CN101389558A - 电梯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了用于一种在紧急情况中对建筑物进行有效疏散的方法、系统、以及计算机程序，其中可将至少一个电梯用作疏散辅助设备。在该方法中，电梯的组控制监视建筑物的不同楼层上的人员数量。在疏散情况下，在监视的每一时刻将假定有最多人员的楼层设置为较高的优先级。考虑到有限的供应电能，将空闲电梯轿厢导向最高优先级的楼层，在该楼层处电梯被装满。将满载电梯不停止地导向建筑物的出口楼层。系统依靠检测器监视建筑物的不同部分的安全性，并在必要时将人员导向安全的疏散位置，以等待电梯。可以将所谓的运输预报器用作定义优先级的辅助设备。

Description

电梯系统
技术领域
本发明涉及电梯系统，具体涉及在借助于电梯对建筑物进行疏散(evacuate)以及在电梯系统依赖应急电源的情况下电梯的控制。
背景技术
将电梯用户给出的呼叫(call)分配给电梯系统的不同电梯是控制该系统的基本任务之一。分配的目的是为电梯轿厢(elevator car)给出呼叫以便其服务，使得描述电梯系统的运行能力的期望的性能指标(indicator)之一尽可能好。传统地，最常使用的性能指标是例如乘客等待时间和行程时间(traveltime)。典型地，由这些时间计算平均，并建立这些时间的分布(distribution)。在此上下文中，术语“呼叫”被用于通常指代被给出的所有呼叫，即利用位于层站(landing)上的上-下按钮给出的呼叫和在电梯轿厢中给出的目的地楼层呼叫两者。前者为层站呼叫(landing call)，后者为轿厢呼叫(car call)。另外，呼叫可以是根据所谓的目的地控制方法由呼叫发出设备给出的呼叫。在目的地控制方法中，电梯用户利用在电梯厅(elevator lobby)中已有的呼叫设备将其目的地楼层给予系统数据，并且在此情况下不需要在电梯轿厢中给出另外的呼叫。
存在许多类型的呼叫分配方法，并且每个电梯制造商具有其自己的满足电梯用户的、用于实施有效的呼叫分配的方法。每个方法当然包括许多个具有影响该方法的运行的目的的特定参数。可以设计控制使得例如在不同的运输(traffic)情况下采用对于每种情况最适当的一组参数。这就是给予电梯系统如下的机会，即：将其运行适配为对于主要运输情况是最适当的。运输情况可以是例如当系统注册许多同时的层站呼叫或者目的地呼叫时的高峰时间情况。
对于电梯的一个有效的现有技术分配方法是特别是在包含多个电梯的系统中使用遗传算法。例如，在芬兰专利公开FI112856B中描述了遗传算法。遗传算法不完全保证找到最佳值，但在实际应用中得到的结果非常接近最佳值。
如果在建筑物中发生异常事故或者存在恐吓情况，其可能对于该建筑物的用户造成危险，则使用户能够从建筑物安全退出是重要的。这种严重的异常事故可以是对建筑物中的人员有危险的例如火灾、地震、炸弹恐吓或者类似类型的事件。对于建筑物的某些楼层或者对于整个建筑物，在检测到异常事故后可以为该建筑物给出疏散顺序。诸如电梯之类的位于建筑物中的运输系统在此情况下起重要作用。
通常地，在发生火灾情况下，电梯的所有使用被分别禁止。这是因为火灾可能严重损害电梯系统，在该情况下，对于用于将人员疏散到建筑物的出口楼层而言，电梯不再是安全的。这是有可能的：在电梯运行期间电梯停止工作，在该情况下电梯轿厢可能停在楼层之间，使得电梯乘客陷于困境。另外，火或烟雾可能猛烈地蔓延，特别是沿着电梯井(shaft)，在该情况下由于高温或者缺少氧气，电梯不再是安全的场所。而且，用于灭火的灭火水可以例如通过导致系统中的电子部件短路而损害系统的电子部件。
另外，在发生火灾的情况下，将电梯轿厢导向火势已经发展到更严重阶段的楼层、并向该楼层开门是不明智的。在此情况下，危及到已经在电梯中行进的人员的安全，并且如果另外可以假定早先已经将人员从这种楼层疏散，则疏散所需的时间变长。
另一方面，如果电梯系统或者电梯系统的一部分被构造为使得其通过利用适当的结构保护电梯井和电梯机构而良好地耐热，则该电梯系统可以很好地作为建筑物的疏散中可行的额外辅助设备(aid)。在高层建筑物中，这尤其突出，因为沿着楼梯安全疏散大量人员并离开建筑物非常缓慢。如果在紧急情况期间可以安全并合理地控制电梯，则疏散时间可被显著缩短。根据上文，必须根据特定的疏散模式来控制紧急情况中电梯的行进。
另外，当考虑到电梯系统的能量需求时，考虑由于某种原因电力供应被意外断开的情况是重要的。在正常电力供应断开时，如果建筑物的应急发电机可用于电梯，则这种类型的发电机应当启动。应急电能(power)一般不足以满足整个电梯组的需要(如果是较大电梯组的情况)，而是传统地实施电梯的应急电能驱动(EPD)，使得预选择一个或多个电梯，其在由异常情况导致的应急电能使用期间服务乘客。
如果电能中断(outage)发生，容纳乘客的电梯可能停在楼层之间。在此情况下，在现有技术中，当应急发电机已经启动，电梯组控制以预定义顺序一次一个地将电梯返回到驻停楼层(homing floor)(通常是大厅)，在该驻停楼层处乘客可以离开电梯。在该驻停阶段之后，将前述预定义的电梯置于正常服务(作为“完全服务电梯”)。被置于服务的这种类型的电梯的数量取决于电梯在最坏情况下将需要的应急发电机的电能和电能需求。电梯轿厢的负载和配重(counterweight)通常总是不平衡，以所谓的轻方向(空轿厢向上，满轿厢向下)移动电梯比以所谓的重方向(空轿厢向下，满轿厢向上)移动电梯需要更少的电能。现代电梯驱动甚至可以将乘客潜在的势能返回给电力网络，即当以轻方向驱动时或者当电梯减速时作用为发电机。
在特别是在东南亚已经完成并且在近期将要完成的现代摩天大楼中，如果建筑物用作办公使用，在一个楼层中可能有多达200个人员。研究显示，在大约十二层和更高的建筑物中，如果电梯和楼梯二者择一，在清空建筑物方面电梯比楼梯更有效地作用。
在美国，在电梯井中使用烟雾检测器和热量检测器，借此可以检测已经在电梯井中或者其附近已经着火的火灾。如果检测器没有被触发，在紧急情况中允许使用电梯。
公开US6000505提出了一种装置，利用该装置可以在火灾事故期间使用电梯系统对多层建筑物进行疏散。该装置包括被安置在不同楼层上的烟雾检测器。将电梯运输从要进行疏散的楼层导向出口楼层，使得在烟雾检测器检测到烟雾的那些楼层上电梯门不打开。该装置还包括应急电源。根据公开US6000505的配置中的一个问题是该装置不能预报其自身的耐久度(endurance)，其结果可以是电梯正好在一些关键组件由于例如火灾事故中的强热而故障的时刻执行疏散任务。
现有技术的问题是：之前没有提出在楼梯和电梯两者都可被用于疏散的建筑物中的有效的疏散方法。在现有技术中也没有考虑到利用其可以影响疏散速度的所有参数。
发明目的
本发明的目的是提出一种用于在对建筑物进行部分或者全部疏散、并且可用于电梯的电能也受限的情况下电梯系统的电梯的有效控制方法。该目的因而是使获救的人员的数量最大化。
发明内容
根据本发明的方法的特征在于权利要求1的特征部分公开的内容。根据本发明的系统的特征在于权利要求18的特征部分公开的内容。根据本发明的计算机程序的特征在于权利要求35的特征部分公开的内容。本发明的其它实施例的特征在于其它权利要求公开的内容。一些发明实施例也在本申请的说明书附图中呈现。本申请的发明内容也可以与所附权利要求书不同地限定。发明内容还可以由若干单独的发明组成，特别是在按照表述或者暗含的子任务、或者从优点或者所实现的优点的种类的角度考虑本发明时。在此情况下，所附权利要求书中包含的属性中的一些属性从单独的发明构思的角度来看可能是多余的。可以结合其它实施例，在基本发明构思的范围内应用各种实施例的特征。
本发明公开了一种用于从建筑物疏散人员的控制电梯的方法，在该建筑物中，可供电梯系统使用的电能小于正常运行模式。本发明的特征是在建筑物中监视要在建筑物的不同楼层之间移动的人员的数量。此外，在本发明中定义最高优先级的楼层。在此之后，如果空闲电梯的启动未导致超过可供使用的电能，则将该电梯不停止地驱动到所定义的楼层。另外的特征是，如果预定义的楼层处的满载电梯的启动仍然未导致超过可供使用的电能，则将该电梯驱动到建筑物的出口楼层。
在本发明的一个实施例中，依靠轿厢负载称重设备、呼叫数据、位于电梯和/或楼梯的门打开处的检测器来计算要在建筑物中移动的人员的数量。基于该数据，即人员流量，估计建筑物的不同楼层上的人员数量。
在本发明的一个实施例中，将最高优先级给予在检查的时刻估计在其上有最多人员的楼层。
在本发明的一个实施例中，将最高优先级给予在检查的时刻被给予最多的呼叫的楼层。
在本发明的一个实施例中，要驱动的电梯是所谓的往返直达电梯(shuttleelevator)，其在建筑物的出口楼层和上部大厅楼层(upper lobby floor)之间行进，而不在这些楼层之间的各楼层处停止。
在本发明的一个实施例中，要驱动的电梯是所谓的局部电梯(localelevator)，其服务所期望的楼层-到-楼层区域中的所有楼层。
在本发明的一个实施例中，电梯在最高优先级的楼层处装满要疏散的人员，并且在此之后将电梯轿厢不停止地导向出口楼层。
在本发明的一个实施例中，电梯在最高优先级的楼层处仅部分装满。在此之后，可将电梯导向位于最高优先级的楼层和出口楼层之间的至少一个中间楼层。在该中间楼层处，电梯装满要疏散的人员，并且在此之后将电梯不停止地导向出口楼层。
在本发明的一个实施例中，根据所估计的在每个楼层处有多少人员等待疏散来为不同的楼层定义优先级。在此之后，将空闲电梯分配给具有最高优先级的那些楼层，使得在不超过可供电梯使用的电能消耗的上限的情况下系统的输入电能尽可能多。
在本发明的一个实施例中，监视建筑物的楼梯和电梯井的烟雾浓度(concentration)和温度。基于监视数据，可以定义其中烟雾浓度或温度已经超过所设置的阈值的、对人员而言危险的建筑物的电梯厅、电梯、楼梯或者其它区域。在此之后，将人员导向未被定义为危险的期望的电梯厅、电梯、其它楼层、方向或者楼梯。最后，将前述空闲电梯导向人员已经被导向的楼层。
在本发明的一个实施例中，将最高优先级给予所设置的阈值被超过最多的楼层。
在本发明的一个实施例中，如果建筑物的主出口楼层已经被定义为危险并且替代的出口楼层已经被定义为不危险，则将预定义的楼层处的满载电梯不停止地驱动到替代的出口楼层。
在本发明的一个实施例中，在所设置的阈值被超过时激活电梯系统的疏散模式。
在本发明的一个实施例中，手动激活电梯系统的疏散模式。
在本发明的一个实施例中，基于所计算的运输量，利用期望的时间窗(time window)为一周中的每天创建运输分布图(profile)，其中该运输分布图包含关于电梯、自动人行道(travelator)以及楼梯的用户数量的数据。基于该运输分布图，可以预报建筑物的不同楼层上的运输情况和人员数量。
在本发明的一个实施例中，按优先级顺序将电梯导向要进行疏散的楼层，使得在一个电梯停在一楼层处时另一电梯开始移动。
在本发明的一个实施例中，将遗传算法用于定义电梯的路径安排(routing)。
本发明的发明构思还包括类似的系统，其实施所公开的方法的不同应用。该系统包括：监视单元，用于监视要在建筑物的不同楼层之间移动的人员的数量；以及电梯的组控制，用于定义最高优先级的楼层。此外，如果空闲电梯的启动不导致超过可供使用的电能，则电梯的组控制将该电梯不停止地驱动到所定义的楼层。在此之后，如果所定义的楼层处的满载电梯的启动不导致超过可供使用的电能，则电梯的组控制将该电梯驱动到建筑物的出口楼层。
在本发明的一个实施例中，该系统包括烟雾检测器和温度检测器，用于监视建筑物的楼梯和电梯井的烟雾浓度和温度。在此情况下，疏散管理系统定义其中烟雾浓度或温度已经超过所设置的阈值的、对人员而言危险的建筑物的电梯厅、电梯、楼梯或者其它区域。疏散管理系统将人员导向未被定义为危险的期望的电梯厅、电梯、其它楼层、方向或者楼梯。在此之后，电梯的组控制将前述空闲电梯导向人员已经被导向的楼层。
在本发明的一个实施例中，该系统包括运输预报器单元，其基于所计算的运输量，利用期望的时间窗为一周中的每天创建运输分布图。该运输分布图包含关于电梯、自动人行道以及楼梯的用户数量的数据。基于该运输分布图，该运输预报器单元可以预报建筑物的不同楼层上的运输情况和人员数量。
本发明的发明构思还包括计算机程序，其当在数据处理设备上运行时被设计为执行上面所提出的方法的各阶段和它们的不同应用。
本发明的优点在于：依靠该方法，可以使要从特别是高层建筑物疏散的人员的疏散时间比利用例如仅仅使用楼梯而保证的疏散时间缩短。同样地，在紧急情况中人员快速朝疏散电梯移动的情况下，利用该方法可以提高安全性。本发明的另一优点还在于，当施行电能限制时，电梯系统仍然实现惊人的良好性能。
附图说明
图1表示关于本发明的流程图，其描述与疏散情况有关的电梯控制方法，
图2a、图2b、图2c表示本发明中的一种方式的示例，在本发明中利用该方式在三个电梯的系统中疏散人员，以及
图3表示根据本发明在电梯系统中实施例所需要的装备。
具体实施方式
本发明公开了一种使用建筑物的电梯有效疏散建筑物的方法。可以假定建筑物包含电梯和楼梯、以及自动人行道、或者仅这些类型的运输工具中的一些。如果被监视的建筑物是高层的，其可包含往返直达电梯和所谓的局部电梯。往返直达电梯意在用于高层建筑物中的较长的楼层-到-楼层距离，使得往返直达电梯仅服务例如高层建筑物的上部的楼层。在此情况下，从大厅楼层仅可以进入期望的上部楼层，反之亦然。这使得在高层建筑物的上部楼层上能够进行快速电梯服务。
必须注意，往返直达电梯比所谓的传统电梯消耗更多的电能。
除了往返直达电梯，也需要所谓的局部电梯，利用该局部电梯服务高层建筑物的其它楼层。在此情况下，对于局部电梯允许中间停止，并且它们在较短的楼层-到-楼层区域中服务。可以将马来西亚吉隆坡的双峰塔(PetronasTower)的电梯系统视为示例。该建筑物具有88个楼层。双峰塔的电梯系统包括意在用于乘客运输的35个电梯，其中29个是双轿厢电梯。这意味着将一个电梯轿厢连接另一电梯轿厢的顶部的两个电梯轿厢布置在同一电梯井中。将双轿厢往返直达电梯布置在建筑物中，使得它们将人员从大厅直接运送楼层41和42，楼层41和42作用为所谓的上部大厅楼层。往返直达电梯不服务其它楼层，但局部电梯组服务期望的楼层-到-楼层区域。例如，电梯组B服务从大厅到楼层23到37，反之亦然。一方面，从上部大厅楼层出发的电梯组D和E服务建筑物的上部楼层。另一方面，由于安全性规定，建筑物必须包含这样的电梯：利用该电梯可以从大厅到达所有的楼层。在双峰塔示例中，该电梯是用于营救员工和管理人员。所谓的消防电梯也可以用于这种电梯。
通过如图1的流程图的示例来描述根据本发明的方法。根据图1的情况是紧急情况，其需要建筑物的至少部分疏散。然而，在该示例中，假定电梯可被用作与楼梯一起的疏散辅助设备。本发明的方法的开始点可被视作在建筑物10中发生的紧急情况或者紧急情况的恐吓。该紧急情况可以是例如在建筑物的部分中突发的火灾、逼近的热带风暴、炸弹恐吓或者恐怖主义行动。在火灾的情况下，例程典型地是：电梯一点也不可以使用，因而要疏散的人员已被导向沿着楼梯向出口楼层行走。在本发明中，利用电梯显然的是：为有效清空建筑物获得额外的能力，并且紧急情况发生的结果是激活疏散模式11。在位于建筑物中的温度检测器或者烟雾检测器检测到火灾已经开始时，该激活可以自动发生。另一方面，可以例如通过大厅执勤工作人员、外部操作员或者当局激活疏散模式。在此情况下，该操作员可以是例如电梯系统的控制室中的雇员。
在根据本发明的方法中，可以利用其自身是现有技术的运输测量以及基于其的预期的运输量的预报。缩写TF(代表英文术语运输预报)可被用于指代该系统。在TF中，检测轿厢负载，使得测量轿厢中逐步发生的质量的增加或减少。利用逐步的监视，至少大体上可以在每个停止处检测移动到轿厢中以及离开轿厢的人员数量，而不管一个乘客的重量如何。而且，呼叫数据可由TF系统使用。代替轿厢负载称重设备或者除了轿厢负载称重设备之外，可以在电梯的门中和/或在楼梯中使用光电元件(photocell)，因而如果可以假定一次仅一个人员穿过门打开处，则可以准确确定走入电梯轿厢和走出电梯轿厢的人员的准确数量。确定进入运输、退出运输、楼层间运输的运输量，并且将15分钟选择为一个所监视的时间窗的长度。例如对于相关的时间长度(time span)(早上7点到晚上18点)在办公建筑物中执行监视，但对于住宅建筑物可以监视运输的全天分布。对于一周中的所有日子执行监视。从所测量的数据获得一周的交通分布图。可以考虑上周的交通分布图，使得对刚刚测量的一周给赋予0.5的加权，并且由所有之前测量的各周计算的总和分布图也被以因数0.5来加权。在此情况下，包括历史数据在内，但是最新的测量数据得到相对较大的加权。因而，在某种方式中，这是学习系统。作为结果获得的总和分布图给出某一时刻典型的预期运输容量数据。
关于TF的问题是难以定义当一个楼层或整个建筑物完全空了时的时间点。该问题尤其在住宅建筑物、酒店以及出版社中发生，在其中不可能例如像对于办公建筑物那样假定夜晚建筑物是完全空的。
利用上述实时监视16a，可以将关于人员移动的信息给予组控制。当系统另外在某一时刻接收到例如关于当建筑物完全空了时的时间点的初始数据时，TF在期望的时间点处具有每个楼层上的人员数量17的较好的估计。
另一方面，在本发明中，运输预报器能够预测一周中期望的日子与期望的时间点处的运输情况16b。因此在此上下文中，假定一周中的某一日子和某一时间点处在每个楼层上检测的运输和人员数量变化不大。在此情况下，可以信任由TF给出的预报。依靠该预报，同样可以确定任何时刻每个楼层上的人员数量17。
接下来，基于该时刻建筑物的楼层的充满程度，将有关疏散情况的优先级给予该楼层。在该情况下，假定要进行疏散的楼层必须被完全清空，并且根据位于这些楼层上的人员数量将这些楼层置于重要性序列中。这是为楼层设置优先级的非常直接的方式，但特别是在使用往返直达电梯时，对于每次每个向下驱动使电梯尽可能满载是重要的。
在当被分配给具有较大数量人员的楼层的电梯到达该楼层，在电梯厅中等待的人员的数量并不像在块17中推断的那样大时的情况下，可能发生问题。尽管如此，仍可以认为：当真实的紧急情况发生时激活了疏散，在该情况下，在电梯厅中等待电梯的人员数量与由系统测量或者预报的楼层人员总数非常好地相关。当然，在电梯厅不是危险得使人员不能停留的地方时，该假设保持正确。
在本发明中，当在疏散模式下运行时，不必须需要监视层站呼叫或者所谓的目的地呼叫。然而，当定义优先级时，可以监视例如层站呼叫按钮已经被按压的楼层，或者在目的地系统中，可以监视每个楼层被给予的目的地呼叫的数量。
在紧急情况中，也可能发生电梯系统的电力电源的中断或者断开。如果有可用的应急电源，可以通过切换该应急电源来替换断开的电力电源。在建筑物中运行的发电机可以作用为应急电能。应急电源典型地具有某一最大电能，其限制可供电梯使用的电能。系统的电能消耗也由系统的主保险丝的量值限制。因而，应急电源的保险丝或者容量对于电梯系统的瞬时电能消耗设置上限14。另外，必须考虑到除了移动电梯之外，对于维持其它必要的功能也可能需要应急电源的能量。这种功能可以是例如建筑物的部分照明。
在此之后，在电梯的组控制分配电梯(例如依靠遗传算法)时，其也使用电梯的每个路径选项中的电梯路径所需要的电能消耗。组控制的任务是确保为每个电梯选择路径，使得在沿该路径行进时不超出电能的上限。在块15中执行该路径选项的寿命(viability)的监视和检测。
实践中，上限的存在使得特别是在所谓的重方向上必须约束同时移动的电梯的数量。例如，向下运送相对空的电梯是重方向运输。电能限制的结果在实践中通常是：一个电梯停止时，另一个电梯开始移动。可以实施由组控制执行的电能的监视，使得首先监视在该时刻移动的电梯所消耗的电能。该系统另外得知从大厅楼层向上的空载电梯的启动消耗多少电能。如果电能的上限与在检验的时刻消耗的电能之差至少是一个电梯的启动所需的电能，但小于两个电梯的启动所需的组合的电能，则组控制对于朝向要进行疏散并且根据最高优先级的楼层的一个电梯的分配和启动给予许可。可在期望的时间间隔处监视所消耗的组合电能。
在根据本发明的方法中，优选地还可以能够监视在建筑物的楼梯中移动的人员流量。在该情况下，可以比通过仅监视电梯运输准确得多地确定任何时刻每个楼层上的量。
另外，如果建筑物包含楼梯和自动人行道，非常优选的是还使用楼梯和自动人行道来与电梯一起进行疏散。例如，依靠位于门打开处的传感器，系统能够确定在每个楼层上还有多少人员等待疏散。另外，优选的是系统能够例如依靠显示面板通知人员最好移动到哪里，使得可以使得疏散时间尽可能短，并且使得疏散本身安全。另一方面，建筑物的不同部分以及电梯和楼梯(期望的楼层、期望的电梯或者期望的楼梯)的安全性状态也影响它们要被导向的位置。在疏散情况中，将人员导向的最佳位置当然也与电梯的移动状态、可供使用的总电能、紧急情况的严重性以及出于安全性原因人员不能被导向的建筑物的不同部分的规范(specification)相关。
本发明的特征还在于：如果建筑物包含所谓的往返直达电梯，则将其中之一分配给具有最高优先级的楼层13，使得作为电梯启动的结果不超过电能消耗的上限。执行将往返直达电梯导到疏散楼层的控制，而不停止在中间楼层，即使在该楼层处有仍然存在的层站呼叫或者基于监视16可以假定在该楼层上仍然有人员。以此方式，保证到最高优先级的楼层的最短的可能服务时间。如果建筑物不包含往返直达电梯，将作为分配算法的结果可用的电梯系统处的任何电梯分配给要进行疏散的楼层。
在电梯到达要进行疏散的最高优先级的楼层时，电梯门打开，并且人员可以移动到电梯轿厢中18。意图是尽可能地装满电梯。当人员移动到电梯轿厢中时，系统例如依靠轿厢负载称重设备和/或门传感器保存移动到电梯轿厢中的人员数量的记录。电梯在达到轿厢的最大负载时或者在电梯厅中的所有人员已经移动到电梯轿厢中时关闭电梯门。在此之后，将电梯不停止地驱动到建筑物的出口楼层19，使得在此情况下电梯的启动和电梯自身的运行也不导致超出电能消耗的上限。电梯门打开，并且人员能够离开建筑物。然而，系统同时监视出口楼层是否足够安全，即，在大厅中火灾是否已经蔓延得很远或者是否存在大量烟雾。在此情况下，如果存在替代的出口楼层并且如果该替代的出口楼层比该出口楼层提供通常更安全的逃离路径，则系统可以将电梯导向该替代的出口楼层。
图2a到图2c通过示例的方式表示在作为紧急情况的结果已经激活建筑物的疏散的情况中人员流量的发展。附图的情况按时间顺序发展，从而t1<t2<t3。在第一情况(图2a)中，两个电梯轿厢位于建筑物的大厅楼层处，两者都静止。携带要疏散的三个人员的一个电梯在六层处向下行进。在建筑物的不同楼层的电梯厅中，人员在等待电梯，其中有八个人员在七层，六个人员在六层，三个人员在四层。在检查的时刻t＝t1，电梯H2 21已经被导向出口楼层，即一层。在同一时刻，组控制在其监视建筑物中的人员移动时断定在该特定时刻在七层上有最多的人员。在七层可能已经按压了层站呼叫按钮，但不必须是该情况。由于在建筑物的每个楼层处的人员数量是相对好的估计，因此可以高度概率为实际上有最多人员在电梯厅中等待的楼层设置最高优先级。在时刻t＝t1，电梯H1 20因而从组控制接收控制信号，并开始朝着七层移动。
在图2b中，在稍后的时刻，在时刻t＝t2检查情况。在该检查的时刻，电梯H120到达了要进行疏散的七层，并且四个人员移动到了电梯轿厢H1中。由于不能将更多的人员装入电梯，剩下的人员逗留在该楼层上并等待。在同一时刻，电梯H2 21在其向下的行程中现在已经到达大厅楼层，在该大厅楼层，乘坐该电梯的三个乘客正离开该建筑物(出口)。在同一时刻，系统检测到电梯H1 20正以所谓的轻方向(满轿厢向下)离开。在图2b的示例中，系统检测到由应急发电机许可的最大电能尚未被完全使用(特别是，如果当以轻方向行进时能量可被返回以供系统使用)。出于此原因，组控制器允许电梯H3 22朝着六层启动(在六层处有最多的人员在电梯厅中等待)。
图2c对于其部分表示在时刻t＝t3建筑物中的情况。在该时刻，电梯H120已经完成了将乘客运送到一层、地面层，并且人员正准备朝向出口离开电梯。同时电梯H3 22已经到达要进行疏散的楼层—七层，并正准备从七层的电梯厅接收登乘的乘客。当电梯H1 20和H3 22停止的同时，组控制推断电能容量被释放，并且组控制因此许可电梯H2 21朝着上部的楼层离开。在检查的时刻，七层已经得到最高优先级，因而七层是电梯H2的目标楼层以便进行疏散。电梯的控制依此原则继续，直到建筑物已被清空为止，或者直到紧急情况已经被例如撤消(如果其是错误警报)为止。
在图2a-图2c的示例中，必须注意在疏散中也可以使用楼梯。无论如何对于人员来说使用楼梯是自然的，这是因为例如如果火灾发生传统上人员已经被指引不使用电梯。为了组控制保持知道建筑物中的人员数量，关于这一点也监视从每个电梯厅通向楼梯的门是有用的。
作为另一示例，可以考虑在要进行疏散的楼层处不可能装满电梯的情况。因而，电梯包含比在最高优先级的楼层上进入电梯的乘客的输送容量更多的输送容量。在此情况下，优选的是在疏散运行的路径上将电梯导向中间楼层，并在该中间楼层处将电梯轿厢尽可能地装满。在此之后，满载的电梯轿厢可以被不停止地驱动到建筑物的大厅楼层或者替代的出口楼层。
图3通过示例的方式描述了与本发明有关的装备。将一个或多个电梯30a、30b布置在建筑物中，并且该示例描述了其中的两个电梯。每个电梯具有控制块31a、31b，其中最重要的组件是作用为电梯轿厢的动力源(powersource)的发动机。从本发明的角度来看，关于算法运算的重要部件是电梯的组控制器33。在组控制器33那里处理电梯的实际分配，换言之，计算电梯的路径安排使得满足期望的标准(诸如平均等待时间保持低于期望值)，并且在组控制器33那里考虑不同的操作模式(例如打开疏散模式)。组控制器33需要来自电梯30a、30b的关于每个电梯的状态32a、32b的信息。状态数据包含电梯的位置和其运动状态两者、以及移动的阶段(恒定速度、加速、减速)。电梯系统的组控制器33当然连接到每个电梯的控制器31a、31b。
在本发明中，还需要疏散管理系统34a，其管理位于建筑物中的监视组件被监视，并且在必要时基于该监视组件激活不同的操作模式，诸如疏散模式。不但疏散管理系统从烟雾检测器和温度检测器35接收输入信号，而且可以例如通过电梯控制室的操作员36手动激活疏散模式。因而，疏散模式的激活可以自动或者手动地发生。
另外，电梯的组控制器33接收关于可用的电能34b的信息作为其输入数据。可以从使用中的应急电源的电能直接确定电能消耗的上限，或者在该组控制器33中考虑诸如照明之类的需要电能的建筑物的所有其它必要功能来确定该上限。因而，可用的电能34b表示无论何时电梯系统的消耗都不能超过的电能限制。
可以将建筑物的用户的向导系统连接到疏散管理系统34a。在火灾的情况下，在例如不能将疏散电梯导向人员当前位于的楼层并且在最近的楼梯不是安全的应急出口时，如果人员接收到关于他们应当努力抵达的位置或方向或楼层的信息，则这是有用的。在此情况下，优选的是将人员导向期望的楼梯，或者导向包含可运行的电梯的期望的电梯厅。该向导可以例如利用位于电梯厅的呼叫按钮附近的向导显示器、或者利用位于过道上的绿色LED显示器实施(诸如，以可以标记应急出口的方式)。
由块37中的装备控制对建筑物中人员的监视。监视人员的移动的系统的部件是每个电梯轿厢中的轿厢负载称重设备39a、电梯门中的光电元件39b、楼梯的门中的光电元件39d、以及其它适当位置中的光电元件、以及任何自动人行道开口中的传感器。获得从一个楼层移动到另一个楼层的人员数量的至少一个较好的估计。另一方面，如果可以假定一次只有一个人员走出电梯门，则可以依靠轿厢负载称重设备39a逐步监视轿厢的总质量的改变。因而由描述改变的这些楼梯的数量确定轿厢中人员数量的改变。
上面描述的运输预报器(TF)38利用已经为所谓的典型日子计算的运输数据。由该数据，可以预报检查的日子在要检查的时刻的运输容量、以及例如在检查的时刻办公建筑物的不同楼层上的人员数量的较好估计。运输预报器因而经由监视的控制模块37与监视装备39a到39d紧密合作地起作用。
可以通过将往返直达电梯构造成防火来在安全性方面使本发明所需的装备被更好地保护。在非常高的建筑物中在所有电梯中建造防火是非常昂贵的，但是当考虑到疏散模式时，特别是更好地保护往返直达电梯及其电梯井防火是理智的。
本发明不单独限于上面描述的实施例，而是在由所附权利要求书限定的发明构思的范围内可以有许多变化。

Claims (51)

1.一种用于从建筑物疏散人员的控制电梯的方法，其中，可供该电梯系统使用的电能小于正常运行模式中的电能，其特征在于该方法包括以下阶段：
监视要在该建筑物的不同楼层之间移动的人员的数量；
定义最高优先级的楼层；
如果空闲电梯的启动未导致超过可供使用的电能，则将该电梯不停止地驱动到所定义的楼层；以及
如果所定义的楼层处的满载电梯的启动未导致超过可供使用的电能，则将该电梯驱动到该建筑物的出口楼层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
依靠轿厢负载称重设备、呼叫数据、位于该电梯和/或楼梯的门打开处的检测器来计算要在该建筑物中移动的人员的数量；以及
基于人员流量估计该建筑物的不同楼层上的人员数量。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
将该最高优先级给予在检查的时刻估计其上有最多人员的楼层。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
将该最高优先级给予在检查的时刻被给予最多的呼叫的楼层。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在该方法中驱动的电梯是往返直达电梯，其在该建筑物的出口楼层和上部大厅楼层之间行进，而不在这些楼层之间的各楼层处停止。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在该方法中驱动的电梯是局部电梯，其服务所期望的楼层-到-楼层区域中的所有楼层。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
该电梯在该最高优先级的楼层处被装满；以及
将该电梯不停止地导向该出口楼层。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
该电梯在该最高优先级的楼层处被部分装满；
将该电梯导向位于该最高优先级的楼层和该出口楼层之间的至少一个中间楼层；
该电梯在该中间楼层处被装满；以及
将该电梯不停止地导向该出口楼层。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
根据所估计的在每个楼层处有多少人员在等待疏散来为不同的楼层定义优先级；以及
将空闲电梯分配给具有最高优先级的那些楼层，使得在不超过电能消耗的上限的情况下该系统的输入电能尽可能多地供电梯使用。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
监视该建筑物的楼梯和电梯井的烟雾浓度和温度；
将其中该烟雾浓度或该温度已经超过所设置的阈值的该建筑物的电梯厅、电梯、楼梯或者其它区域定义为对人员危险；
将人员导向未被定义为危险的期望的电梯厅、电梯、其它楼层、方向或者楼梯；以及
将前述空闲电梯导向人员已经被导向的楼层。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
将最高优先级给予该所设置的阈值被超过最多的楼层。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
如果该建筑物的主出口楼层已经被定义为危险并且替代的出口楼层已经被定义为不危险，则将所定义的楼层处的满载电梯不停止地驱动到该替代的出口楼层。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
在该所设置的阈值被超过时激活该电梯系统的疏散模式。
14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
手动激活该电梯系统的疏散模式。
15.根据权利要求2所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
基于所计算的运输量，利用期望的时间窗为一周中的每天创建运输分布图，其中该运输分布图包含关于该电梯、自动人行道以及楼梯的用户数量的数据；以及
基于该运输分布图，预报该建筑物的不同楼层上的运输情况和人员数量。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
按优先级顺序将该电梯导向要进行疏散的楼层，使得在一个电梯停在一楼层处时另一电梯开始移动。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包括以下阶段：
将遗传算法用于定义该电梯的路径安排。
18.一种用于使用电梯系统的电梯(30)作为辅助设备从建筑物疏散人员的系统，其中可供该电梯系统使用的电能(34b)小于正常运行模式中的电能，其特征在于该系统包括：
监视单元(37)，用于监视要在该建筑物的不同楼层之间移动的人员的数量；
电梯的组控制(33)，用于定义最高优先级的楼层；
电梯的组控制(33)，用于在空闲电梯(30)的启动不导致超过可供使用的电能(34b)时，将该电梯(30)不停止地驱动到所定义的楼层；以及
电梯的组控制(33)，用于在所定义的楼层处的满载电梯(30)的启动不导致超过可供使用的电能(34b)时，将该电梯(30)驱动到该建筑物的出口楼层。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
监视单元(37)，用于依靠轿厢负载称重设备(39a)、呼叫数据、位于该电梯(39b)和/或楼梯(39d)的门打开处的检测器来计算要在该建筑物中移动的人员的数量；以及
监视单元(37)，用于基于人员流量估计该建筑物的不同楼层上的人员数量。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，用于将该最高优先级给予在检查的时刻估计在其上有最多人员的楼层。
21.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，用于将该最高优先级给予在检查的时刻被给予最多的呼叫的楼层。
22.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：所驱动的电梯(30)是往返直达电梯，其出口楼层和上部大厅楼层之间行进，而不在这些楼层之间的各楼层处停止。
23.根据权利要求18所述的系统，其特征在于：所驱动的电梯(30)是局部电梯(30)，其服务所期望的楼层-到-楼层区域中的所有楼层。
24.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，允许电梯(30)在该最高优先级的楼层处被装满；以及
电梯的组控制(33)，用于将电梯(30)不停止地导向该出口楼层。
25.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，允许电梯(30)在该最高优先级的楼层处被部分装满；
电梯的组控制(33)，用于将电梯(30)导向位于该最高优先级的楼层和该出口楼层之间的至少一个中间楼层；
电梯的组控制(33)，允许电梯(30)在该中间楼层处被装满；以及
电梯的组控制(33)，用于将电梯(30)不停止地导向该出口楼层。
26.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，用于根据所估计的在每个楼层处有多少人员在等待疏散来为不同的楼层定义优先级；以及
电梯的组控制(33)，用于将空闲电梯(30)分配给具有该最高优先级的那些楼层，使得在不超过电能消耗(34b)的上限的情况下该系统的输入电能尽可能多地供该电梯(30)使用。
27.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
烟雾检测器和温度检测器(35)，用于监视该建筑物的楼梯(39d)和电梯井的烟雾浓度和温度；
疏散管理系统(34a)，用于定义其中该烟雾浓度或该温度已经超过所设置的阈值的、对于人员而言危险的建筑物的电梯厅、电梯(30)、楼梯(39d)或者其它区域；
疏散管理系统(34a)，用于将人员导向未被定义为危险的期望的电梯厅、电梯(30)、其它楼层、方向或者楼梯(39d)；以及
电梯的组控制(33)，用于将前述空闲电梯(30)导向人员已经被导向的楼层。
28.根据权利要求27所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，用于将该最高优先级给予该所设置的阈值被超过最多的楼层。
29.根据权利要求27所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，用于在该建筑物的主出口楼层已经被定义为危险并且替代的出口楼层已经被定义为不危险时，将所定义的楼层处的满载电梯(30)不停止地驱动到该替代的出口楼层。
30.根据权利要求27所述的系统，其特征在于该系统还包括：
疏散管理系统(34a)，用于在该所设置的阈值被超过时激活该电梯系统的疏散模式。
31.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
疏散管理系统(34a)，用于手动激活该电梯系统的疏散模式。
32.根据权利要求19所述的系统，其特征在于该系统还包括：
运输预报器单元(38)，用于基于所计算的运输量、利用期望的时间窗为一周中的每天创建运输分布图，其中该运输分布图包含关于该电梯(30)、自动人行道(39c)以及楼梯(39d)的用户数量的数据；以及
运输预报器单元(38)，用于基于该运输分布图预报该建筑物的不同楼层上的运输情况和人员数量。
33.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该系统还包括：
电梯的组控制(33)，用于按优先级顺序将该电梯(30)导向要进行疏散的楼层，使得在一个电梯停在一楼层处时另一电梯开始移动。
34.根据权利要求18所述的系统，其特征在于该电梯的组控制(33)还将遗传算法用于定义该电梯(30)的路径安排。
35.一种使用电梯系统的电梯作为辅助设备从建筑物疏散人员的计算机程序，其中可供该电梯系统使用的电能小于正常运行模式中的电能，并且该计算机程序包括程序代码，该程序代码当在数据处理设备上运行时被设计来执行以下阶段的算法：
监视要在建筑物的不同楼层之间移动的人员的数量；
定义最高优先级的楼层；
如果空闲电梯的启动未导致超过可供使用的电能，则将该电梯不停止地驱动到所定义的楼层；以及
如果满载电梯的启动未导致超过可供使用的电能，则将该电梯不停止地驱动到该建筑物的出口楼层。
36.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
依靠轿厢负载称重设备、呼叫数据、位于该电梯和/或楼梯的门打开处的检测器来计算要在该建筑物中移动的人员的数量；以及
基于人员流量估计该建筑物的不同楼层上的人员数量。
37.根据权利要求36所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
将该最高优先级给予在检查的时刻估计其上有最多人员的楼层。
38.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
将该最高优先级给予在检查的时刻被给予最多的呼叫的楼层。
39.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于根据该程序代码驱动的电梯是往返直达电梯，其在该建筑物的出口楼层和上部大厅楼层之间行进，而不在这些楼层之间的各楼层处停止。
40.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于根据该程序代码驱动的电梯是局部电梯，其服务所期望的楼层-到-楼层区域中的所有楼层。
41.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
在该最高优先级的楼层处装满该电梯；以及
将该电梯不停止地导向该出口楼层。
42.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
在该最高优先级的楼层处部分装满该电梯；
将该电梯导向位于该最高优先级的楼层和该出口楼层之间的至少一个中间楼层；
在该中间楼层处装满该电梯；以及
将该电梯不停止地导向该出口楼层。
43.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
根据所估计的在每个楼层处有多少人员在等待疏散来为不同的楼层定义优先级；以及
将空闲电梯分配给具有该最高优先级的那些楼层，使得在不超过电能消耗的上限的情况下该系统的输入电能尽可能多地供电梯使用。
44.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
监视该建筑物的楼梯和电梯井的烟雾浓度和温度；
定义其中该烟雾浓度或该温度已经超过所设置的阈值的、对人员而言危险的该建筑物的电梯厅、电梯、楼梯或者其它区域；
将人员导向未被定义为危险的期望的电梯厅、电梯、其它楼层、方向或者楼梯；以及
将前述空闲电梯导向该人员已经被导向的楼层。
45.根据权利要求44所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
将该最高优先级给予该所设置的阈值被超过最多的楼层。
46.根据权利要求44所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
如果该建筑物的主出口楼层已经被定义为危险并且替代的出口楼层已经被定义为不危险，则将所定义的楼层处的满载电梯不停止地驱动到该替代的出口楼层。
47.根据权利要求44所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
在该所设置的阈值被超过时激活该电梯系统的疏散模式。
48.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
手动激活该电梯系统的疏散模式。
49.根据权利要求36所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
基于所计算的运输量，利用期望的时间窗为一周中的每天创建运输分布图，其中该运输分布图包含关于该电梯、自动人行道以及楼梯的用户数量的数据；以及
基于该运输分布图，预报该建筑物的不同楼层上的运输情况和人员数量。
50.根据权利要求35所述的计算机程序，其特征在于该程序代码当在数据处理设备上运行时还被设计来执行以下阶段：
按优先级顺序将该电梯导向要进行疏散的楼层，使得在一个电梯停在一楼层处时另一电梯开始移动。
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