及五个水平移动座舱，服务于三个不同阶段上各自的两个平台；在双座舱实施例中有十个座舱。执行转移程序40可以用已在一个平台上装载的座舱替换轿厢框架上刚刚到达的座舱。在上述申请中，转移程序40同时可以完成三或四个座舱的转移。在序号为(Attorney DocketNo.0T-2297)的申请中，转移程序40在单座舱实施例中同时控制两个座舱在一个轿厢框架和平台之间的水平移动，在双座舱实施例中同时控制四个座舱的水平移动。
然后，通过入口点43进入区间车S42的轿厢控制程序。在允许区间车的轿厢开始运行之前，该程序的最后步骤包括仅在测试44确定了有座舱在区间车S的轿厢中被锁定之后才可允许进入的程序部分。在所有座舱均被牢固地锁定在各自的轿厢内之前，在顺序通过图3程序时，测试44的否定结果会通过返回点45进入其他程序。但是，当所有座舱均被锁定在区间车的轿厢中时，在程序部分46中就会设定轿厢的方向，使其离开一个楼层并朝另一楼层运行，然后，步47设定一个“运行待命区间车S”标记，该标记被传送给调度器，以便通知调度器这一区间车已经待命出发。然后在测试50确定调度器是否已传送回一个“允许运行区间车S”的标记。在典型的情况下，调度器不会回传这一标记，因此就会通过返回45进入其他程序。最终，测试50的肯定结果会到达步51，设定区间车S的运行指令，步52使“运行待命区间车S”标记复位，并在步53使“允许运行区间车S”标记复位。区间车S的轿厢在此时处于它们各自的运行控制器的控制之下。测试54要确定低层轿厢的设定方向是不是上行。如果是，就将其作为运行的起点，因此在步55记录运行时间，将此时间设定在运行定时器中，并在步56把运行定时器重新初始化，使其成为运行将要开始的时间。如果把轿厢移动到平台上以便在脱离竖井的状态下上下乘客的一个区间车中仅有一个轿厢，就会针对这一轿厢执行测试54。在彼此同步地调度一个高层电梯和一个低层电梯时，测试54仅需要检测一个轿厢的方向。然后通过返回点45回到其他程序。
在图4中，低层门厅高度程序的上半部分只需要确定在电梯组中有多少轿厢，并且用区间车近来的平均循环行程时间除以区间车的数量，以便确定怎样调度区间车才能按照规则的方式调度区间车。图4程序的第一部分只需要确定在调度组中目前有多少区间车T，并且确定一个新的调度间隔。然后，调度器就等待，直到(a)区间车待命运行，并且(b)调度间隔已经到时，在此后重新初始化调度间隔，用于随后的下一个区间车。
在图4中通过入口点80进入程序，并且在第一步81把组中的轿厢总数T复位到零，并在步82设定区间车指针n，指出组中的第一个区间车。在图1中，可以在一个组中操作的区间车总数N等于10。然后在步83把总运行时间累加器TOTL复位到零。在测试85确定由n指针当前所指的区间车是否处在调度组中。如果是，就在步86中使T计数器增值，并在步87中用区间车n的运行时间(从步34和35获得)使总运行时间增值。如果区间车n不在调度组中，部86和87就被旁路。然后在步87中增加n指针，并用测试88确定n指针是否指在一个大于组中轿厢总数N的数值上，从而表示所有轿厢已经测试完毕。如果不是，测试88的否定结果就使程序回到测试85，检查接着的下一个轿厢是否在调度组中，如果是，就增加T和总运行时间。在测试了所有可能的轿厢之后，测试88的肯定结果使程序进到步91，利用步87的总计数值并且除以参与调度的区间车数量T，产生一个平均运行时间。然后用平均运动时间除以T，获得均匀分配平均运行时间的一个调度间隔。然后进入测试92，检查由S指针当前所指的区间车是否指在调度组中的一个区间车上，如上所述，S指针按顺序表示调度的区间车，以下还要更详细地说明这一点。如果由S指针所指的区间车不在调度组中，测试93的否定结果就进入步93，把S指针依次指向下一个区间车。这就是说，如果图1中的一个区间车例如区间车8此时不在调度组中，在调度区间车7之后，S指针就会指向区间车8。但是，如果到了依次调度下一个区间车的时间，在轿厢总数T中不会对区间车8计数，其循环行程运行时间不会被加入调度间隔中，并且也不会调度区间车8。如果S指针指向组中的一个区间车，测试92的肯定结果就进入一对测试96和97，用于确定区间车S是否已待命运行，并且确定从上一个区间车被调度时开始的间隔是否已经到时。如果二者之一没有满足，否定的结果就使程序通过返回点98回到其他程序。但是，在区间车S进入待命运行状态并且调度间隔已经到时的情况下，测试96和97的肯定结果就进入步101，设定“允许运行S”标志，该标志被用于图2或3中。步102采用步91中确定的间隔重新初始化间隔定时器，并且在步103中增加S指针，然后通过返回点98回到其他程序。
在用单个电梯构成区间车的实施例中，例如在上述序号为(Attorney Docket No.0T-2297)的申请中所述，或是在用多个电梯构成区间车，并且独立调度门厅电梯的实施例中，例如在上述序号为(Attorney Docket No.0T-2230)的未决申请中所述，图4中的测试和步骤96-103在适当情况下可以和图2所示所低层门厅调度程序一起使用，以便用显而易见的方式从高层门厅调度区间车。如果用在同步调度电梯的双电梯系统中，例如在上述序号为(Attorney Docket No.0T-2296)的申请中所述，仅需要使用图5的低层门厅程序，因为区间车中的高层电梯总是和低层电梯同步调度的。
在表示本发明的实施例中，可以在调度组中增加和削减区间车，而不会打乱调度程序。加入调度组的区间车可以将其运行时间初始化，使之成为系统中任一其他区间车的非零的运行时间，或是可以保持其在步34和35中最后确定的运行时间，这一运行时间是在其最后一次在调度组中操作时保留的。
本发明是以自动控制为基础的如果分配给轿厢的允许上下乘客的开门时间太短，就可以把运行时间增加到适当的时间。尽管在本文中没有说明，分配给开门的时间是很容易调节的，这种调节属于现有技术。
图5是用于说明本发明的分散调度方式的简化的定时图。图中的多个时间周期1-31刚好代表大于任一区间车的一个完整循环行程的时间。举例来说，在第一时间周期的起点从高层平台调度区间车1，在第十一周期的起点到达低层平台，并在第十二周期的起点调度它返回高层平台。区间车2仅比区间车1延迟两个时间周期。时间周期12和13代表一个调度间隔，用箭头110表示。在图5的实施例中，区间车3在关门时遇到困难，并且准备在第十六周期的起点开始运行。这样，尽管箭头111表示调度间隔并没有改变，区间车3在接近第十六周期的一半时事实上并没有运行。这是因为，在图4的步102中初始化调度间隔时，由箭头112所示的调度间隔与箭头110和111指示的调度间隔是相同的。区间车4没有遇到困难，因此就在调度间隔期满时立即服从调度。注意到区间车4的轿厢将会在低层平台上停留较长时间，因为在系统出现延迟之前就在时间周期7开始时已经将其调往低层平台了。另一方面要注意的是，在时间周期27中，轿厢3在箭头113指示的时间已经在高层平台上待命了，即使它的到达晚了将近半个周期，仍然处于由箭头114所指的到目前为止还没有调节的调度间隔之后。因此，在箭头113的一点上调度轿厢3时，就产生由箭头115指示的调度间隔。
轿厢4在时间周期18的大约中间由箭头112指示的经过调节的定时间隔结束时作出响应，开始运行。然而，在高层平台上，它在时间周期28和时间周期29的一小部分之内有足够的时间可以准备，以便在箭头115指示的调度间隔期满时离开。这就是说，从这时开始，轿厢4完全恢复了规则的循环，就好象在时间周期16中完全没有发生由轿厢3造成的延迟。在图5中，其他的区间车5-10的响应基本上与区间车4相同，如箭头116和117所示，并且很快恢复到正常的操作。
图5的说明是针对具有独立的低层门厅调度器和高层门厅调度器的系统，例如序号为(Attorney Docket No.0T-2230和0T-2297)的上述申请。如果高层和低层门厅是同步调度的，并且仅使用一个例如图4所示的门厅调度程序，在第十六周期由轿厢3造成的延迟就会立即影响到轿厢10，因为在这种情况下这两个区间车轿厢是一起被调度的。在例如序号为(Attorney Docket No.0T-2296)的上述申请所述的这种系统中，当然不能出现如图5所示的高层门厅发车时间与低层门厅发车时间交错。
所有的上述专利申请均被作为本申请的参考资料。
尽管以上参照示意性实施例表示和说明了本发明，本领域的技术人员显然可以在不脱离本发明的精神和范围的条件下实现各种变更和增删。
权利要求
1分散地调度一组电梯区间车的系统，用电梯区间车在大楼低层的第一门厅与上述大楼高层的第二门厅之间运载乘客，该系统包括多个电梯区间车，各自包括一个在竖井中垂直移动的电梯轿厢，它们响应一个运行指令并且各自确定何时待命运行，并且提供一个表示其运行待命的信号；一个控制器，用于确定在上述组中操作的区间车数量，并且提供表示这一数量的信号，从中计算一个调度间隔，以便按照基本上相等间隔的重复顺序调度上述组中的区间车，并且按照重复的顺序依次调度上述区间车，在从上述顺序中的前一个上述区间车的调度完成时开始的上述调度间隔期满之后响应一个对应的运行待命信号，调度各个区间车。
2按照权利要求1的调度系统，其特征是上述控制器包括用于确定各个区间车在上述门厅之间完成一个循环行程所需的时间周期的装置，提供多个分别表示的运行时间信号，并且把上述组中所有区间车的上述平均运行时间分成与上述组中区间车数量同样多的间隔，从而计算出上述调度间隔。
3调度一组电梯区间车的方法包括以下步骤(a)提供与在上述组中操作的区间车数量有关的调度间隔；并且(b)按顺序调度上述区间车，在从上述顺序中的前一个上述区间车的调度完成时开始的上述调度间隔期满之后，每个区间车在其准备好开始运行时接受调度，选定的上述间隔使得上述区间车按照基本上相等间隔的重复顺序依次接受调度。
4按照权利要求3的调度方法，其特征是上述步骤(a)包括(c)确定上述组中的区间车的平均循环行程运行时间；并且(d)提供上述调度间隔，使其持续时间等于上述平均循环行程运行时间除以上述组中区间车的数量。
全文摘要
按照规则间隔的顺序调度多个电梯区间车(1-10)，上述间隔等于所有区间车的平均循环行程运行时间，在等于所有区间车(91)平均运行时间的一个调度间隔(97)期满之后，在区间车待命运行(96)时允许区间车运行(101，29，50)。
文档编号B66B1/18GK1160012SQ9612169
公开日1997年9月24日 申请日期1996年11月28日 优先权日1995年11月29日
发明者R·C·麦卡锡, A·库尼, P·本内特, G·W·韦尔施克, J·比塔, B·A·包威尔, F·H·巴克, S·C·尹 申请人:奥蒂斯电梯公司