CN103803362B - 电梯群管理系统 - Google Patents

Abstract

将在接近平衡重和电梯轿厢的重量平衡的状态下行驶的电梯轿厢用于分配时，即使行驶状态接近平衡重和电梯轿厢的重量平衡状态，也会将可能导致能量损耗增加的电梯轿厢用于分配，此时，节能效果降低。提供一种从多台电梯中分配响应门厅呼叫的电梯的电梯群管理系统，在该电梯群管理系统中，将在相对于成为电力运行和再生运行的转变边界的所述多台电梯中的各台电梯的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内人数或者规定的轿厢内载重量，所述门厅呼叫的乘客乘入后的电梯轿厢内的预测乘坐率、预测人数或者预测负载值小于所述规定乘坐率、规定轿厢内人数或者规定载重量并且该值与所述规定值相接近的状态下行驶的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢。

Description

电梯群管理系统

技术领域

本发明涉及一种电梯群管理系统，尤其是涉及一种在电梯门厅发生了电梯呼叫时，从多台电梯轿厢中选择分配给门厅呼叫的电梯轿厢的电梯群管理系统。

背景技术

电梯群管理系统是将多台电梯轿厢作为一个轿厢群进行管理的系统，能够向乘客提供高效率的运行服务。具体而言，电梯群管理系统实施分配控制，将多台电梯轿厢(例如3台至8台)作为一个轿厢群进行管理，在某一个楼层发生了门厅呼叫(在电梯门厅进行的电梯呼叫)时，从该组电梯轿厢中选择一台适当的电梯轿厢分配给所述门厅呼叫。

作为本技术领域的现有技术，已知由日本国专利特开平9-227033号公报(专利文献1)公开的技术。在该公报公开了一种方法，其针对新发生的门厅呼叫(在电梯门厅进行的电梯呼叫)，以降低根据电梯轿厢负荷评价出的耗电量的方式来决定分配轿厢。例如，在电梯轿厢上升时，使得重量与平衡重保持平衡的电梯轿厢容易被用作分配轿厢。

在国际公开10/047201号公报(专利文献2)中公开了一种方法，在该方法中，将行驶时的电力运行(Power operating)作功量与行驶时的电力运行损失量相加并变换为电力值的非负值的电力运行的电力值和行驶时的再生运行(Generation operating)作功量的绝对值减去行驶时的再生运行损失量的绝对值并变换为电力值的非负值的再生运行的电力值作为电梯轿厢的分配综合评价指标使用。

在先技术文献

专利文献

专利文献1日本国专利特开平9-227033号公报

专利文献2国际公开10/047201号公报

发明内容

在专利文献1和专利文献2所公开的电梯群管理系统中，作为与门厅呼叫相对应的电梯轿厢的分配方法，将平衡重的重量和电梯轿厢的重量接近平衡状态的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢。可是，由于电梯电力运行时的由逆变器和电动机产生的损耗与电梯再生运行时的由逆变器和电动机产生的损耗不同，所以即使平衡重的重量和电梯轿厢的重量接近平衡状态，也有可能将能量损耗大的电梯轿厢用于分配，存在节能效果小的问题。

本发明的目的在于提供一种能够有效降低耗电量的电梯群管理系统。

解决方案

本发明可以从多个观点来把握，从其中的一个观点来把握的本发明的电梯群管理系统如下所述。此外，从其他的观点来把握的本发明的电梯群管理系统在以下所述的本发明的实施方式的说明等中加以说明。

具体而言，为了解决上述课题，本发明提供一种从多台电梯中分配响应门厅呼叫的电梯的电梯群管理系统，在该电梯群管理系统中，将在相对于成为电力运行和再生运行的转变边界的所述多台电梯中的各台电梯的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内人数或者规定的轿厢内载重量，所述门厅呼叫的乘客乘入后的电梯轿厢内的预测乘坐率、预测人数或者预测负载值小于所述规定乘坐率、规定轿厢内人数或者规定载重量并且该值与所述规定值相接近的状态下行驶的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢。

发明效果

根据本发明的电梯群管理系统，通过将因乘客乘入电梯而使得能量损耗变小并且在能量损耗小的状态下行驶的电梯轿厢设置成容易被用作分配轿厢，能够通过轿厢分配来降低电梯轿厢整体的能量损耗，从而能够提高节能效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施例所涉及的电梯群管理系统整体的控制方块图的例示图。

图2是预测路径生成部分的内部方块图的例示图。

图3是呼叫搜索部分的说明图。

图4是端部楼层推测部分的说明图。

图5是预测路径修正部分的动作的说明图。

图6损耗最小化函数设定部分的内部方块图的例示图。

图7是表示能量特性运算部分的处理流程示例的说明图。

图8是能量损耗的说明图。

图9是损耗最小化函数的说明图。

图10是节能评价指标运算部分的说明图。

图11是节能评价指标运算部分的说明图。

具体实施方式

以下参照附图等并且参照实施例对本发明的实施方式进行说明。以下的实施例用于表示本发明的内容的具体示例，而本发明并不受到该等实施例的限定。本行业人员可以在本说明书所公开的技术思想的范围内进行各种变更和修正。此外，在用于说明实施例的各附图中，具有相同功能的部分采用相同的符号表示，并省略其重复的说明。

第一实施例

在本实施例对能够有效降低耗电量的电梯群管理系统的一例进行说明。

首先参照图8对电梯的轿厢(或者称为“电梯轿厢”)行驶时的乘坐率、耗电量以及能量损耗之间的关系进行说明。在图8中，虚线表示电动机和逆变器的效率为100％时的耗电量，实线表示实际的耗电量，图中的涂色部分表示实际的耗电量与效率为100％时的耗电量之间的差分，该差分相当于由电动机和逆变器产生的能量损耗。该能量损耗，在图8(a)和图8(b)均呈现出乘坐率越接近后述的乘坐率优先阈值(电力运行时和再生运行时的耗电量变小)，该差分越小，乘坐率越远离乘坐率优先阈值(电力运行时和再生运行时的耗电量变大)，该差分越大的趋势。此外，从因为分配给门厅呼叫的电梯轿厢的乘坐率的增加而引起的能量损耗的变化来看，当乘坐率在乘坐率优先阈值以下时，分配引起的损耗降低，在乘坐率大于乘坐率优先阈值时，分配引起的损耗增大。

以下参照图1进行说明。

图1是本实施例的电梯群管理系统整体的控制方块图。K台电梯轿厢22A～22C的运行由各台电梯的单体电梯控制装置21A～21C分别控制，各个单体电梯控制装置由群管理控制部分1统一控制。

在大楼的各个楼层安装有门厅呼叫(在电梯门厅进行的呼叫)登录装置3A，3B，输入到门厅呼叫登录装置中的门厅呼叫信号也发送到群管理控制部分1中。在此，门厅呼叫登录装置3A，3B例如是通过上下方向的按钮来呼叫电梯的装置。

在各台电梯轿厢22A～22C中分别设置有轿厢内的目的地楼层登录装置23A～23C以及轿厢内负载传感器24A～24C。此外，在各台电梯轿厢22A～22C中检测目的地楼层的信息、与电梯轿厢内的乘坐人数相对应的负载状况和与上下电梯人数相对应的负载变化等的信息，并且经由各个单体电梯控制装置21A～21C将该等信息发送给群管理控制部分1。另外，单体电梯控制装置21A～21C还将各台电梯轿厢的位置和方向等表示运行状态的信息发送给群管理控制部分1。

以下对群管理控制部分1进行说明。群管理控制部分1的动作流程如下：在新发生了门厅呼叫的情况下，根据所获得的多种信息，利用分配评价函数对K台电梯轿厢中的各台电梯轿厢进行评价，选择最为合适的电梯轿厢，并将该电梯轿厢分配给该门厅呼叫。

首先，在轿厢和各层门厅信息收集部分100中收集从各个单体电梯控制装置21A～21C和门厅呼叫登录装置3A，3B输入的各台电梯轿厢的状态、各个楼层的电梯门厅的状态以及各个楼层的上下电梯的乘客人数的信息等。各个楼层的电梯门厅的状态以及各个楼层的上下电梯的乘客人数的信息还可以包括表示是否从门厅呼叫登录装置3A，3B输入了呼叫的信息、表示是否从轮椅乘客用的门厅呼叫登录装置(未图示)输入了轮椅乘客的呼叫的信息或者监视用摄像机等对电梯轿厢内的拥挤度的判断信息等。此外，作为各个楼层的上下电梯的乘客人数的信息，可以使用预先调查到的或者作为实际数据的平均值等获得的各个楼层的平均的上下电梯的乘客人数。

在轿厢和大楼规格数据存储部分(或者也可以称为“规格数据存储部分”)101中，将电梯轿厢的额定速度和额定加速度、电梯轿厢的重量、额定装载重量、平衡重的重量、大楼的楼层数以及各个楼层的间距等计算行驶时的转矩所需的参数存储在存储器等存储装置中。上述各种参数在电梯设置时进行初始设定，并在此后的参数变更时进行变更设定。

在预测到达时间运算部分102中，根据在轿厢和各层门厅信息收集部分100中收集到的各台电梯轿厢的状态、各个楼层的电梯门厅的状态和各个楼层的上下电梯人数的信息以及存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的电梯轿厢的速度和大楼的楼层数以及各个楼层的间距等，针对各台电梯轿厢，推测并运算为各个楼层的各个方向的呼叫提供服务而到达各个楼层为止的时间。

在预测路径生成部分103中，根据在轿厢和各层门厅信息收集部分100中收集到的各台电梯轿厢的状态、各个楼层的电梯门厅的状态和各个楼层的上下电梯人数信息，作为各台电梯轿厢的预测路径，推测并计算方向反转楼层和最终停止位置。预测路径生成部分103的详细内容在后述部分加以说明。

在轿厢内预测人数运算部分104中，根据在轿厢和各层门厅信息收集部分100中收集到的由各台电梯轿厢的轿厢内操作按钮输出的轿厢呼叫信息、各台电梯轿厢的当前的轿厢内人数、各个楼层的门厅呼叫的信息、在预测到达时间运算部分102中算出的各台电梯轿厢的预测到达时间以及在预测路径生成部分103中推测并算出的各台电梯轿厢的预测路径，计算各台电梯轿厢从预测路径上的各个楼层出发时的各台电梯轿厢的轿厢内人数。轿厢内预测人数运算部分104的详细内容在后述部分加以说明。

在预测乘坐率运算部分105中，根据在轿厢内预测人数运算部分104中算出的从预测路径上的各个楼层出发时的各台电梯轿厢的轿厢内预测人数以及存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的轿厢额定乘坐人数计算从新发生了门厅呼叫(以下称为“新门厅呼叫”)的楼层出发时的预测乘坐率。具体而言，将轿厢内预测人数除以轿厢额定乘坐人数而得到的值作为预测乘坐率。

在损耗最小化函数设定部分106中根据预先计算并设定的乘坐率优先阈值设定用于使在图8中进行了说明的能量损耗实现最小化的损耗最小化函数。包括乘坐率优先阈值的计算方法在内，损耗最小化函数设定部分106的详细内容在后述部分加以说明。

在节能评价指标运算部分107中，根据在损耗最小化函数设定部分106中设定的损耗最小化函数，计算在预测乘坐率运算部分105中算出的各台电梯轿厢的预测路径上的各个楼层的预测乘坐率的节能评价指标。节能评价指标的具体计算方法在后述部分加以说明。

接着，将该节能评价指标最小的电梯轿厢作为与新门厅呼叫相对应的电梯轿厢进行分配。由此，能够优先将在乘坐率小于或者等于乘坐率优先阈值且与乘坐率优先阈值相接近的状态下行驶的电梯轿厢分配给门厅呼叫，或者使得该电梯轿厢容易被用作分配轿厢，通过优先将能够减少能量损耗的电梯轿厢用作分配轿厢，能够降低电梯轿厢整体的能量损耗，从而能够提高节能效果。

另一方面，如图1所示，还可以设置成除了节能评价指标以外，还对其他评价指标作出考虑，并在这基础上来选择分配给新门厅呼叫的分配轿厢。例如，设置如下所述的计算等待时间评价指标的等待时间评价指标运算部分108和计算其他评价指标的其他评价指标运算部分109，并且在对轿厢分配进行综合评价的综合评价指标运算部分110中决定分配的综合指标。

可以设置根据在轿厢和各层门厅信息收集部分100中收集到的各台电梯轿厢的轿厢内人数、轿厢呼叫信息、各个楼层的门厅呼叫信息以及在预测到达时间运算部分102中算出的到达各层的预测时间来计算各台电梯轿厢的等待时间评价指标的等待时间评价指标运算部分108。例如，可以根据各台电梯轿厢的等待时间代入1～100的指标。此外，将各台电梯轿厢的等待时间评价指标设置成等待时间越短，等待时间评价指标越小。例如，在对5台电梯轿厢进行统一管理时，也可以简单地按照等待时间的长短，从短到长依序赋予20，40，60，80，100的指标。

此外，也可以设置根据在轿厢和各层门厅信息收集部分中收集到的信息等来计算轿厢拥挤度评价指标(设置成越拥挤该指标越大)等的除等待时间和节能以外的评价指标的其他评价指标运算部分109。例如，可以设置成根据各台电梯轿厢的其他评价基准，代入1～100的指标。

在综合评价指标运算部分110中，在除了节能评价指标运算部分107以外还设置有等待时间评价指标运算部分108以及其他评价指标运算部分109的情况下，根据在各个运算部分中算出的各项评价指标，计算下式(1)所示的综合评价指标。

Φ_T(k)＝Φ_w(k)+W_EΦ_E(k)+w₀Φ₀(k) …(1)

式中，Φ_T(k)表示k号电梯的综合评价指标，Φ_w(k)表示k号电梯的等待时间评价指标，Φ_E(k)表示k号电梯的节能评价指标，Φ₀(k)表示k号电梯的其他评价指标，W_E表示相对于节能评价指标的加权系数，w₀表示相对于其他评价指标的加权系数。作为加权系数值的确定方法，例如在分配控制中，在人流量超过了规定量时，减小W_E而使得更为重视等待时间缩短效果，另一方面，在人流量在规定值以下时，加大W_E而使得更为重视节能效果。另外，也可以根据上班时间、下班时间和平时等大楼内的人流量的特征来决定加权系数值，或者也可以根据时间段来决定加权系数值。

在分配轿厢决定部分111中，根据在综合评价指标运算部分110中算出的各台电梯轿厢的综合评价指标，通过下式(2)来决定分配轿厢C。

C＝min(Φ_T(k)) …(2)

并且，也可以设置成在相对于新的门厅呼叫决定了分配轿厢后，使用综合评价指标计算能否对已经分配给某一台电梯轿厢的门厅呼叫进行分配变更。

以下对图1的控制方块图进行详细的说明。

首先对预测路径生成部分103进行详细的说明。图2表示预测路径生成部分103的内部模块。预测路径生成部分103由呼叫搜索部分1031、端部楼层推测部分1032以及预测路径修正部分1033构成。

在呼叫搜索部分1031中，如图3所示，将各台电梯轿厢行驶一周的行驶区间按照行驶方向划分为3个区间，并在各个区间搜索相关电梯轿厢所分担的门厅呼叫和轿厢呼叫。在作为呼叫搜索对象的电梯轿厢是临时分配轿厢时，假定新发生的门厅呼叫已经分配给了该电梯轿厢。也就是说，假定由临时分配轿厢来分担新发生的门厅呼叫

在端部楼层推测部分1032中，如图4所示，根据搜索到的门厅呼叫和轿厢呼叫，推测并计算电梯轿厢的方向反转楼层和最终停止位置。例如，在图4(1)所示的场合，由于区间1内的轿厢呼叫楼层是比区间2的最初的门厅呼叫的楼层更靠端部的楼层，所以从区间1到区间2的方向反转楼层1成为区间1的最终的轿厢呼叫楼层。在区间2中存在门厅呼叫。进行了门厅呼叫的乘客到哪个楼层还无法正确预测。为此，假定该乘客前往区间2的最终楼层。因此，从区间2到区间3的方向反转楼层2成为区间2的最终楼层。区间3中也存在门厅呼叫。因此，最终停止位置为区间3的最终楼层。

在上述说明中，在存在门厅呼叫时，将该区间的最终楼层作为方向反转楼层或者最终停止位置，但也可以根据过去的实际的方向反转楼层和最终停止位置的频率来进行推测，并且也可以不将区间内的最终楼层，而将门厅呼叫楼层到区间内的最终楼层的一半的楼层作为方向反转楼层或者最终停止位置。此外，也可以在不同的方向采用不同的设定方法。

另外，最终停止位置并不一定非要在区间3内，根据区间2和区间3中的呼叫的情况，最终停止位置也可以在区间1或者区间2内。

在预测路径修正部分1033中，根据在端部楼层推测部分中推测并计算出的各台电梯轿厢的最终停止位置来选择响应将来时间点的电力消耗有变大风险的门厅呼叫(以下称为“有风险呼叫”)的电梯轿厢，并且对该电梯轿厢的预测路径进行追加和修正，使得该响应有风险呼叫的电梯轿厢从最终停止位置响应有风险呼叫。

以下参照图5的具体例进行说明。如图5(a)所示，A号电梯、B号电梯和C号电梯的由端部楼层推测部分1032推测出的电梯轿厢的最终位置分别为8层、6层和7层。此时，假定为1层发生了有风险呼叫，需要上述电梯轿厢中的一台电梯轿厢来响应该有风险呼叫。例如，如图5(a)所示，由最终位置离1层最近的B号电梯来响应该有风险呼叫。此时，B号电梯在轿厢为空载的状态下从6层行驶到1层。

如图8所示，在进行下降运行时，乘坐率为0的空载轿厢的能量损耗最大。因此，当在作为最下层的1层发生了有风险呼叫时，响应有风险呼叫所需行驶的距离变长，需要在能量损耗最大的状态下进行长距离行驶。该状态会导致耗电量增大而不理想，因此在事先进行评价尤为重要。

为此，在预测路径修正部分1033中，如图5(b)所示，对预测路径进行追加和修正，使得在考虑到选择响应有风险呼叫(图5的场合为B号电梯)可能会发生有风险呼叫的基础上来响应有风险呼叫。根据该修正后的预测路径预测轿厢内人数，并根据预测乘坐率和损耗最小化函数来算出节能评价指标，由此使得响应有风险呼叫时的能量损耗大(在能量损耗最大的状态下进行长距离行驶)的电梯轿厢变得难以被用作分配轿厢，由此能够减少损耗，能够提高节能效果。

在上述说明中，假定有风险呼叫发生在作为最下层的1层，而在除了大厅楼层之外还存在地下层等场合，也可以假定发生在大厅楼层。也就是说，可以设定为下方的乘入乘客最多的楼层。

以下对轿厢内预测人数运算部分104进行详细的说明。在轿厢内预测人数运算部分104中，计算从各台电梯轿厢的预测路径即从电梯轿厢的当前位置起到方向反转楼层1为止的区间1、从方向反转楼层1起到方向反转楼层2为止的区间2以及从方向反转楼层2起到最终停止位置为止的区间3中的各层出发时的各台电梯轿厢的轿厢内预测人数。

在各个区间，i层的轿厢内预测人数P(i)根据下式(3)计算。

P(i)＝P’(i)-P_C-OUT(i)-P_H-OUT(i)+P_H-IN(i) …(3)

式中，P_C-OUT(i)表示i层的轿厢呼叫的预测下电梯人数，P_H-OUT(i)表示i层的门厅呼叫的预测下电梯人数，P_H-IN(i)表示i层的门厅呼叫的预测上电梯人数。此外，P’(i)表示相同区间的i层的前一个楼层的轿厢内预测人数。在区间1内，P(电梯轿厢的当前位置)＝当前的轿厢内人数，在区间2内，P(方向反转楼层1)＝0，在区间3内，P(方向反转楼层2)＝0。

P_C-OUT(i)也可以设定为当前的轿厢内人数除以该电梯轿厢所分担的轿厢呼叫的数量而得到的值，并且也可以设定为学习各个楼层的下电梯人数，针对该电梯轿厢所分担的楼层，按照学习到的下电梯人数的比率对当前的轿厢内人数进行分配而得到的值。

P_H-OUT(i)也可以设定为算出i层以前的楼层的门厅呼叫的预测上电梯人数的合计值，并将该合计值除以i层以后的楼层数而得到的值，并且也可以设定为算出i层以前的楼层的门厅呼叫的预测上电梯人数的合计值，并且针对i层以后的楼层，按照学习到的下电梯人数的比率对该合计值进行分配而得到的值。此外，i层以前的楼层的门厅呼叫的预测上电梯人数的合计值也可以由i层以前的楼层的门厅呼叫的次数来取代。

P_H-IN(i)可以是各个楼层统一的人数(例如1人)，也可以只将大厅楼层设定为不同的人数(例如2人)。此外，也可以设置成学习各个楼层的上电梯人数，并根据学习到的i层的上电梯人数算出的与时间的推移相对应的人数。

在上述说明中，针对各个区间计算了轿厢内预测人数，该计算是到最终停止位置所存在的区间为止的运算。也就是说，在最终停止位置存在于区间1或者区间2时，只需要计算到对应的区间为止。可是，针对在预测路径修正部分1033中被选定为有风险呼叫响应轿厢的电梯轿厢，可以将修正前的预测路径中的最终停止位置起至修正后的预测路径中的最终停止位置为止的区间视为以空载轿厢的状态行驶的区间，并将轿厢内预测人数设为0。

以下对损耗最小化函数设定部分106进行详细的说明。图6表示损耗最小化函数设定部分106的内部模块。损耗最小化函数设定部分106由能量特性运算部分1061和损耗最小化函数设定部分1062构成。

能量特性运算部分1061根据存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的计算行驶时的转矩所需的参数，计算乘坐率优先阈值。乘坐率优先阈值是成为上升方向运行和下降方向运行中的电力运行和再生运行的转变边界的阈值，将所述多台电梯中的各台电梯的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内乘坐人数或者规定的轿厢内载重量作为参数表示。在以下的说明中，由于采用规定的轿厢内乘坐率进行说明，所以称为“乘坐率优先阈值”，而如上所述，由于该阈值是成为电力运行和再生运行的转变边界的阈值，所以在以下的说明或者权利要求书中有时简称为“阈值”。

能量特性运算部分1061由参数设定部分1061a、耗电量运算部分1061b以及乘坐率优先阈值决定部分1061c构成。

在参数设定部分1061a中，设定计算乘坐率优先阈值所需的乘坐率作为乘坐率参数。

在耗电量运算部分1061b中，根据存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的用于计算行驶时的转矩的参数(电梯轿厢的额定速度、电梯轿厢的重量或者大楼的层数等)以及在参数设定部分1061a中设定的乘坐率参数来计算耗电量。

在乘坐率优先阈值决定部分1061c中，针对在耗电量运算部分1061b中算出的耗电量，将在参数设定部分1061a中设定的多个乘坐率参数中的评价最好的乘坐率参数决定为乘坐率优先阈值。

图7表示能量特性运算部分1061的处理流程。

FC100至FC107为计算上升方向的乘坐率优先阈值ρ_E(UP)的处理。

在FC100中，对表示耗电量最小值的E_min进行初始化。此时，只需将与预计的耗电量的值相比充分大的值设定为初始值即可。

在FC101中，通过参数设定部分1061a，将乘坐率参数ρ初始化为0。

在FC102中，计算乘坐率为ρ(0～100％)时的上升行驶的场合的耗电量E(ρ)。在此，E(ρ)可以通过下式(4)进行概算。例如，以1％为单位计算乘坐率ρ的各个耗电量E(ρ)并进行保存即可。

E(ρ)＝P_acc(ρ)×T_acc/2+P_const(ρ)×T_const+P_dcc(ρ)×T_dcc/2 …(4)

式中，P_acc(ρ)表示加速行驶时的消耗电力，T_acc表示加速行驶时间，P_const(ρ)表示恒速行驶时的消耗电力，T_const表示恒速行驶时间，P_dcc(ρ)表示减速行驶时的消耗电力，T_dcc表示减速行驶时间。

P_acc(ρ)、P_const(ρ)、P_dcc(ρ)的乘坐率为ρ时的消耗电力P(ρ)可以通过下式(5)进行概算。

P(ρ)＝{(J×2×K_R×α)/D_S+(M_ca+M_RL×ρ/100-M_CW+M_loss)×D_S×g/(2×K_R)}

×V×K_R×2/(60×D_S)×_η …(5)

式中，J表示惯性矩，α表示加速度，M_ca表示轿厢重量，M_RL表示额定载重量，M_CW表示平衡重的重量，M_loss表示行驶损耗，D_S表示绳轮的直径，V表示行驶速度。加速度α在恒速时为0，在加速时为正的加速度，在减速时为负的加速度。此外，K_R是取决于吊索卷绕方式(吊索在电梯轿厢和平衡重上的卷绕方法)的系数，例如在K_R＝2时表示吊索卷绕方式为2∶1的卷绕方式，作用在吊索上的负载与吊索卷绕方式为1∶1的场合相比为1/2。

J可以通过下式(6)进行概算。

J＝M×D_S ²/(4×K_R)+J_R …(6)

式中，J_R表示旋转系统的惯性矩，M可以通过下式(7)进行概算。

M＝(M_ca+K_RL×ρ/100+M_CW)/K_R+(M_rp+M_tal)×H/(2×K_R) …(7)

式中，M_rp表示吊索的单位长度的重量，M_tal表示尾缆的单位长度的重量，H表示行驶距离。

此外，在式(5)中，η表示效率，在电力运行行驶时η＝1/(η_m×η_inv)，在再生运行行驶时η＝η_m×η_inv。η_m和η_inv分别表示电动机效率和逆变器效率。

根据存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的数据，采用式(4)至式(7)，对乘坐率为ρ时的上升行驶时的耗电量E(ρ)进行概算。行驶距离H为电梯达到额定速度所需的充分的距离。

在FCl03中，对耗电量最小值E_min和表示E(ρ)的绝对值的|E(ρ)|进行比较，在|E(ρ)|较小时，在FC104中更新E_min，并进入FC105，在|E(ρ)|等于或者大于E_min时，直接进入FC105。

在FC105中，在ρ小于100时，进入FC106，在ρ加上1后返回FC102，计算新的ρ的耗电量E(ρ)。在等于或者大于100时，进入FC107。

在FC107中，作为上升方向的乘坐率优先阈值ρ_E(UP)，选择在FC104中进行了最终更新的E_min。

FC108至FC115是计算下降方向的乘坐率优先阈值ρ_E(DOWN)的处理。由于该处理的运算与上升方向的乘坐率优先阈值ρ_E(UP)的运算基本相同，所以在此仅对FC110中的乘坐率为ρ时的下降行驶时的耗电量E(ρ)的概算方法进行说明。在下降运行时，E(ρ)可以通过下式(8)来进行概算。

E(ρ)＝P_acc(ρ)×T_acc/2+P_const(ρ)×T_const+P_dcc(ρ)×T_dcc/2 …(8)

此外，乘坐率为ρ时的消耗电力P(ρ)可以通过下式(9)来进行概算。

P(ρ)＝{(J×2×K_R×α)/D_S-(M_ca+M_RL×ρ/100-M_CW-M_loss)×D_S×g/(2×K_R)}

×V×K_R×2/(60×D_S)×η …(9)

式(9)中的J与式(6)的J相同。

根据存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的数据，采用式(6)至式(9)，对乘坐率为ρ时的下降行驶时的耗电量E(ρ)进行概算。

通过上述方法，可以算出上升方向的乘坐率优先阈值ρ_E(UP)和下降方向的乘坐率优先阈值ρ_E(DOWN)。在上述说明中，通过式(4)至式(9)进行了运算，但也可以通过将吊索和尾缆的重量视为0，将轿厢重量视为额定装载重量的恒定乘数，将平衡重的重量视为额定装载重量的恒定乘数，能够以更简易的方法算出耗电量。此外，通过FC101和FC109以及FC105和FC113将上升方向和下降方向的乘坐率优先阈值的搜索范围设定为乘坐率0％～100％，但也可以将该等乘坐率优先阈值的搜索范围设定为在上升方向时为30％至50％的值，在下降方向时为50％至70％的值，由此可以在预先设定的范围内进行搜索。

此外，在搜索范围内，从作为搜索起点的乘坐率到作为乘坐率优先阈值的乘坐率，随着ρ增大，|E(ρ)|的值变小，从作为乘坐率优先阈值的乘坐率到作为搜索终点的乘坐率，随着ρ增大，|E(ρ)|的值变大。因此，可以在耗电量最小值E_min不再更新时结束搜索。

此外，在上述图8中，效率为100％时的耗电量是式(5)和式(9)中的η＝1.0时的耗电量。

在损耗最小化函数设定部分1062中，根据在能量特性运算部分1061中算出的乘坐率优先阈值，设定用于对分配时的图8所示的能量消耗进行最小化的评价函数。在图9中示出了相对于上升方向的新发生的门厅呼叫的损耗最小化函数以及相对于下降方向的新发生的门厅呼叫的损耗最小化函数。图9中的损耗最小化指标是与决定新发生的门厅呼叫的分配轿厢时的节能有关的指标，例如可以是1至100的值。损耗最小化指标值越小，表示节能性能越高，所以将损耗最小化指标值小的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢。

如图9所示，在上升方向和下降方向都是与乘坐率大于乘坐率优先阈值的场合相比，乘坐率在乘坐率优先阈值以下时的损耗最小化指标值较小。其理由是，如图8所示，在将乘坐率大于乘坐率优先阈值的电梯轿厢分配给门厅呼叫，会导致能量损耗增大，而通过将乘坐率在乘坐率优先阈值以下的电梯轿厢分配给门厅呼叫，能够降低能量损耗。因此，通过优先将乘坐率在乘坐率优先阈值以下的电梯轿厢分配给门厅呼叫，能够降低电梯轿厢整体的能量损耗，从而能够提高节能效果。

此外，在图9中，在乘坐率等于或者小于乘坐率优先阈值的区域，设定为乘坐率越接近乘坐率优先阈值，损耗最小化指标值越小。其理由是，通过从乘坐率等于或者小于乘坐率优先阈值的多台电梯轿厢中优先选择乘坐率较高的电梯轿厢用于分配，能够降低能量的损耗。

另一方面，在图9中，在乘坐率大于乘坐率优先阈值的区域，设定为乘坐率越远离乘坐率优先阈值，损耗最小化指标值越大。其理由是，通过从乘坐率大于乘坐率优先阈值的多台电梯轿厢中优先选择乘坐率较低的电梯轿厢用于分配，能够降低分配轿厢的能量损耗。

如上所述，根据预先存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的各种参数，在能量特性运算部分1061中计算乘坐率优先阈值，并且在损耗最小化函数设定部分1062中设定损耗最小化函数，由此能够在分配轿厢时使电梯轿厢整体的能量损耗最小化，能够提高节能效果。

预先存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的各种参数在电梯设置时存储，能量特性运算部分1061中的乘坐率优先阈值的计算以及损耗最小化函数设定部分1062中的损耗最小化函数的设定也在电梯设置时进行，并且保存在各个部分的存储器等的存储装置中。此外，在此后对存储在轿厢和大楼规格数据存储部分101中的各种参数进行了变更时，能量特性运算部分1061中的乘坐率优先阈值的计算以及损耗最小化函数设定部分1062中的损耗最小化函数的设定也再次进行。

以下参照图10和图11所示的具体例对节能评价指标运算部分107进行详细的说明。在图10中有A号电梯和B号电梯这两台电梯，A号电梯在3层朝向上方行驶，B号电梯在2层朝向下方行驶。假设在某一楼层发生了新的门厅呼叫，并且将该门厅呼叫临时分配给了A号电梯，此时，A号电梯的方向反转楼层1为5层，方向反转楼层2为1层，最终停止位置为5层，B号电梯的方向反转楼层1为1层，方向反转楼层2为5层，最终停止位置为1层。并且，假定在预测乘坐率运算部分105中算出的从预测路径上的各个楼层出发时的预测乘坐率为图11中所示的值。

此时，A号电梯的节能评价指标是将新的门厅呼叫临时分配给了A号电梯时的A号电梯的预测路径上的损耗最小化指标的合计值Sum_A(A)与将新的门厅呼叫临时分配给了A号电梯时的B号电梯的预测路径上的损耗最小化指标的合计值Sum_A(B)的和。具体来说是，可以通过下式(10)来计算。

在此，图11所示的Sum_A(A)使用乘坐率为ρ时的上升行驶时的损耗最小化函数f_UP(ρ)以及乘坐率为ρ时的下降行驶时的损耗最小化函数f_DOWN(ρ)并且通过下式(11)来计算。

Sum_A(A)＝f_UP(15)+f_UP(15)+f_DOWN(50)+f_UP(55)+f_DOWN(50)+f_DOWN(60)

+f_UP(20)+f_UP(10)+f_UP(10)+f_UP(5) …(11)

Sum_A(B)同样也可以通过式(11)来算出。

对上述方法进行一般化，将门厅呼叫临时分配给了k号电梯时的节能评价指标可以通过下式(12)计算。

此时，Sum_k(1)可以通过下式(13)算出。

Sum_k(1)＝∑_{n：全区间}∑_{i：区间n的楼层}f_{dir(k，l，n)}(ρ_k(l、n，i)) …(13)

式中，dir_(k，l，n)表示将新的门厅呼叫临时分配给了k号电梯时的1号电梯在区间n的行驶方向，ρ_k(l、n，i)表示将新的门厅呼叫临时分配给了k号电梯时的1号电梯在区间n的i层的预测乘坐率。

此外，在式(13)中，将预测路径上的各个楼层的损耗最小化指标相加，而在各个楼层之间的间距不同的场合，也可以将间距差反映出来。例如，在某一楼层间的间距为大楼的平均楼层间距的1.5倍时，可以将与该楼层间距相对应的楼层的损耗最小化指标设定为1.5倍。

通过上述方法，能够获得将新的门厅呼叫临时分配给了k号电梯时的节能评价指标该节能评价指标是分配给某一电梯轿厢k时的所有电梯轿厢的损耗最小化指标的合计值，所以，节能评价指标能够使电梯轿厢整体的损耗变得最小。

在上述第一实施例的电梯群管理系统中，将行驶时的耗电量为零时的乘坐率作为乘坐率优先阈值，将在乘坐率小于或者等于乘坐率优先阈值且乘坐率与乘坐率优先阈值相接近的状态下行驶的电梯轿厢分配给新的门厅呼叫，或者使得该电梯轿厢容易被用作分配轿厢，由此能够在轿厢分配中优先分配能量损耗少的电梯轿厢，能够提高节能效果。

此外，在上述第一实施例的电梯群管理系统中，在进行轿厢分配时，不仅能够减少各台电梯轿厢所分担的呼叫的损耗，而且还能够减少将来发生的有风险呼叫的损耗，所以能够降低当前到将来的损耗，能够提高节能效果。

另外，在上述第一实施例的电梯群管理系统中，由于在将门厅呼叫分配给某一台电梯轿厢时对所有的电梯轿厢的损耗作出了考虑，所以能够通过轿厢分配来降低所有的电梯轿厢整体的损耗，能够提高节能效果。

另外，在上述第一实施例的电梯群管理系统中，由于根据等待时间评价指标和节能评价指标来构成综合评价指标，所以能够在等待时间不会大幅度恶化的情况下提高节能效果。

在本实施例中，将行驶时的耗电量为零时的乘坐率(由传感器检测到的装载重量除以额定装载重量而得到的比率)作为乘坐率优先阈值，并将乘坐率优先阈值作为决定优先分配轿厢时的一个条件，但本发明并不仅限于使用乘坐率，也可以将轿厢内乘客的重量(由传感器检测到的装载重量)或者乘坐人数(装载重量除以标准体重得到的人数或者由监视用摄像机识别到的人数)作为优先阈值使用。在本实施例中，将以乘坐率、乘客重量和乘客人数中的任一项作为参数算出的行驶时的耗电量为零时的阈值作为乘坐率优先阈值。此外，应将乘坐率理解为乘坐率、乘客重量和乘客人数的总称。

符号说明

1 群管理控制部分

100 轿厢和各层门厅信息收集部分

101 轿厢和大楼规格数据存储部分

102 预测到达时间运算部分

103 预测路径生成部分

104 轿厢内预测人数运算部分

105 预测乘坐率运算部分

106 损耗最小化函数设定部分

107 节能评价指标运算部分

108 等待时间评价指标运算部分

109 其他评价指标运算部分

110 综合评价指标运算部分

111 分配轿厢决定部分

21A～C 单体电梯控制装置

22A～C 电梯轿厢

23A～C 轿厢内操作按钮

24A～C 负载传感器

3A～B 门厅操作按钮

Claims (14)

1.一种电梯群管理系统，其具有：多台电梯轿厢，多台所述电梯轿厢中分别设置有轿厢内操作按钮和用于检测轿厢内乘客的重量或者人数的传感器；以及电梯群管理控制部分，所述电梯群管理控制部分接收从设置在电梯门厅内的门厅操作按钮输出的对所述电梯轿厢的门厅呼叫，并且从多台所述电梯轿厢中分配与所述门厅呼叫相对应的电梯轿厢，所述电梯群管理系统的特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有阈值运算部分和分配轿厢决定部分，

所述阈值运算部分计算多台所述电梯轿厢的上升方向运行和下降方向运行中的成为电力运行和再生运行的转变边界的阈值以作为由多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内乘坐人数和规定的轿厢内载重量中的任一项表示的阈值，

所述分配轿厢决定部分针对多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢，根据由将新发生的门厅呼叫临时分配给电梯轿厢时的、电梯轿厢的时间轴上的预测路径中的各个楼层的电梯轿厢内的预测乘坐率、预测乘坐人数和预测负载值中的任一项表示的预测值与所述阈值的比较结果，将所述预测值小于所述阈值并且与所述阈值相接近的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢，其中，该时间轴上的预测路径由所述电梯轿厢的包括所述新发生的门厅呼叫在内的预测停靠层来决定。

2.如权利要求1所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有预测到达时间运算部分，

所述预测到达时间运算部分针对各台所述电梯轿厢，推测并计算各台所述电梯轿厢为各个楼层的各个方向的呼叫提供服务而到达各个楼层为止的时间。

3.一种电梯群管理系统，其具有：多台电梯轿厢，多台所述电梯轿厢中分别设置有轿厢内操作按钮和用于检测轿厢内乘客的重量或者人数的传感器；以及电梯群管理控制部分，所述电梯群管理控制部分接收从设置在电梯门厅内的门厅操作按钮输出的对所述电梯轿厢的门厅呼叫，并且从多台所述电梯轿厢中分配与所述门厅呼叫相对应的电梯轿厢，所述电梯群管理系统的特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有阈值运算部分、预测路径生成部分以及分配轿厢决定部分，

所述阈值运算部分计算多台所述电梯轿厢的上升方向运行和下降方向运行中的成为电力运行和再生运行的转变边界的阈值以作为由多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内乘坐人数和规定的轿厢内载重量中的任一项表示的阈值，

所述预测路径生成部分针对多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢，根据所述电梯轿厢所分担的门厅呼叫和轿厢呼叫，生成时间轴上的预测路径，

所述分配轿厢决定部分针对多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢，根据由所述时间轴上的预测路径中的各个楼层的电梯轿厢内的预测乘坐率、预测乘坐人数和预测负载值中的任一项表示的预测值与所述阈值的比较结果，将所述预测值小于所述阈值并且与所述阈值相接近的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢。

4.如权利要求1或者3所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述阈值运算部分具有规格数据存储部分、能量运算部分以及评价指标函数设定部分，

所述规格数据存储部分用于存储计算各台所述电梯轿厢行驶时的转矩所需的包括所述电梯轿厢的额定速度和所述电梯轿厢的重量的规格数据，

所述能量运算部分根据所述规格数据，计算与规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内乘坐人数、规定的轿厢内载重量中的任一项相对应的耗电量，

所述评价指标函数设定部分根据所述耗电量设定评价指标，

所述电梯群管理系统根据所述评价指标将所述预测值小于所述阈值并且与所述阈值相接近的电梯轿厢设定成容易被用作分配轿厢。

5.如权利要求3所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有预测到达时间运算部分，

所述预测到达时间运算部分针对各台所述电梯轿厢，推测并计算各台所述电梯轿厢为各个楼层的各个方向的呼叫提供服务而到达各个楼层为止的时间。

6.如权利要求5所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述预测路径生成部分生成将新发生的门厅呼叫临时分配给多台所述电梯轿厢中的任一台电梯轿厢时的所有电梯轿厢的时间轴上的预测路径。

7.如权利要求5所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分根据由所述预测路径生成部分生成的所有的电梯轿厢的预测路径，选择响应将来发生的呼叫的电梯轿厢作为将来呼叫响应轿厢，

所述电梯群管理控制部分具有预测路径修正部分，所述预测路径修正部分对所述预测路径进行追加和修正，使得所述将来呼叫响应轿厢的所述预测路径响应所述将来发生的呼叫。

8.如权利要求6所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分根据由所述预测路径生成部分生成的所述所有电梯轿厢的预测路径，选择响应将来发生的呼叫的电梯轿厢作为将来呼叫响应轿厢，

所述电梯群管理控制部分具有预测路径修正部分，所述预测路径修正部分对所述预测路径进行追加和修正，使得所述将来呼叫响应轿厢的所述预测路径响应所述将来发生的呼叫。

9.如权利要求2、5至8中任一项所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有轿厢内预测人数运算部分，

所述轿厢内预测人数运算部分根据在所述预测到达时间运算部分中推测并算出的各台所述电梯轿厢的预测到达时间，在所述预测路径的各个楼层计算从发生了所述门厅呼叫的门厅呼叫楼层出发时的各台所述电梯轿厢的轿厢内预测人数。

10.如权利要求9所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有预测乘坐率运算部分，

所述预测乘坐率运算部分根据在所述轿厢内预测人数运算部分中算出的各台电梯的所述预测路径的各个楼层的轿厢内人数以及各台所述电梯轿厢的轿厢额定乘坐人数，计算从门厅呼叫楼层出发时的预测乘坐率。

11.如权利要求10所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述电梯群管理控制部分具有评价指标运算部分，

所述评价指标运算部分根据在所述评价指标函数设定部分中设定的评价指标，计算在所述轿厢内预测人数运算部分中算出的所述轿厢内预测人数或者在所述预测乘坐率运算部分中算出的所述预测乘坐率的评价指标。

12.如权利要求11所述的电梯群管理系统，其特征在于，

所述分配轿厢决定部分还根据在所述评价指标运算部分中算出的评价指标，在所述预测路径上的各个楼层，将所述预测值小于所述阈值并且与所述阈值相接近的电梯轿厢设定为容易被用作分配轿厢。

13.一种电梯群管理系统，从多台电梯中分配响应门厅呼叫的电梯，所述电梯群管理系统的特征在于，

将在如下的状态下行驶的电梯轿厢设定为容易被分配，即：相对于成为电力运行和再生运行的转变边界的多台所述电梯中的各台所述电梯的行驶时的耗电量为零时的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内人数或者规定的轿厢内载重量，各台所述电梯从时间轴上的预测路径中的各个楼层出发时的轿厢内的乘坐率、人数或者负载值比所述规定的轿厢内乘坐率、所述规定的轿厢内人数或者所述规定的轿厢内载重量小且分别接近这些规定的量。

14.一种电梯群管理系统，其具有：多台电梯轿厢，多台所述电梯轿厢中分别设置有轿厢内操作按钮和用于检测轿厢内乘客的重量或者人数的传感器；以及电梯群管理控制部分，所述电梯群管理控制部分接收从设置在电梯门厅内的门厅操作按钮输出的对电梯轿厢的门厅呼叫，并且从多台所述电梯轿厢分配与所述门厅呼叫相对应的电梯轿厢，所述电梯群管理系统的特征在于，

针对多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢，

根据多台所述电梯轿厢的上升方向运行和下降方向运行中的成为电力运行和再生运行的转变边界的由多台所述电梯轿厢中的各台所述电梯轿厢的规定的轿厢内乘坐率、规定的轿厢内乘坐人数和规定的轿厢内载重量中的任一项表示的阈值与由将新发生的门厅呼叫临时分配给所述电梯轿厢时的、所述电梯轿厢的时间轴上的预测路径中的各个楼层的所述电梯轿厢内的预测乘坐率、预测乘坐人数和预测负载值中的任一项表示的预测值的比较结果，

决定分配给所述门厅呼叫的电梯轿厢，使得所述预测值小于所述阈值并且与所述阈值相接近，

其中，该时间轴上的预测路径由所述电梯轿厢的包括所述新发生的门厅呼叫在内的预测停靠层来决定。