CN104640799A - 电梯系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于控制电梯系统的方法。在该方法中，在第一优化阶段中以使第一成本函数最小化的方式分配供乘客使用的电梯，执行第二优化阶段，在第二优化阶段中以使第二成本函数最小化的方式优化所分配的电梯的路线。

Description

电梯系统
技术领域
本发明涉及电梯的选路。更具体地说，本发明涉及带有路线选择的电梯的最优控制，用于服务由乘客给出的呼叫。
背景技术
对由电梯用户给出的呼叫分配电梯是控制电梯系统的基本任务之一。分配的目标是对电梯给出呼叫，从而以描述电梯系统的操作的某个期望的性能指标或多数性能指标将尽可能好的方式服务。例如，常用的性能指标是涉及乘客的等待时间和能量消耗的性能指标。在传统的电梯系统中，乘客用电梯大厅中的向上/向下按钮来指示他/她的行进方向，在电梯轿厢到达呼叫给出的楼层之后，乘客移动到电梯轿厢中，并且在电梯轿厢中给出他/她正要去往的楼层的所谓的轿厢呼叫。上述呼叫给出方法使得能够不需要在给出呼叫的时刻立即决定服务该呼叫的电梯轿厢，而是控制系统可以重复分配计算，并且稍后决定服务该呼叫的电梯轿厢。在摩天楼和其他高层建筑中，所谓的目的地呼叫系统的使用程度不断增加。在目的地呼叫系统中，乘客已经利用电梯大厅的呼叫给出设备给出到他/她的目的地楼层的目的地呼叫，在这种情况下，他/她并不需要在电梯轿厢上中给出单独的轿厢呼叫。与传统的呼叫给出系统不同，通常在登记了目的地呼叫时立即决定服务目的地呼叫的电梯轿厢。
在电梯技术中，很多不同的计算方法已经被应用于解决分配任务。当然，每一种方法涉及具有影响方法的运行的目的的多个特性参数。在该方法中，例如，多数最适合的参数可以在不同的交通(traffic)情况下使用。这是为了给予电梯系统将其操作调整为最合适于主要的交通情况的机会。可以用所谓的成本函数比较不同分配选项的功效，其目的是找到成本函数的最小值，从而实现所期望的服务目标。
一种有效的现有技术的电梯分配方法是使用遗传算法，特别是在包括多个电梯的系统中。例如在芬兰专利公布FI112856B中描述了遗传算法的使用。
在本领域中已知的分配方法中，决定服务呼叫的电梯，但是未优化分配给电梯的呼叫的服务序列(路线)，而是使用所谓的集体控制作为服务序列。在集体控制中，每个电梯在其运行方向上顺序地服务呼叫。然而，集体控制的一个问题是，它并不总是导致用于实现电梯系统中的所期望的服务目标的最优解决方案。
本发明的目的是消除或至少减少出现在根据现有技术的解决方案中的上述缺点。本发明的目的还在于实现以下目标中的一个或多个：
-使能持续优化电梯的选路并且还在呼叫给出之后校正它们；以及
-允许针对分配呼叫的比以前更通用的优化标准。
发明内容
根据本发明的方法的特征在于在权利要求1的特征部分公开的内容。本发明的其他实施例的特征在于在其他权利要求中公开的内容。在本申请的描述部分的附图中也呈现一些本发明的实施例。本申请的发明内容也可以与在下面呈现的权利要求相比进行不同的限定。发明内容也可以包含若干单独的发明，特别是在按照表述或者隐含的子任务或者从优点或实现的优点的类别的视点考虑本发明的情况下。在这种情况下，从单独的发明构思的视点，在下面的权利要求书中包含的一些属性可能是多余的。各个实施例的特征可以在基本发明构思的框架内与其他实施例相结合地应用。
本发明公开了一种用于最优地控制电梯系统的方法。该电梯系统包含：至少一个电梯、用于向电梯系统给出呼叫的呼叫给出设备以及响应所述呼叫的控制系统。在该方法中，登记由乘客给出的呼叫，在第一优化阶段中以使所期望的第一成本函数最小化的方式分配服务所述呼叫的电梯，在第二优化阶段中以使所期望的第二成本函数最小化的方式优化所分配的电梯的路线，并且根据优化的路线来控制所分配的电梯。成本函数是指描述一些服务目标或它们的组合的功效的计算模型。成本函数包含至少一个所谓的成本项。成本项由从电梯的运行的观点感兴趣的量值以及该量值的加权系数组成。例如，可以使用与呼叫的服务相关的呼叫时间、等待时间、行进时间、运行时间和/或能量消耗作为这些量值。
第一优化阶段和第二优化阶段的成本函数可以是相同的，或者可以取决于所期望的服务目标而是不同的成本函数。在本上下文中，呼叫是指用传统的向上/向下呼叫按钮给出的外部呼叫以及用目的地呼叫面板给出的目的地呼叫这两者。在第一优化阶段和/或在第二优化阶段中，例如，可以使用遗传算法作为优化方法。在本发明的一个实施例中，在第一优化阶段中使用集体控制原理。
在本发明的一个实施例中，在电梯服务期间，通过重复第二优化阶段，将电梯的优化路线更新至少一次。电梯服务是指电梯具有一个或多个正在被服务的呼叫。作为该实施例的结果，如果在电梯服务期间，对该电梯给出新的目的地呼叫、向上/向下呼叫和/或轿厢呼叫，或者发生其他改变，则出于一些其他路线选项比原始路线选项更优化的效果，可以改变电梯的选路。
在本发明的一个实施例中，针对至少一个所期望的量值或成本项，用所设置的边界条件将成本函数最小化。例如，可以针对平均等待时间设置上限，使得乘客将不必过长时间地等待电梯。
在本发明的一个实施例中，控制系统以如下方式作出关于乘客的目的地楼层的假设：在按下向上呼叫按钮时，使用该电梯系统服务的最上面的楼层作为默认楼层。相应地，在按下向下呼叫按钮时，使用该电梯系统服务的最底层作为默认楼层。
利用根据本发明的方法，可以通过以两个优化阶段执行电梯的分配和选路来提高电梯系统的服务能力。在电梯服务期间可以更新/修改所选择的路线的事实也可以提高服务能力。通过在不同的优化阶段中使用不同的优化目标，在电梯的控制中达成比以前更精确的优化。总体上，根据本发明的方法使能与本领域中已知的控制方法相比进行电梯系统的控制的更通用的优化。
附图说明
图1a呈现在一个实施例中的电梯的通过根据本发明的方法产生的选路；
图1b呈现在根据图1a的实施例中的电梯的通过集体控制产生的选路；
图2a呈现在第二实施例中的电梯的通过根据本发明的方法产生的选路；以及
图2b呈现在根据图2a的实施例中的电梯的通过集体控制产生的选路。
具体实施方式
下面将根据一些实施例来描述本发明。
实施例1。建筑的电梯系统包含在F1层的一个电梯E1。三个乘客对电梯系统给出了根据表1的目的地呼叫r1、r2和r3：
表1
下面的表呈现与电梯E1有关的参数。
表2
下面的表呈现与建筑有关的参数。
表3
表4呈现与根据本发明所计算的优化选路有关的等待时间和行进时
间。
表4
表5呈现通过基于传统的集体控制来选路可实现的等待时间和行进时间。
表5
图1a呈现针对电梯E1的根据实施例1的路线，该路线用根据本发明的方法进行了优化。
图1b呈现根据实施例1的路线，该路线基于集体控制。
实施例2：在本实施例中，检查能量消耗，而不是等待时间和行进时间。以与实施例1同样的方式，在本实施例中，建筑的电梯系统包含一个电梯E1，并且三个乘客给出了根据表6的目的地呼叫r1、r2和r3。
表6
下面的表7呈现与电梯E1有关的参数。
表7
当利用根据本发明的方法优化电梯的路线时，获得102Wh的能量消耗，而对应地，通过基于传统的集体控制进行选路，获得293Wh的能量消耗，差异为187％。(在计算中，使用表3的值作为建筑的参数)。
图2a呈现根据实施例2的电梯的E1的优化路线，图2b呈现根据实施例2的基于集体控制的路线。
根据本发明的方法还可应用于使用向上/向下呼叫给出按钮将电梯呼叫到一楼层的电梯系统。根据本发明的一个实施例，控制系统例如以如下方式作出关于目的地楼层的假设：在按下向上呼叫按钮时，使用该电梯系统服务的最上面的楼层作为默认楼层。对应地，在按下向下呼叫按钮时，使用该电梯系统服务的最底层作为默认楼层。还能够收集与乘客作出的电梯行程有关的统计数据，并且能够在定义默认楼层时有利地使用所述数据。
在第一优化阶段和第二阶段优化这两者中可以利用遗传算法。当电梯分配了一个新的呼叫并且以上述方式计算出最优路线时，可以在电梯服务期间通过重复地执行第二优化阶段来更新该路线。可以对第一和/或第二优化阶段的成本函数中所期望的量值或成本项设置在优化中不可以超出/低于的极限值。由此，可以确保例如乘客的等待时间不超过所设置的极限值。在第一优化阶段中，优选使用集体控制原理，成本项为呼叫时间、等待时间、行进时间、运行时间和/或能量消耗。在第二优化阶段中，通过最小化一些特定的成本项(例如，用于服务呼叫的电梯的能量消耗)来优化电梯的路线。因为在此之后，电梯的路线未必被实现为根据集体控制的路线，所以这可能引起电梯乘客关于电梯所使用的路线的怀疑和不确定。为了避免这种情况，电梯大厅和/或电梯轿厢可以配备用于将电梯所使用的路线通知给电梯乘客的信息装置。
本发明不只局限于被应用于上述实施例，相反地，在权利要求书所限定的发明构思的范围内可能有很多变型。因此，例如，在作出最终的分配决策之前或之后，可以对一个或多个电梯进行路线优化。

Claims (7)

1.用于控制电梯系统的方法，该电梯系统包含至少一个电梯、用于向电梯系统给出呼叫的呼叫给出设备以及响应所述呼叫的控制系统，其特征在于，该方法包含以下阶段：
登记由乘客给出的呼叫；
在第一优化阶段中，以使所期望的第一成本函数最小化的方式分配服务所登记的呼叫的电梯；
在第二优化阶段中，以使所期望的第二成本函数最小化的方式优化所分配的电梯的路线；以及
根据所优化的路线来控制所分配的电梯。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包含以下阶段：
在电梯服务期间通过重复第二优化阶段来更新电梯的优化路线。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包含以下阶段：
在第一优化阶段和/或在第二优化阶段中利用遗传算法。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包含以下阶段：
在第一优化阶段中使用集体控制原理。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，第一成本函数和/或第二成本函数包含与电梯系统的运行有关的至少一个量值，所述量值是：呼叫时间、等待时间、行进时间、运行时间、交通强度、能量消耗。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，针对至少一个所期望的量值，用所设置的边界条件将第一成本函数和/或第二成本函数最小化。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包含以下阶段：如果用向上/向下呼叫按钮给出呼叫，则作出关于乘客的目的地楼层的假设。
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