CN113716407B - 一种自适应电梯调度方法及电梯调度系统 - Google Patents

一种自适应电梯调度方法及电梯调度系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自适应电梯调度方法，包括：步骤一、将底层与顶层之外的楼层的电梯等待区划分为上行等待区和下行等待区；步骤二、通过摄像头获取每层等待区的实时视频数据；步骤三、根据获取的视频数据，通过深度网络模型检测每楼层上行等待区和下行等待区的候梯人数；步骤四、判断每层上行等待区和下行等待区的候梯人数是否大于预设阈值，如果大于则将超预设阈值的等待区所对应的呼梯请求的优先级调高；步骤五、判断是否有优先级高的呼梯请求，如果有，则电梯将优先应答优先级高的呼梯请求，如果没有，则电梯按普通模式运行。本发明还涉及一种电梯调度系统，用于执行上述调度方法。本发明可以缓解上下班高峰时的乘梯拥堵，提高电梯的利用效率。

Description

一种自适应电梯调度方法及电梯调度系统
技术领域
本发明涉及电梯控制技术，尤其是一种自适应电梯调度方法及电梯调度系统。
背景技术
电梯调度系统是电梯控制的一部分，它决定哪个电梯为哪个楼层的哪种请求提供服务。现有调度方法通常基于系统中的当前请求来解决。系统只能感知某个楼层是否有上行或下行的请求，却不能感知上行或下行请求的人数。采用传统调度方法，如果不考虑请求人数，会发生某些楼层乘客堆积的情况，这在上下班高峰期等情况下非常常见。
鉴于此提出本发明。
发明内容
本发明的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应电梯调度方法，可以根据候梯人数对候梯人数多的楼层进行优先服务，从而减少高峰期的用梯拥堵。
本发明的另一个目的在于提供一种用于实现上述方法的电梯调度系统。
为了实现第一发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种自适应电梯调度方法，包括以下步骤：
步骤一、将底层与顶层之外的其他楼层的电梯等待区划分为上行等待区和下行等待区，所述上行等待区用于等待上行电梯，下行等待区用于等待下行电梯，其中底层只设置上行等待区，顶层只设置下行等待区；
步骤二、通过摄像头获取每层电梯等待区的实时视频数据；
步骤三、根据获取的视频数据，提取视频帧图像，并通过深度网络模型检测每楼层上行等待区和下行等待区的候梯人数；
步骤四、分别判断每层上行等待区和下行等待区的候梯人数是否大于预设阈值，如果大于，则将超过预设阈值的等待区所对应的呼梯请求的优先级调高；
步骤五、判断是否有优先级高的呼梯请求，如果有，则电梯优先应答优先级高的呼梯请求，而忽视其他呼梯请求，如果没有，则电梯按普通模式运行。
进一步，所述预设阈值等于电梯的额定载客量。
进一步，所述步骤三包括：
步骤a1、根据获取的视频数据，提取视频帧图像；
步骤a2、通过R-CNN算法对提取的图像进行分析，得到每个楼层的候梯人数；
步骤a3、根据划分的上行等待区和下行等待区，分别统计出位于上行等待区内的候梯人数和下行等待区的候梯人数。
进一步，所述步骤a1中，提取视频帧图像的方法为：
步骤a1-1、判断是否有触发的呼梯请求，如果有，则执行下一步，如果没有则不提取视频帧图像；
步骤a1-2、按时间间隔t1提取视频帧图像，所述时间间隔t1的取值范围为0.04s～1min。
进一步，所述步骤a1-2还包括，判断电梯门是否为开启状态，如果开启，则暂停提取视频帧图像，并在间隔时间t2后开始提取视频帧图像，如果未开启，则按时间间隔t1提取视频帧图像；所述时间t2的取值范围为10s～1min。
进一步，所述步骤五包括：
步骤b1、实时判断是否有优先级高的呼梯请求，如果没有则电梯正常运行或进入待机模式，如果有，则执行下一步；
步骤b2、判断电梯是否满载，如果电梯满载，则先服务电梯内的乘客，如果电梯未满载，则执行下一步；
步骤b3、判断电梯的当前运行方向，根据电梯的运行方向，判断电梯运行方向上是否有优先级高的呼梯请求，如果有，则执行步骤b4-1，如果没有，则执行步骤b4-2；
步骤b4-1、判断电梯内是否有未处理完的梯内请求，如果有，则执行b4-1-1，如果没有则执行b4-1-2；
步骤b4-1-1、判断优先级高的呼梯请求的请求方向是否与电梯的运动方向相同，如果相同，则在处理梯内请求的同时，也应答该呼梯请求，而忽视其他呼梯请求，如果不同，则处理梯内请求，并在处理完梯内请求后，返回步骤b3；
步骤b4-1-2、优先应答优先级高的呼梯请求，并服务该呼梯请求所在楼层；
步骤b4-2、判断电梯内是否有未处理完的梯内请求，如果有，则处理梯内请求，并在处理完梯内请求后，执行步骤b4-3、如果没有则直接执行步骤b4-3；
步骤b4-3、改变电梯运动方向，并应答优先级高的呼梯请求，服务该呼梯请求所在楼层。
进一步，如果优先级高的呼梯请求同时为多个，则在步骤b4-1-1、步骤b4-1-2和步骤b4-3中，电梯优先应答距离最近的优先级高的呼梯请求。
进一步，所述预设阈值为多个，并按等级分为1级预设阈值、2级预设阈值……、N级预设阈值，所述N≥3；预设阈值的等级数越高对应数值越大；
所述优先级也包括多个等级，包括1级优先、2级优先……、N级优先；优先级的等级数量与预设阈值的等级数量相同，且对应；
所述步骤四中，分别将每层电梯上行等待区和下行等待区的候梯人数与不同等级的预设阈值进行对比，以获得对比通过的最高预设阈值，然后根据获得的最高预设阈值，将呼梯请求的优先级调高至相应的等级；
所述步骤五中，还根据呼梯请求的优先级的等级，分配应答该呼梯请求的电梯数量，且呼梯请求对应的优先级越高，则分配应答该呼梯请求的电梯数量越多。
进一步，所述预设阈值的等级数量与运行电梯的数量正相关，其中：
1级预设阈值等于单台电梯的额定载客数量，2级预设阈值等于2台电梯的额定载客数量，N级预设阈值等于N台电梯的额定载客数量；
所述步骤五中，呼梯请求为1级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为1台；呼梯请求的优先级为2级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为2台，呼梯请求的优先级为N级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为N台。
进一步，所述步骤四中，根据检测的候梯人数对呼梯请求的优先级进行实时调节，当候梯人数不大于预设阈值时，将优先级调节为正常水平。
为实现第二发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种电梯调度系统，所述电梯调度系统配置为执行所述的自适应电梯调度方法。
采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：
本发明通过划分电梯等待区，并使用摄像头和R-CNN算法对每个楼层的上行候梯人数和下行候梯人数进行统计，可以准确获知各楼层的候梯情况，并通过将候梯人数与预设阈值进行对比，当候梯人数大于预设阈值时，电梯会优先服务该楼层，这样不仅提升了电梯的满载率，减少电梯停靠耗费的时间，还减少了该楼层因乘客堆积造成的拥挤，解决了上下班高峰期用梯不便的问题。
附图说明
图1：本发明的实施例一中上行等待区和下行等待区的划分示意图；
图2：本发明的实施例一的步骤一至步骤四的流程图；
图3：本发明实施例一的步骤五的流程图；
图4：本发明的实施例二的步骤一至步骤四的流程图；
图5：本发明实施例二的步骤五的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
实施例一
结合图1、图2和图3所示，一种自适应电梯调度方法，本实施例应用在单台电梯的使用场景中，具体包括以下步骤：
步骤一、将底层与顶层之外的其他楼层的电梯等待区划分为上行等待区和下行等待区，所述上行等待区用于等待上行电梯，下行等待区用于等待下行电梯，其中底层只设置上行等待区，顶层只设置下行等待区；
步骤二、通过摄像头获取每层电梯等待区的实时视频数据，所述摄像头优选用广角摄像头；
步骤三、根据获取的视频数据，提取视频帧图像，并通过深度网络模型检测每楼层上行等待区和下行等待区的候梯人数，其中，顶层只检测下行等待区的候梯人数，底层只检测上行等待区的候梯人数；
步骤四、分别判断每层上行等待区和下行等待区的候梯人数是否大于预设阈值，如果大于，则将超过预设阈值的等待区所对应的呼梯请求的优先级调高；为便于区分不同优先级的呼梯请求，下文中，将优先级高的呼梯请求称为第一呼梯请求，其他呼梯请求称为第二呼梯请求；
步骤五、判断是否有第一呼梯请求，如果有，则电梯将优先应答第一呼梯请求，如果没有，则电梯正常运行，所述的电梯正常运行是指按照候梯请求的先后顺序进行服务，或者按现有的其他梯控方法进行服务。
所述预设阈值等于电梯的额定载客量，如果电梯没有额定载客量，则按照额定载重量计算得到额定载客量，计算方法为：额定载客量＝额定载重量/70kg。
具体地，所述步骤三包括：
步骤a1、根据获取的视频数据，提取视频帧图像；
步骤a2、通过R-CNN算法对提取的图像进行分析，得到每个楼层的候梯人数；在其他实施例中，目标检测算法不局限于R-CNN算法，也可以采用CNN、Fast R-CNN、Faster R-CNN等算法。
步骤a3、根据划分的上行等待区和下行等待区，分别统计出位于上行等待区内的候梯人数和下行等待区的候梯人数，其中，顶层只需检测下行等待区的候梯人数，底层只需检测上行等待区的候梯人数。
优选地，在步骤a1中，通过以下方法提取视频帧图像：
步骤a1-1、判断是否有触发的呼梯请求，如果有，则执行下一步，如果没有则不提取视频帧图像，此时默认候梯人数均为零；
步骤a1-2、按时间间隔t1提取呼梯请求所在楼层的视频帧图像，其他无呼梯请求的楼层不提取视频帧图像，并默认候梯人数为零；所述时间间隔t1的取值范围为0.04s～1min。优选值为1s。
更优选地，所述步骤a1-2还包括，
判断电梯门是否为开启状态，如果开启，则暂停提取视频帧图像，并在间隔时间t2后开始提取视频帧图像，如果未开启，则按时间间隔t1提取视频帧图像；
所述时间t2的取值范围为10s～1min，优选值为30s。由于在电梯门开启时，电梯上下人员较多，难以区分哪些人员是候梯人员，哪些是刚刚从电梯出来的人员，因此此时统计的候梯人员数量会不准确，通过在时间范围t2内暂停提取视频帧图像，可以避免在这段时间内对候梯人数进行统计，待非候梯人员离开后，再提取视频帧图像，进行人数统计。
具体地，所述步骤五包括：
步骤b1、实时判断是否有优先级高的呼梯请求(即第一呼梯请求)，如果没有则电梯正常运行或进入待机模式，如果有，则执行下一步；
步骤b2、判断电梯是否满载，如果电梯满载，则先服务电梯内的乘客，如果电梯未满载，则执行下一步；
步骤b3、判断电梯的当前运行方向，根据电梯的运行方向，判断电梯运行方向上是否有第一呼梯请求，如果有，则执行步骤b4-1，如果没有，则执行步骤b4-2；
步骤b4-1、判断电梯内是否有未处理完的梯内请求，如果有，则执行b4-1-1，如果没有则执行b4-1-2；
步骤b4-1-1、判断第一呼梯请求的请求方向是否与电梯的运动方向相同，如果相同，则在处理梯内请求的同时，也应答第一呼梯请求，而忽视第二呼梯请求，如果不同，则处理梯内请求，并在处理完梯内请求后，返回步骤b3；
步骤b4-1-2、优先应答第一呼梯请求，并服务第一呼梯请求所在楼层；
步骤b4-2、判断电梯内是否有未处理完的梯内请求，如果有，则处理梯内请求，并在处理完梯内请求后，执行步骤b4-3、如果没有则直接执行步骤b4-3；
步骤b4-3、改变电梯运动方向，并应答第一呼梯请求，服务第一呼梯请求所在楼层；
如果第一呼梯请求同时有多个，则在步骤b4-1-1、步骤b4-1-2和步骤b4-3中，电梯优先应答距离最近的第一呼梯请求。
所述步骤四中，呼梯请求的优先级为实时调节，当候梯人数不大于预设阈值时，将优先级调节为正常水平。
实施例二
结合图4和图5所示，本实施例应用在多台电梯的使用场景中，本实施例与实施例一的区别在于：
所述预设阈值为多个，并按等级分为1级预设阈值、2级预设阈值、……、N级预设阈值，所述N≥3；预设阈值的等级数越高对应数值越大；即：1级预设阈值<2级预设阈值<……<N级预设阈值。具体地，1级预设阈值等于单台电梯的额定载客数量，2级预设阈值等于2台电梯的额定载客数量，N级预设阈值则等于N台电梯的额定载客数量。
所述预设阈值的等级数量与运行电梯的数量正相关，优选地，预设阈值的等级数量等于电梯数量。
所述优先级也包括多个等级，包括1级优先、2级优先……、N级优先；优先级的等级数量与预设阈值的等级数量相同，且对应。
具体地，所述步骤四中，分别将每层电梯上行等待区和下行等待区的候梯人数与不同等级的预设阈值进行对比，以获得对比通过的最高预设阈值，然后根据获得的最高预设阈值，将呼梯请求的优先级调高至相应的等级。
所述步骤五中，还根据呼梯请求的优先级的等级，分配应答该呼梯请求的电梯数量，且呼梯请求对应的优先级越高，则分配应答该呼梯请求的电梯数量越多。优选地，当呼梯请求为1级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为1台；呼梯请求的优先级为2级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为2台，呼梯请求的优先级为N级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为N台。如：电梯的额定载客量为10人，1级预设阈值＝10，2级预设阈值＝20，3级预设阈值＝30，当1层上行等待区的候梯人数检测数为32人时，由于40>32>30，所以对比通过的最高预设阈值为3级预设阈值，相应的呼梯请求对应的优先级为3级，分配应答的电梯数量为3台。
优选地，在分配电梯时，优选分配距离呼梯请求所在楼层近的电梯。
本发明还涉及一种电梯调度系统，所述电梯调度系统配置为执行上述任一实施例中的自适应电梯调度方法。
以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种自适应电梯调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将底层与顶层之外的其他楼层的电梯等待区划分为上行等待区和下行等待区，所述上行等待区用于等待上行电梯，下行等待区用于等待下行电梯，其中底层只设置上行等待区，顶层只设置下行等待区；
步骤二、通过摄像头获取每层电梯等待区的实时视频数据；
步骤三、根据获取的视频数据，提取视频帧图像，并通过深度网络模型检测每楼层上行等待区和下行等待区的候梯人数；
步骤四、分别判断每层上行等待区和下行等待区的候梯人数是否大于预设阈值，如果大于，则将超过预设阈值的等待区所对应的呼梯请求的优先级调高；
步骤五、判断是否有优先级高的呼梯请求，如果有，则电梯优先应答优先级高的呼梯请求，而忽视其他呼梯请求，如果没有，则电梯按普通模式运行；
所述步骤五包括：
步骤b1、实时判断是否有优先级高的呼梯请求，如果没有则电梯正常运行或进入待机模式，如果有，则执行下一步；
步骤b2、判断电梯是否满载，如果电梯满载，则先服务电梯内的乘客，如果电梯未满载，则执行下一步；
步骤b3、判断电梯的当前运行方向，根据电梯的运行方向，判断电梯运行方向上是否有优先级高的呼梯请求，如果有，则执行步骤b4-1，如果没有，则执行步骤b4-2；
步骤b4-1、判断电梯内是否有未处理完的梯内请求，如果有，则执行b4-1-1，如果没有则执行b4-1-2；
步骤b4-1-1、判断优先级高的呼梯请求的请求方向是否与电梯的运动方向相同，如果相同，则在处理梯内请求的同时，也应答该呼梯请求，而忽视其他呼梯请求，如果不同，
则处理梯内请求，并在处理完梯内请求后，返回步骤b3；
步骤b4-1-2、优先应答优先级高的呼梯请求，并服务该呼梯请求所在楼层；
步骤b4-2、判断电梯内是否有未处理完的梯内请求，如果有，则处理梯内请求，并在处理完梯内请求后，执行步骤b4-3、如果没有则直接执行步骤b4-3；
步骤b4-3、改变电梯运动方向，并应答优先级高的呼梯请求，服务该呼梯请求所在楼层；
如果优先级高的呼梯请求同时为多个，则在步骤b4-1-1、步骤b4-1-2和步骤b4-3中，电梯优先应答距离最近的优先级高的呼梯请求。
2.根据权利要求1所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述预设阈值等于电梯的额定载客量。
3.根据权利要求1所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述步骤三包括：
步骤a1、根据获取的视频数据，提取视频帧图像；
步骤a2、通过R-CNN算法对提取的图像进行分析，得到每个楼层的候梯人数；
步骤a3、根据划分的上行等待区和下行等待区，分别统计出位于上行等待区内的候梯人数和下行等待区的候梯人数。
4.根据权利要求3所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述步骤a1中，提取视频帧图像的方法为：
步骤a1-1、判断是否有触发的呼梯请求，如果有，则执行下一步，如果没有则不提取视频帧图像；
步骤a1-2、按时间间隔t1提取视频帧图像，所述时间间隔t1的取值范围为0.04s～1min。
5.根据权利要求4所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述步骤a1-2还包括，判断电梯门是否为开启状态，如果开启，则暂停提取视频帧图像，并在间隔时间t2后开始提取视频帧图像，如果未开启，则按时间间隔t1提取视频帧图像；所述时间t2的取值范围为10s～1min。
6.根据权利要求1所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述预设阈值为多个，并按等级分为1级预设阈值、2级预设阈值……、N级预设阈值，所述N≥3；预设阈值的等级数越高对应数值越大；
所述优先级也包括多个等级，包括1级优先、2级优先……、N级优先；优先级的等级数量与预设阈值的等级数量相同，且对应；
所述步骤四中，分别将每层电梯上行等待区和下行等待区的候梯人数与不同等级的预设阈值进行对比，以获得对比通过的最高预设阈值，然后根据获得的最高预设阈值，将呼梯请求的优先级调高至相应的等级；
所述步骤五中，还根据呼梯请求的优先级的等级，分配应答该呼梯请求的电梯数量，且呼梯请求对应的优先级越高，则分配应答该呼梯请求的电梯数量越多。
7.根据权利要求6所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述预设阈值的等级数量与运行电梯的数量正相关，其中：
1级预设阈值等于单台电梯的额定载客数量，2级预设阈值等于2台电梯的额定载客数量，N级预设阈值等于N台电梯的额定载客数量；
所述步骤五中，呼梯请求为1级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为1台；呼梯请求的优先级为2级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为2台，呼梯请求的优先级为N级优先时，分配应答该呼梯请求的电梯数量为N台。
8.根据权利要求1所述的自适应电梯调度方法，其特征在于，所述步骤四中，根据检测的候梯人数对呼梯请求的优先级进行实时调节，当候梯人数不大于预设阈值时，将优先级调节为正常水平。
9.一种电梯调度系统，其特征在于，所述电梯调度系统配置为执行如权利要求1-8任一项所述的自适应电梯调度方法。
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