CN107187966A - 一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法及系统，所述系统包括信息采集处理模块、决策模块、电梯运行控制模块，信息采集处理模块周期性采集电梯运行信息、侯梯对象信息，决策模块依据采集信息计算出派梯方法，电梯运行控制模块根据决策模块发出的派梯指令控制电梯运行。本发明提出的多部电梯控制方法及系统相比传统电梯，节能效果显著，同时由于程序参数可以根据实际人流量调节，因此控制方法灵活，可适应于多种场合，缓解人流量、降低电梯拥挤度，能取得极好的用户体验。

Description

一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电梯群控技术领域，尤其涉及一种基于人数统计的多部电梯控制方法及系统。

背景技术

随着城市的发展，人民生活水平的提高，城市中建起的楼层越来越高，电梯成了人们生活和工作中不可或缺的一部分，由于乘坐电梯的人数很大，往往建筑物中会安装多部电梯。人们在乘坐电梯时，往往为了更快的乘坐电梯，会选择同时按下多部电梯，而电梯到来时往往会蜂拥而入到一部电梯，而其它电梯由于呼梯信号没有清除，也会到达呼梯楼层，这样往往会带来不必要的能源浪费和极差的乘梯体验。

目前比较流行的电梯群控方法包括模糊控制、神经网络、专家系统，但是这些有个致命的缺点，即他们的参数是之前设定的不能随着环境的变化而改变，电梯运行模式呆板，运行效率极低，能耗极低，电梯频繁启动停靠带来的乘客体验极差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出了一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法及系统，所述系统能够根据侯梯厅人数检测的结果判断当前系统所处的运行模式，然后通过派梯评价函数指派条件最优的电梯响应呼梯指令，并且清除其他电梯呼梯指令。本发明所述方法本极大降低电梯能耗、极大减少候梯时间和极大改善乘客体验。

一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，包括如下步骤：

步骤1)、周期性采集电梯运行信息，侯梯对象信息；

所述电梯运行信息包括电梯号、电梯所处当前楼层号、电梯运行时速、电梯运行方向、电梯载客人数、目标楼层序列，所述候梯对象信息包括候梯对象楼层号、候梯人数、呼梯信息；

步骤2)、根据步骤1)中采集的信息判断电梯运行系统下一周期将处于何种运行模式，所述运行模式包括高峰模式、低峰模式、空闲模式；

步骤3)、根据步骤2)中的运行模式决定下一周期派梯方法，并控制电梯运行；

循环步骤1)至步骤3)，循环周期为5秒，并且所述时间不局限于5秒，可以根据实际情况调整。

所述步骤1)中电梯运行方向具体包括静止、向上运行、向下运行；目标楼层序列具体包括电梯停靠的楼层号；呼梯信息具体包括向上呼梯信息和向下呼梯信息；

所述步骤1)中电梯载客人数和候梯人数的信息收集方法包括但不限于图像处理人体识别法、红外热释电法、质量测量法。

所述步骤2)中依据步骤1)中采集的信息判断下一个周期电梯系统所处的运行模式的具体步骤包括：

步骤51)、根据候梯人数信息计算候梯人数密度，其中密度计算公式如下：候梯人数密度密度＝候梯人数÷侯梯厅面积×100％；

步骤52)、根据步骤51)中候梯人数密度判断所处的统计区间；

步骤53)、根据统计区间判断电梯运行模式。

所述的统计区间分别代表三种模式依次是高峰模式、低峰模式、空闲模式，统计区间的临界点是第一阈值、第二阈值，所述的第一阈值大于第二阈值。

所述步骤3)的派梯方法具体包括最短候梯时间调度、最低能耗调度、拥挤度极小调度。

所述的派梯方法是依据派梯评价函数决定指派电梯号，具体的过程是：

步骤81)、计算每部电梯的派梯评价函数值，其中派梯评价函数值的计算公式如下：

派梯评价函数值＝候梯时间权重×候梯时间+能耗权重×能耗+电梯拥挤度权重×电梯拥挤度；

其中候梯时间和能耗的值均做归一化处理，最大值均为1；

电梯拥挤度计算公式如下：

电梯拥挤度＝电梯载客人数÷电梯最大载客量×100％，且电梯拥挤度最大值为1；

步骤82)、对电梯派梯评价函数值从大到小排序，选中n部派梯评价函数值较小的电梯，计算预计平均电梯拥挤度，在使得选中的一部或多部电梯的平均电梯拥挤度在不超过1的前提下尽量大，生成一部或多部派梯编号，发出派梯指令；

其中平均电梯拥挤度计算公式如下：

平均拥挤度＝(电梯1载客人数+电梯2载客人数+…+电梯n载客人数+呼梯楼层候梯人数)/(n×电梯最大载客量)，其中n是派梯数量n大于等于1。

优选的，候梯时间权重和能耗权重在派梯算法中可以实时根据人数检测结果进行调整，也可以在程序中固定不变；

优选的，当候梯时间权重和能耗权重在派梯算法中调整时，会加快电梯的指派进程，迅速找出最优条件的电梯，其中具体的是，增大候梯时间权重会将派梯算法向最短候梯时间调度方向接近，增大能耗权重会将派梯算法向最低能耗调度方向接近，增大电梯拥挤度权重派梯算法会优选派送载客人数较小的电梯响应呼梯信号；

优选的，群控电梯之间具有互锁的性质，具体的说，当一部电梯响应了某个楼层的呼叫时，其他电梯在该楼层的呼叫将被清除；

一种实现上述方法的基于人数检测结果的多部电梯控制系统，包括依次连接的信息采集处理模块、决策模块、电梯运行控制模块；

信息采集处理模块周期性采集电梯运行信息、侯梯对象信息；决策模块依据采集信息计算出派梯方法；电梯运行控制模块根据决策模块发出的派梯指令控制电梯运行；各模块间的通信是通过CAN总线通讯；信息采集处理模块包括信号采集和信号处理两部分，信号采集部分利用传感器实现，信号处理部分及决策模块分别采用单片机实现，运动控制模块包括电梯运行的机械部分。

本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：

1.本发明提出的电梯控制方法是根据电梯运行信息、候梯乘客信息实时动态调节电梯派梯方法，相比传统电梯，降低了能耗、舒缓了客流、带来了极佳的用户体验。传统电梯控制方法呆板，不能根据人流量调节电梯调度策略，造成电梯频繁启动和停止，既带来了能源浪费、又给乘客极差用户体验，特别是人流量极大时，不能有效舒缓客流；

2.本发明给出了建立在能耗、候梯时间、拥挤度三个方向上的派梯评价函数，每个方向的权重决定了电梯运行控制效果，此派梯评价函数普适性大。

附图说明

图1为本发明实施例中的电梯的分布以及摄像头的安装位置俯视图，图中，1-电梯，2摄像头。

图2为本发明的系统结构框图。

图3为本发明的派梯算法流程图。

具体实施方式

下面我将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

本实施例中将以图1所示的四部电梯为研究对象，将四部电梯从左上角开始顺时针标号，依次为A,B,C,D，四部电梯的最大负载量为12人，研究的建筑物高度为10楼，本实例将人数检测的方法选定为图像处理人体识别法，下面模拟三种情景以做说明：

情景1，倾向于最短候梯时间调度：

假设此时电梯A人数为6，所处楼层9楼，运行方向向下，电梯B人数为8，所处楼层为8楼，运行方向向下，电梯C人数为2，所处楼层7楼，运行方向向下，电梯D人数为10，所处楼层6楼运行方向向下，此时4楼有向下的呼梯信号，4楼候梯人数为4人，并且乘客按下了四部电梯的按键，其中考虑到电梯运行参数受电梯型号影响，其中电梯的主要能耗集中在启动和停靠上，故将电梯的各项参数做归一化处理，假设电梯每次启动和停靠的能耗为0.20，电梯每一楼层运行时间为0.30，电梯开门关门时间0.10。根据拥挤度计算公式计算电梯A的拥挤度为0.50，电梯B的拥挤度为0.67，电梯C的拥挤度为0.16，电梯D的拥挤度为0.83，若此处选择倾向于候梯时间最小调度时，则选择候梯时间、能耗、拥挤度三个方向的权重为0.8,0.1,0.1那么电梯A,B,C,D的派梯评价函数值分别为1.35，1.13，0.84，0.66，当选择1部电梯派送时，则选择电梯D，但是平均预计拥挤度是1.67，超过1，故至少选择2部电梯派送。当选择2部电梯派送时，则选择电梯C,D，但是平均预计拥挤度是0.67，不超过1，故最终选择C,D两部电梯派送清除A,B电梯呼梯信号,此处相对传统电梯节约了两次电梯停靠和启动消耗的能量

情景2，倾向于最低能耗调度：

假设此时电梯A人数为6，所处楼层9楼，运行方向向下，电梯B人数为8，所处楼层为8楼，运行方向向下，电梯C人数为2，所处楼层7楼，运行方向向下，电梯D人数为10，所处楼层6楼运行方向向下，此时4楼有向下的呼梯信号，4楼候梯人数为4人，并且乘客按下了四部电梯的按键，其中考虑到电梯运行参数受电梯型号影响，其中电梯的主要能耗集中在启动和停靠上，故将电梯的各项参数做归一化处理，假设电梯每次启动和停靠的能耗为0.20，电梯每一楼层运行时间为0.30，电梯开门关门时间0.10。根据拥挤度计算公式计算电梯A的拥挤度为0.50，电梯B的拥挤度为0.67，电梯C的拥挤度为0.16，电梯D的拥挤度为0.83，若此处选择倾向于候梯时间最小调度时，则选择候梯时间、能耗、拥挤度三个方向的权重为0.1,0.8,0.1那么电梯A,B,C,D的派梯评价函数值分别为0.37，0.36，0.27，0.31，当选择1部电梯派送时，则选择电梯D，但是平均预计拥挤度是1.67，超过1，故至少选择2部电梯派送。当选择2部电梯派送时，则选择电梯C,D，但是平均预计拥挤度是0.67，不超过1，故最终选择C,D两部电梯派送清除A,B电梯呼梯信号,此处相对传统电梯节约了两次电梯停靠和启动消耗的能量。

情景3，倾向于拥挤度极小调度：

假设此时电梯A人数为6，所处楼层9楼，运行方向向下，电梯B人数为8，所处楼层为8楼，运行方向向下，电梯C人数为2，所处楼层7楼，运行方向向下，电梯D人数为10，所处楼层6楼运行方向向下，此时4楼有向下的呼梯信号，4楼候梯人数为4人，并且乘客按下了四部电梯的按键，其中考虑到电梯运行参数受电梯型号影响，其中电梯的主要能耗集中在启动和停靠上，故将电梯的各项参数做归一化处理，假设电梯每次启动和停靠的能耗为0.20，电梯每一楼层运行时间为0.30，电梯开门关门时间0.10。根据拥挤度计算公式计算电梯A的拥挤度为0.50，电梯B的拥挤度为0.67，电梯C的拥挤度为0.16，电梯D的拥挤度为0.83，若此处选择倾向于候梯时间最小调度时，则选择候梯时间、能耗、拥挤度三个方向的权重为0.1,0.1,0.8那么电梯A,B,C,D的派梯评价函数值分别为0.58，0.68，0.25，0.76，当选择1部电梯派送时，则选择电梯C，但是平均预计拥挤度是0.5，不超过1故最终选择电梯C派送清除A,B,D电梯呼梯信号,此处相对传统电梯节约了3次电梯停靠和启动消耗的能量。

电梯依据采集的电梯运行信息、侯梯对象信息最终将在以上所述三个情景循环往复，情景中所述数据均为模拟数据，不应作为此发明的保护范围的限制。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)、周期性采集电梯运行信息，侯梯对象信息；

所述电梯运行信息包括电梯号、电梯所处当前楼层号、电梯运行时速、电梯运行方向、电梯载客人数、目标楼层序列，所述候梯对象信息包括候梯对象楼层号、候梯人数、呼梯信息；

步骤2)、根据步骤1)中采集的信息判断电梯运行系统下一周期将处于何种运行模式，所述运行模式包括高峰模式、低峰模式、空闲模式；

步骤3)、根据步骤2)中的运行模式决定下一周期派梯方法，并控制电梯运行。

2.根据权利要求1所述的一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于：循环步骤1)至步骤3)，循环周期为5秒，并且所述时间不局限于5秒，可以根据实际情况调整。

3.根据权利要求2所述的一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于：所述步骤1)中电梯运行方向具体包括静止、向上运行、向下运行；目标楼层序列具体包括电梯停靠的楼层号；呼梯信息具体包括向上呼梯信息和向下呼梯信息。

4.根据权利要求1‐3中任意一项所述的一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于：所述步骤1)中电梯载客人数和候梯人数的信息收集方法包括但不限于图像处理人体识别法、红外热释电法、质量测量法。

5.根据权利要求4所述的一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于；所述步骤2)中依据步骤1)中采集的信息判断下一个周期电梯系统所处的运行模式的具体步骤包括：

步骤51)、根据候梯人数信息计算候梯人数密度，其中密度计算公式如下：

候梯人数密度密度＝候梯人数÷侯梯厅面积×100％；

步骤52)、根据步骤51)中候梯人数密度判断所处的统计区间；

步骤53)、根据统计区间判断电梯运行模式。

6.根据权利要求5所述一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于：所述的统计区间分别代表三种模式依次是高峰模式、低峰模式、空闲模式，统计区间的临界点是第一阈值、第二阈值，所述的第一阈值大于第二阈值。

7.根据权利要求1或6所述的一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于：所述步骤3)的派梯方法具体包括最短候梯时间调度、最低能耗调度、拥挤度极小调度。

8.根据权利要求7所述的一种基于人数检测结果的多部电梯控制方法，其特征在于：所述的派梯方法是依据派梯评价函数决定指派电梯号，具体的过程是：

步骤81)、计算每部电梯的派梯评价函数值，其中派梯评价函数值的计算公式如下：

派梯评价函数值＝候梯时间权重×候梯时间+能耗权重×能耗+电梯拥挤度权重×电梯拥挤度；

其中候梯时间和能耗的值均做归一化处理，最大值均为1；

电梯拥挤度计算公式如下：

电梯拥挤度＝电梯载客人数÷电梯最大载客量×100％，且电梯拥挤度最大值为1；

步骤82)、对电梯派梯评价函数值从大到小排序，选中n部派梯评价函数值较小的电梯，计算预计平均电梯拥挤度，在使得选中的一部或多部电梯的平均电梯拥挤度在不超过1的前提下尽量大，生成一部或多部派梯编号，发出派梯指令；

其中平均电梯拥挤度计算公式如下：

平均拥挤度＝(电梯1载客人数+电梯2载客人数+…+电梯n载客人数+呼梯楼层候梯人数)/(n×电梯最大载客量)，其中n是派梯数量n大于等于1。

9.一种实现权利要求1所述方法的基于人数检测结果的多部电梯控制系统，其特征在于：包括依次连接的信息采集处理模块、决策模块、电梯运行控制模块；

信息采集处理模块周期性采集电梯运行信息、侯梯对象信息；决策模块依据采集信息计算出派梯方法；电梯运行控制模块根据决策模块发出的派梯指令控制电梯运行；各模块间的通信是通过CAN总线通讯；信息采集处理模块包括信号采集和信号处理两部分，信号采集部分利用传感器实现，信号处理部分及决策模块分别采用单片机实现，运动控制模块包括电梯运行的机械部分。