CN117550451B - 一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，属于电梯节能技术领域，本方法包统计每天各个时间段的客流量数据，建立客流量数据库；根据统计的当天以前的客流量数据，计算当前时刻的客流量；根据当前时刻的客流量、电梯总数量和每台电梯运载能力阈值，判断是否需要有电梯进入待机状态和允许进入待机状态的电梯数量；定义未运送乘客的电梯为空闲电梯，优先选择空闲电梯和最快结束运送任务的电梯作为待机电梯，进入待机状态；将当天各个时间段的客流量数据更新至客流量数据库，然后转到步骤S1执行下一天的电梯调度。本方法在保证电梯有效运载量的基础上，通过允许电梯进入待机状态实现电梯的节能群控调度。

Description

一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法
技术领域
本发明属于电梯节能技术领域，尤其涉及一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法。
背景技术
电梯作为高层建筑的主要交通工具的同时，电梯能耗也是建筑内部能耗的重要组成部分。以平均电梯功率15kW考虑，每天工作时间8小时，每部电梯每年约消耗43800度电，而据不完全统计，全世界的电梯的数量非常大，每年仅电梯的能耗值已是一个非常巨大的数值。
现有技术，通过电梯节能群控调度方法能够有效实现电梯能耗的降低，仅考虑每台电梯每年平均节能1%，全球所有电梯一年可节省巨大的能耗，这不仅对全球有着巨大的经济效益，也对环境有着巨大益处。
目前的电梯群控调度方法大多以乘客的舒适度为主，主要考虑减少乘客的平均等待时间及平均乘梯时间等，对于能耗考虑较少；部分考虑能耗的电梯群控调度方法通过利用优化算法将能耗作为其中一个优化目标进行所有电梯的派遣与运行，但是群控系统的能耗代价目标函数和客流有着密切的关系，实际难以总结和设计。同时，当客流量较小时，电梯群组中的所有电梯仍然会被系统调度，而该情况下，电梯实际大多处于非满载甚至几乎空载运行的状态，其会增加电梯的使用频率及其刹车制动、加速启动的次数，造成能源的大量浪费。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，本发明要解决的技术问题是根据不同时间段客流量变化情况，降低电梯群组的运行能耗。
为解决上述技术问题，本发明提供了基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，包括以下步骤：
步骤S1：统计每天各个时间段的客流量数据，建立客流量数据库；
步骤S2：根据统计的当天以前的客流量数据，计算当前时刻的客流量；
步骤S3：根据当前时刻的客流量、电梯总数量和每台电梯运载能力阈值，判断是否需要有电梯进入待机状态和允许进入待机状态的电梯数量；
步骤S4：定义未运送乘客的电梯为空闲电梯，优先选择空闲电梯和最快结束运送任务的电梯作为待机电梯，进入待机状态；
步骤S5：将当天各个时间段的客流量数据更新至客流量数据库，然后转到步骤S1执行下一天的电梯调度。
进一步的，每天各个时间段的客流量数据的统计方法为设定的时间段内的累计的电梯内呼次数，电梯内呼按键按下的次数。
进一步的，所述步骤S2中，计算当前时刻的客流量，包括以下步骤：
首先，计算过去m天中具有与当天相同星期编号的日子的平均当前时刻的客流量：
；
其中，为过去m天中具有与当天相同星期编号的日子的平均当前时刻的客流量；为第/>天第/>个时间段内的客流量；其中/>为天数，/>表示第1天，即开始统计的第一天，/>表示第2天等，依次类推；/>为时间段的代号； m为当天以前的天数；i为累计变量；
然后，计算其余天数的平均当前时刻的客流量：
；
其中，为其余天数的平均当前时刻的客流量；/>为第/>天第/>个时间段内的客流量；
当前时刻的客流量为：
其中，为当前时刻的客流量；/>，/>，且/>；/>和/>为权重系数，根据不同场景选择不同值。
进一步的，时间段以半小时为单位，表示0:01-0:30，/>表示0:31-1:00，表示1:01-1:30、……、/>表示23:31-0:00，共48组。
进一步的，若当前天为一周中的周六或周日，则取0.8，/>取0.2。
进一步的，若当前天为一周中的周一至周五中的某一天则取0.9，/>取0.1。
进一步的，所述步骤S3中，当时，则认为需要有电梯进入待机状态；
其中，为电梯总数量；/>为预设的每台电梯运载能力阈值；
当有电梯需要进入待机状态时，允许进入待机状态的电梯数量的计算公式为：
其中，为允许进入待机状态的电梯数量。
进一步的，所述步骤S4中，空闲电梯的数量表示为，当有电梯需要进入待机状态时，进行如下判定：
当时，随机选择数量等于/>的空闲电梯进入待机状态；
当时，选择当前所有的空闲电梯进入待机状态；
当时，首先将当前所有的空闲电梯进入待机状态，然后依次选取运送任务最快结束的电梯，在结束运送任务后进入待机状态；
当时，最快结束运送任务的电梯编号的计算公式如下：
为电梯编号，/>；其中/>为电梯/>的目标楼层，/>为电梯/>的当前楼层，/>为电梯的总数量；
当时，先利用上式选取出一台最快结束运送任务的电梯，作为待机电梯，然后在剩余电梯中利用如下公式进行选择：
为另一台待机电梯的编号，/>且/>，选取下一台待机电梯，如此往复，直至全部选取出规定数量的待机电梯。
进一步的，预设的每台电梯运载能力阈值为30。
本发明一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，充分考虑了每周中不同天及不同时间段客流量的情况，对当天不同时间段的电梯进行调度，避免了在客流量较少的情况下，所有电梯依然运行造成能耗损失大的现象发生，实现电梯群组的运行能耗降低；本方法考虑到电梯启停能耗较高，优先选择空闲电梯进入待机状态时，节省了能耗；还考虑到工作日与周末的客流量的稳定情况，周末的人员波动幅度较大，工作日的人员波动幅度较小，选择不同的权重系数，提高了客流量估计的准确性。
本发明提出一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其可以根据历史客流量实时估计当前客流量，并根据电梯运载能力阈值判定是否允许电梯进入待机状态、允许进入待机状态的电梯数量以及允许进入待机状态的具体电梯。本方法在保证电梯有效运载量的基础上，通过允许电梯进入待机状态实现电梯的节能群控调度。
附图说明
图1是本发明一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法进一步详细描述。
实施例1：
如图1所示，本发明基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，包括以下步骤：
步骤S1：统计每天各个时间段的客流量数据，建立客流量数据库；
步骤S2：根据统计的当天以前的客流量数据，计算当前时刻的客流量；
步骤S3：根据当前时刻的客流量、电梯总数量和每台电梯运载能力阈值，判断是否需要有电梯进入待机状态和允许进入待机状态的电梯数量；
步骤S4：优先选择未运送乘客的电梯为空闲电梯和最快结束运送任务的电梯作为待机电梯，进入待机状态；
步骤S5：将当天各个时间段的客流量数据更新至客流量数据库，然后转到步骤S1执行下一天的电梯调度。
实施例2：
如图1所示，本发明基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，包括以下步骤：
步骤S1：统计每天各个时间段的客流量数据，建立客流量数据库；
步骤S2：根据统计的当天以前的客流量数据，计算当前时刻的客流量；
步骤S3：根据当前时刻的客流量、电梯总数量和每台电梯运载能力阈值，判断是否需要有电梯进入待机状态和允许进入待机状态的电梯数量；
步骤S4：优先选择未运送乘客的电梯为空闲电梯和最快结束运送任务的电梯作为待机电梯，进入待机状态；
步骤S5：将当天各个时间段的客流量数据更新至客流量数据库，然后转到步骤S1执行下一天的电梯调度。
本实施例与第一实施例不同之处在于：
所述步骤S2中，计算当前时刻的客流量，包括以下步骤：
首先，计算过去m天中与当天相同星期编号的日子的平均当前时刻的客流量：
；
其中，为过去m天中与当天相同星期编号的日子的平均当前时刻的客流量；/>为第/>天第/>个时间段内的客流量；其中/>为天数，/>表示第1天，即开始统计的最初那天，表示第2天，依次类推；/>表示某天中的时间段的代号，以半小时为单位，如/>表示0:01-0:30、/>表示0:31-1:00、/>表示1:01-1:30、……、/>表示23:31-0:00，共48组；m为当天以前的天数；i为累计变量。
每天各个时间段的客流量数据的计算方法可以表示为累计的电梯内呼次数，如在0:01-0:30内共累计发生50次内呼，则认为当天0:01-0:30时间段的客流量为50人。
然后，计算其余天数的平均当前时刻的客流量：
；
其中，为其余天数的平均当前时刻的客流量；/>为第/>天第/>个时间段内的客流量；
则当前时刻的客流量为：
其中，为当前时刻的客流量；/>、/>，且/>。/>、/>可根据不同场景选择不同值，如：
若当前天为一周中的周六或周日，考虑周末的人员波动幅度较大，则取0.8，/>取0.2；
若当前天为一周中的周一至周五中的某一天，考虑工作日的人员波动幅度较小，则取0.9，/>取0.1。
实施例3：
如图1所示，本发明基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，包括以下步骤：
步骤S1：统计每天各个时间段的客流量数据，建立客流量数据库；
步骤S2：根据统计的当天以前的客流量数据，计算当前时刻的客流量；
步骤S3：根据当前时刻的客流量、电梯总数量和每台电梯运载能力阈值，判断是否需要有电梯进入待机状态和允许进入待机状态的电梯数量；
步骤S4：优先选择未运送乘客的电梯为空闲电梯和最快结束运送任务的电梯作为待机电梯，进入待机状态；
步骤S5：将当天各个时间段的客流量数据更新至客流量数据库，然后转到步骤S1执行下一天的电梯调度。
本实施例与第一实施例不同之处在于：
所述步骤S3中，当时，则认为需要有电梯进入待机状态，其中，/>为当前时刻的客流量；/>为电梯总数量；/>为预设的每台电梯运载能力阈值，根据经验设置，优选地，取30。
当有电梯需要进入待机状态时，允许进入待机状态的电梯数量的计算公式为：
其中，为允许进入待机状态的电梯数量，/>符号的含义为向下取整。
以下例子进行说明：
若共有4台电梯且当前客流量为100人，则100/30为3.3，大于4-1=3台，则不允许任何电梯进入待机状态，；若共有4台电梯且当前客流量为90人，则90/30为3，小于等于4-1=3台，则允许有4-90/30=1台电梯进入待机状态，/>；若共有4台电梯且当前客流量为80人，则80/30为2.7，小于4-1，则允许4-80/30=1.3的向下取整，即允许1台电梯进入待机状态，/>；若共有4台电梯且当前客流量为50人，则50/30为1.7，小于4-1，则允许4-50/30=2.3的向下取整，即允许2台电梯进入待机状态，/>。
所述步骤S4中，空闲电梯的数量表示为，考虑到电梯启停能耗较高，因此当有电梯需要进入待机状态时，进行如下判定：
当时，随机选择数量等于/>的空闲电梯进入待机状态；
当时，选择当前所有的空闲电梯进入待机状态；
当时，首先将当前空闲的所有电梯进入待机状态，然后依次选取运送任务最快结束的电梯，在结束运送任务后进入待机状态；
当时，最快结束运送任务的电梯编号的计算公式如下：
为电梯编号，/>；其中/>为电梯/>的目标楼层，/>为电梯/>的当前楼层，/>为电梯的总数量；
当时，先利用上式选取出一台最快结束运送任务的电梯，作为待机电梯，然后在剩余电梯中利用如下公式进行选择：
为另一台待机电梯的编号，/>且/>，选取下一台待机电梯，如此往复，直至全部选取出规定数量的待机电梯。
每台电梯运载能力阈值优选为30，此值和电梯固有的最大乘梯人数量含义不同，该值所定义的电梯运载能力是能够通过一台电梯在规定时间内多次运输而实现的。
例如：
深夜2:01-2:30时间段，客流量估计为30人，假设共有3台电梯，单台电梯单次最多运输10人，此时可以通过三台电梯一次性全部运输完毕（理想情况），但现设定电梯运载能力阈值为30，即通过单台电梯运输运输3次完成（理想情况），这样可以让其他两台电梯待机，不启用，以减少能耗。
这样做的原因是：在当前客流不算很大的情况下，由多台电梯降为单台电梯运送所造成的乘客等待时间增加量是可以接受的。
该阈值的选取应根据不同场景进行选择，客流量很大时，要仍然充分考虑乘客等待时间等其他指标，该值需要选低一些，即及时启用其他待机电梯，以充分保证电梯运载能力。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：统计每天各个时间段的客流量数据，建立客流量数据库；
步骤S2：根据统计的当天以前的客流量数据，计算当前时刻的客流量；
步骤S3：根据当前时刻的客流量、电梯总数量和每台电梯运载能力阈值，判断是否需要有电梯进入待机状态和允许进入待机状态的电梯数量；
步骤S4：定义未运送乘客的电梯为空闲电梯，优先选择空闲电梯和最快结束运送任务的电梯作为待机电梯，进入待机状态；
步骤S5：将当天各个时间段的客流量数据更新至客流量数据库，然后转到步骤S1执行下一天的电梯调度；
所述步骤S2中，计算当前时刻的客流量，包括以下步骤：
首先，计算过去m天中具有与当天相同星期编号的日子的平均当前时刻的客流量：
；
其中，为过去m天中具有与当天相同星期编号的日子的平均当前时刻的客流量；/>为第/>天第/>个时间段内的客流量；其中/>为天数，/>表示第1天，即开始统计的第一天，表示第2天，依次类推；/>为时间段的代号；m为当天以前的天数；i为累计变量；
然后，计算其余天数的平均当前时刻的客流量：
；
其中，为其余天数的平均当前时刻的客流量；/>为第/>天第/>个时间段内的客流量；
当前时刻的客流量为：
其中，为当前时刻的客流量；/>，/>，且/>；/>和/>为权重系数，根据不同场景选择不同值。
2.根据权利要求1所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，每天各个时间段的客流量数据的统计方法为设定的时间段内的累计的电梯内呼次数。
3.根据权利要求1-2任一项所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，时间段以半小时为单位，表示0:01-0:30，/>表示0:31-1:00，/>表示1:01-1:30、……、/>表示23:31-0:00，共48组。
4.根据权利要求1所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，若当前天为一周中的周六或周日，则取0.8，/>取0.2。
5.根据权利要求1所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，若当前天为一周中的周一至周五中的某一天则取0.9，/>取0.1。
6.根据权利要求1所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，所述步骤S3中，当-1时，则认为需要有电梯进入待机状态；
其中，为电梯总数量；/>为预设的每台电梯运载能力阈值；
当有电梯需要进入待机状态时，允许进入待机状态的电梯数量的计算公式为：
其中，为允许进入待机状态的电梯数量。
7.根据权利要求6所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，所述步骤S4中，空闲电梯的数量表示为，当有电梯需要进入待机状态时，进行如下判定：
当时，随机选择数量等于/>的空闲电梯进入待机状态；
当时，选择当前所有的空闲电梯进入待机状态；
当时，首先将当前所有的空闲电梯进入待机状态，然后依次选取运送任务最快结束的电梯，在结束运送任务后进入待机状态；
当时，最快结束运送任务的电梯编号的计算公式如下：
为电梯编号，/>；其中/>为电梯/>的目标楼层，/>为电梯/>的当前楼层；
当时，先利用上式选取出一台最快结束运送任务的电梯，作为待机电梯，然后在剩余电梯中利用如下公式进行选择：
为另一台待机电梯的编号，/>且/>，选取下一台待机电梯，如此往复，直至全部选取出规定数量的待机电梯。
8.根据权利要求7所述的基于客流量估计的电梯节能群控调度方法，其特征在于，预设的每台电梯运载能力阈值为30。
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