CN1295024A - 控制单升降道中两电梯轿厢电梯系统的控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种电梯系统控制装置及方法,该装置包含:风险计算单元,计算一轿厢响应新服务呼叫时同一电梯升降道中电梯轿厢间碰撞的危险性;轿厢分配单元,根据碰撞危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫;和运行控制单元,根据轿厢分配单元分配,控制电梯轿厢运行。该方法包含:计算一轿厢响应新的服务呼叫时单个电梯升降道中两电梯轿厢间碰撞的危险性;根据碰撞的危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫;和根据配的轿厢控制电梯轿厢的运行。

Description

控制单升降道中两电梯轿厢电梯系统的控制装置及方法
本发明涉及电梯系统的控制装置，该电梯系统至少具有一个电梯升降道，且其中每个升降道有两个电梯轿厢提供服务。
一般的电梯系统在每个电梯升降道中有一个电梯轿厢。但是已提出有在各升降道中设有两个电梯轿厢的电梯系统。
传统的电梯系统包含多个电梯轿厢和电梯升降道，每个升降道中一个电梯轿厢，其“群管理控制”一般用来控制特定电梯轿厢的分配以响应电梯的楼层呼叫。也已经提出了将群管理控制用于各升降道中两台轿厢服务的电梯系统。但在这种情况下，要求服务过程中避免两轿厢之间的碰撞。在日本未审查的专利公开Hei．9-272662和Hei．8-133611中已提出了具有避免碰撞特性的群管理控制单元。
日本未审查专利公开Hei．9-272662揭示了一种“罗伯利斯(ropeless)电梯系统，其中电梯轿厢能作垂直和水平移动。没有呼叫要响应的电梯轿厢停止或移动到升降道中的一侧，避免与该升降道中在运行的轿厢相碰。
日本未审查专利公开Hei．8-133611揭示了在侧旁为某个电梯轿厢设置一段升降道并禁止另一轿厢进入该段。所装备的控制装置阻止另一电梯轿厢进入设置在侧旁的该段升降道。
上面提到的这些已有技术存在下面的问题。
前者公开中的群管理控制装置对于未分配响应呼叫的电梯轿厢不能移到侧道的系统不起作用。而且，不响应呼叫的电梯轿厢如果不移动到侧道，那么该轿厢只能停在升降道中，从而使轿厢不能有效地运作。
后者公开中的群管理控制装置，在到达电梯升降道的不能进入段之前分配一个临时呼叫给该轿厢来停止它响应呼叫。使电梯轿厢不能有效地运作。
本发明是为了解决上述问题提出的，其目的在于提供一种对各电梯升降道中包含两个电梯轿厢的电梯系统进行有效的群管理控制同时避免两电梯轿厢间碰撞的电梯系统控制装置和方法。
按照本发明一个方面，提供一种电梯系统控制装置，用于控制包含多个电梯升降道和各升降道中两个服务电梯轿厢的电梯系统，它包含：风险计算单元，计算当一轿厢响应新的服务呼叫时单个电梯升降道中两电梯轿厢间碰撞的危险性；轿厢分配单元，根据所述碰撞的危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫；和运行控制单元，根据所述轿厢分配单元的分配，控制所述电梯轿厢的运行。
在一较佳实施形态中，所述风险计算单元为所述电梯系统中各电梯轿厢计算单个升降道中电梯轿厢间碰撞的概率作为危险性；在包含第1和第2电梯轿厢的电梯升降道中，当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值时，计算第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率；和根据第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率重新计算该电梯升降道中第1和第2电梯轿厢碰撞的危险性。
在另一较佳实施形态中，当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值且第2轿厢不能撤离到无碰撞出现区时，所述轿厢分配单元从潜在分配响应所述新呼叫中删除该第1电梯轿厢。
在又另一较佳实施形态中，撤离第2电梯轿厢到无碰撞出现区的概率基于电梯系统中各电梯轿厢到达已发出新呼叫的楼层的预定到达时间。
在又一较佳实施形态中，所述轿厢分配单元根据计算指标分配电梯轿厢响应所述新的呼叫，该计算指标除了碰撞的危险性外还至少包含电梯轿厢响应该新呼叫到达的等待时间、预期误差和轿厢中乘客负荷。
在另又一较佳实施形态中，所述电梯系统控制装置包含确定该电梯系统交通状况的交通状况确定单元，其中，运行控制单元根据该交通状况将一些轿厢送到暂停楼层。
按照本发明第2方面，提供一种控制电梯系统的方法，该电梯系统包含多个电梯升降道和各升降道中两个服务电梯轿厢，所述方法包含：计算当一轿厢响应新的服务呼叫时单个电梯升降道中两电梯轿厢间碰撞的危险性；根据所述碰撞的危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫；和根据所分配的轿厢控制所述电梯轿厢的运行。
在一较佳实施形态中，所述方法包含：为电梯升降道中各电梯轿厢计算单个升降道中电梯轿厢间碰撞的概率作为危险性；在包含第1和第2电梯轿厢的电梯升降道中，当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值时，计算第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率；和根据第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率重新计算该电梯升降道中第1和第2电梯轿厢碰撞的危险性。
在另一较佳实施形态中，所述方法包含：当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值且第2轿厢不能撤离到无碰撞出现区时，从潜在分配响应所述新呼叫中删除该第1电梯轿厢。
在又一较佳实施形态中，所述方法包含：将撤离第2电梯轿厢到无碰撞出现区的概率建立在电梯系统中各电梯轿厢到达已发出新呼叫的楼层的预定到达时间的基础上。
在又另一较佳实施形态中，所述方法包含：根据计算指标分配电梯轿厢响应所述新的呼叫，该计算指标除了碰撞的危险性外还至少包含电梯轿厢响应该新呼叫到达的等待时间、预期误差和轿厢中乘客负荷。
在另又一较佳实施形态中，所述方法包含：确定该电梯系统的交通状况和根据该交通状况将一些轿厢送到暂停楼层。
图1是表示本发明一实施形态的电梯系统控制装置的框图。
图2是表示运用图1所示电梯系统控制装置的电梯系统的运行状态图。
图3是概略表示本发明一实施形态的电梯系统控制装置中输送和暂停电梯轿厢过程的流程图。
图4是概略表示本发明一实施形态的电梯系统控制装置运行的流程图。
下面结合附图说明本发明的较佳实施形态。图1至图4表明本发明电梯系统控制装置的一实施形态的结构和运行。如图2所示，在图示本发明实施形态的电梯系统控制装置中，该电梯系统具有一组升降道，各升降道中带有两个电梯轿厢在服务。
图1概略所示电梯控制系统的实施形态包含有效控制多个电梯轿厢的群管理控制单元1。轿厢控制器2A1至2D2控制图2中所示电梯轿厢A1至D2。传统的呼叫记录器3(通常是UP／DOWN(上／下)门厅按钮)安装在各楼层。图2中所示的电梯轿厢A1和A2、B1和B2、C1和C2、和D1和D2分别是电梯升降道#A、#B、#C、和#D中提供服务的轿厢，并分别受控制器2A1、2A2、2B1、2B2、2C1、2C2、2D1、和2D2的控制。当图2中新门厅呼叫21表明的门厅呼叫(即召唤电梯)经安装在特定楼层的呼叫记录器3登记时，控制单元1分配轿厢A1至D2之一以响应该呼叫。
图2表明4升降道、每个升降道中有两个轿厢提供服务的例子；但是所示实施形态并不限定于所述升降道的数量和各升降道中的轿厢数量。在传统的群管理控制中，为方便乘客，升降道的数量可达约8个，而不受该控制本身的限制。升降道中的电梯轿厢数量可依据电梯交通选择。在该例子中，在各升降道中设置两个轿厢是为了简化说明。
图1群管理控制器1包含通信接口输入／输出单元1A，交通状态确定单元1B，轿厢暂停确定单元1C，预测运算单元1D，风险计算单元1E，撤离概率计算单元1F，估算值运算单元1G，轿厢分配单元1H，和运行控制单元1J。通信接口输入／输出单元1A提供在呼叫记录器3与轿厢控制器2A1至2D2之间进行通信和数据传输。交通状态确定单元1B主要根据门厅记录的呼叫和请求电梯服务的数量及电梯轿厢状况确定大楼中电梯系统的交通状态。轿厢暂停确定单元1C根据交通状态确定单元1B确定的结果确定各升降道中应当暂停一个还是两个电梯轿厢。预测运算单元1D假设电梯轿厢已经分配给各新的呼叫，并计算该轿厢的到达时间和预测乘客进入该轿厢的状况。风险计算单元1E假定升降道中电梯轿厢何时已分配响应在同一升降道中另一轿厢未分配响应的呼叫，并计算这两轿厢间碰撞的危险性。撤离概率计算单元1F确定如果在同一升降道中电梯轿厢之间存在碰撞的危险性，则某个轿厢是否能撤离到不同的位置以减小碰撞的危险性。
估算值运算单元1G执行综合估算，产生各电梯轿厢的指标。该估算指标包含已进入门厅呼叫的乘客的等待时间，预测误差，和电梯轿厢中乘客负荷，还包含碰撞风险。轿厢分配单元1H根据估算值运算单元的计算对要分配响应门厅呼叫的电梯轿厢作最后的选择。运行控制单元1J发出各个命令，用于根据分配指令发送或暂停电梯轿厢，根据轿厢分配单元1H提供的选择结果撤离电梯轿厢或中断响应呼叫，和用于轿厢暂停确定单元1C根据交通状态确定单元1B提供的确定结果进行确定。
参照图3和图4说明本发明实施例的运作。见图3，在步骤S31，通过通信接口输入／输出单元1A，电梯系统进入交通状态，交通状态确定单元1B确定电梯系统的交通状态。交通状态涉及例如各楼层经过5分钟左右乘客进入轿厢和离开轿厢的数量。根据该数量确定交通状态。在传统的电梯群管理控制系统中，将乘客进入和离去的总量是否小于阈值作为交通指标。另一方法是在已往使用中枢网络(neural network)确定交通状态。两者是已知技术，本发明中可加以使用。
如果步骤S31的确定结果是“停止时间(off-time)”(如果是步骤S32中的YES)，则轿厢暂停确定单元1C在步骤S33中确定同一升降道中另一电梯轿厢是否应暂停，并且运行控制单元1J在步骤S34发出一个发送或暂停命令，将步骤S33中指定的一个或一些轿厢发送到指定的一个或一些位置并暂停在那里。
在步骤S33确定电梯轿厢暂停的过程中，要暂停的电梯轿厢的数量可以根据例如停止时间的长短，即交通容量来确定。在最简单的情况下，在暂停时间中，各升降道中只留一个轿厢运行而剩下的轿厢处于暂停。在这种情况下，轿厢在升降道中没有碰撞的风险，从而群管理控制(步骤S35)等效于每升降道一个轿厢的常规电梯系统中的应用。如果步骤S31中的确定结果不是停止时间(如果是步骤S32中的N0)，那么在步骤S35执行其中轿厢不暂停的群管理控制。步骤S31至S35的确定可以按固定间隔，如每分钟，而不是实时模式进行。
参看图4，在步骤S40通过通信接口输入／输出单元1A输入楼层上呼叫记录器3来的新的门厅呼叫。在步骤S41，预测运算单元1D进行预测计算。该预测建立在假设电梯轿厢已经分配给所述新的门厅呼叫的基础上，所述预测用来预测轿厢到达记录有该新门厅呼叫楼层所需时间，并也可预测该轿厢到达目的楼层时该轿厢中的乘客负荷。这种预测可使用公知的程序。
接着，在步骤S42，风险计算单元1E在假设已经分配轿厢情况下计算同一升降道中电梯轿厢之间碰撞的风险。借助图2说明该风险的计算。图2示出一个例子，其中，在电梯系统中第三楼层已经发出一个向上的新的呼叫，该电梯系统中从第1到第10楼层4个升降道#A至#D的每个升降道中两个轿厢(A1，A2，B1，……，D2)在服务中。图2中B1F和11F标注的楼层是各升降道中上和下的轿厢不服务时分别处于暂停或撤离的楼层。在图2中，升降道#A和#B中的上和下轿厢A1，A2，B1，和B2和升降道#C的下轿厢C1，由于它们在图示的时间没有记录要响应的呼叫而处于静止状态。升降道#C和#D中的上轿厢C2和D2及升降道#D中的下轿厢D1分别已经分配要响应的轿厢呼叫，并分别开始向下和向上运行。
碰撞风险计算如下。在图2所示状态中，如果升降道#A中向下电梯轿厢A1分配响应门厅呼叫，那么在第3楼层乘入电梯轿厢的乘客可能希望从第4楼层至第10楼层的任一楼层离开电梯。碰撞可能发生在只有当乘客乘向顶层第10层时，而不会发生在下轿厢A1从第3层走向下面的楼层。
因此，该情况中的风险可表达如下：
Coll．-Degree(A1)=1／(10-3)=1／7
其中(Coll．-Degree(轿厢)：轿厢碰撞的风险)。
如果上轿厢A2分配响应门厅呼叫，那么上轿厢A2从当前位置运行到第3楼层，并在乘客进入后向上运行。因此，如果电梯轿厢A2响应门厅呼叫，除非下轿厢A1运动，否则不存在碰撞的风险。因此，这种风险如下：
Coll．-Degree(A2)=0
同样，各轿厢的碰撞风险可计算如下：
Coll．-Degree(B1)=6／7，    Coll．-Degree(B2)=0
Coll．-Degree(C1)=6／7，    Coll．-Degree(C2)=0
Coll．-Degree(D1)=6／7，    Coll．-Degree(D2)=1
一旦完成各升降道中所有对电梯轿厢的风险计算时，在步骤S43中就能确定各轿厢的碰撞风险是否高。为进行该确定，可以给碰撞风险设置阈值(如，Th=0．3)。
如果轿厢的碰撞风险确定为高(如果是步骤S43中的YES)，那么撤离概率计算单元1F确定同一升降道中的另一轿厢是否能撤离。下面描述步骤S44中执行的程序。
在图2所示实施例中，根据表达式(1)的结果确定有高风险的电梯轿厢是B1、C1、D1、D2。在它们当中如果轿厢B1分配响应门厅呼叫，那么就确定轿厢B2可撤离，这是因为轿厢B2没有分配响应任何呼叫并必要时能向上层包括第十一撤离。
在电梯轿厢C1和D1这方面，两个向上的轿厢C2和D2都已经分配为响应分配了呼叫。在这种情况下，使用为达到各楼层而需要的预测时间来执行确定，这种预测时间是预测运算单元1D的计算结果。具体而言，计算上、下轿厢的预定到达时间以确定要撤离的轿厢是否在分配轿厢前到达并有足够时间在碰撞之前撤离。
下面举例详细说明。为了简化说明，假设每楼层运行时间是2秒和每次停止的停止时间是10秒，以此计算预测时间。因此，轿厢的以秒为单位的预测时间如下：
当分配C1时：
T(C1，5F)=18，T(C2，5F)=10
这里，(T(轿厢，f1)：轿厢到达楼层f1的预测时间)
当分配D1时：
T(D1，5F)=28，T(D2，5F)=10
当分配D2时：
T(D2，4F)=22，T(D1，4F)=6
而且，如果假设撤离所需时间为10秒，其表示为margin_t=10，那么下面的关系式成立：
当分配C1时：
T(C1，5F)＜T(C2，5F)+margin_t
当分配D1时：
T(D1，5F)＞T(D2，5F)+margin_t
当分配D2时：
T(D2，4F)＞T(D1，4F)+margin_t
根据上面所示结果，能确定如果电梯轿厢C1分配响应门厅呼叫，则电梯轿厢C2不能及时撤离避免碰撞。如果分配轿厢D1，则轿厢D2能撤离而不会碰撞。
接着，在步骤S45，对在步骤S44中已经确定能撤离的轿厢的风险再次进行计算。作为重计算的方法，例如，可用步骤S43中的阈值替代需要撤离的代价。具体而言，在图2所示例中，应用如下：
Coll．-Degree(D1)=Th(=0．3)，Coll．-Degree(D2)=Th(=0．3)
按照上面所述对各电梯轿厢执行了步骤S43至S45的程序后，在步骤S46中选择响应门厅呼叫的候选电梯轿厢。候选轿厢是在移开按照步骤S42或S45中计算结果所找到的高碰撞风险的轿厢后所留下的轿厢。上面提到的阈值用来确定风险的大小。在图4所示情况下，轿厢C1移开，剩下的轿厢为候选轿厢。
接着，在步骤S47，估算值运算单元1G计算候选轿厢的估算值。除了风险外，各种估算指标可用于计算该估算值。根据轿厢响应呼叫到达的等待时间(包括平均等待时间，长时间等待率，等待时间分布等)可进行所述估算。还有采用预测误差发生率(incidence rate)的预测误差估算，其中，未预料到的电梯轿厢响应呼叫并在期望电梯轿厢前到达。另一种估算方法是以轿厢满用的概率为基础的。这些估算方法都是已知的，所以这里不再详细描述这些估算方法的详细指标和过程。
例如，可将下面的综合函数(comprehensive function)用于计算综合估算值(comprehensive evaluation value)。
综合估算=W1×基于等待时间的估算+W2×基于预测误差的估算+W3×基于轿厢满用的估算+W4×风险。W1至W4根据各估算指标分量的重要性加权。
在步骤S48，步骤S47中获得的估算值得到综合估算，并选择综合估算值最大的电梯轿厢作为分配响应门厅呼叫的轿厢。该步骤利用轿厢分配单元1H来执行。
当通过上述设置的程序选择分配响应门厅呼叫的电梯轿厢时，在步骤S49发出分配命令，必要时还向要撤离的电梯轿厢发出撤离命令。该步骤S49由运行控制单元1J执行。
按照本发明一用于控制电梯系统的电梯系统控制装置，该电梯系统中单个电梯升降道中有两个电梯轿厢在服务，所述控制装置包含：风险计算单元，计算响应新的服务呼叫时同一电梯升降道中两电梯轿厢间碰撞的危险性；轿厢分配单元，根据所述碰撞的危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫；和运行控制单元，根据所述轿厢分配单元的分配，控制所述电梯轿厢的运行。因此，能获得最高可能的运行效率，同时减小碰撞的风险。
而且，所述风险计算单元能为各电梯轿厢计算碰撞的概率作为危险性；对于碰撞危险性大于阈值的轿厢计算同一升降道中第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率；和根据撤离概率重新计算危险性。这种结构安排能精确预测碰撞的风险并能得到有效的控制。
如果第2轿厢不能撤离到安全区，则所述轿厢分配单元可从潜在分配响应所述新呼叫中删除碰撞风险大于阈值的第2电梯轿厢。这种结构安排能将单升降道中电梯轿厢间碰撞的概率降到最小。
撤离第2电梯轿厢到安全区的概率基于各电梯轿厢到达已发出新呼叫的楼层的预定到达时间。根据该结构安排，可采用预测运算单元的运算结果，允许这种运算而不添加新的数据。
所述分配单元根据估算指标分配电梯轿厢响应所述新的呼叫，该估算指标除了碰撞的危险性外还至少包含电梯轿厢到达已发出该新呼叫楼层的等待时间、预测误差和轿厢中乘客负荷。该估算使运行效率达到最大。
所述电梯系统控制装置可进一步包含确定该电梯轿厢交通状况的交通状况确定单元，运行控制单元根据该确定的结果将一些轿厢送到暂停楼层。根据该结构安排，由于只有必须响应的轿厢在运行，故能减小碰撞的概率，并且能节省能量而不损失预期的服务质量。

Claims (13)

1．一种电梯系统控制装置，用于控制包含多个电梯升降道和各升降道中两个服务电梯轿厢的电梯系统，其特征在于，它包含：
风险计算单元，计算当一轿厢响应新的服务呼叫时单个电梯升降道中两电梯轿厢间碰撞的危险性；
轿厢分配单元，根据所述碰撞的危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫；和
运行控制单元，根据所述轿厢分配单元的分配，控制所述电梯轿厢的运行。
2．如权利要求1所述的电梯系统控制装置，其特征在于，其中，所述风险计算单元：
为所述电梯系统中各电梯轿厢计算单个升降道中电梯轿厢间碰撞的概率作为危险性；
在包含第1和第2电梯轿厢的电梯升降道中，当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值时，计算第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率；和
根据第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率重新计算该电梯升降道中第1和第2电梯轿厢碰撞的危险性。
3．如权利要求2所述的电梯系统控制装置，其特征在于，其中，当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值且第2轿厢不能撤离到无碰撞出现区时，所述轿厢分配单元从潜在分配响应所述新呼叫中删除该第1电梯轿厢。
4．如权利要求2所述的电梯系统控制装置，其特征在于，其中，撤离第2电梯轿厢到无碰撞出现区的概率是基于电梯系统中各电梯轿厢到达已发出新呼叫的楼层的预定到达时间。
5．如权利要求1所述的电梯系统控制装置，其特征在于，其中，所述轿厢分配单元根据估算指标分配电梯轿厢响应所述新的呼叫，该估算指标除了碰撞的危险性外还至少包含电梯轿厢响应该新呼叫到达的等待时间、预测误差和轿厢中乘客负荷。
6．如权利要求1所述的电梯系统控制装置，其特征在于，还包含确定该电梯系统交通状况的交通状况确定单元，其中，运行控制单元根据该交通状况将一些轿厢送到暂停楼层。
7．一种电梯系统控制装置，用于控制包含多个电梯升降道和各升降道中两个服务电梯轿厢的电梯系统，其特征在于，它包含：
确定各升降道中第1电梯轿厢交通状况的交通状况确定单元，各升降道包含第2电梯轿厢；
运行控制单元，当各第1轿厢的交通状况低于阈值时，发送各第2电梯轿厢到各自的暂停区并暂停在那里，以便单升降道中只有第1轿厢在运行。
8．一种控制电梯系统的方法，该电梯系统包含多个电梯升降道和各升降道中两个服务电梯轿厢，其特征在于，所述方法包含：
计算当一轿厢响应新的服务呼叫时单个电梯升降道中两电梯轿厢间碰撞的危险性；
根据所述碰撞的危险性分配电梯轿厢响应该新的呼叫；和
根据所分配的轿厢控制所述电梯轿厢的运行。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包含：
为电梯升降道中各电梯轿厢计算单个升降道中电梯轿厢间碰撞的概率作为危险性；
在包含第1和第2电梯轿厢的电梯升降道中，当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值时，计算第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率；和
根据第2轿厢撤离到无碰撞出现区的概率重新计算该电梯升降道中第1和第2电梯轿厢碰撞的危险性。
10．如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含：
当第1电梯轿厢的碰撞危险性大于阈值且第2轿厢不能撤离到无碰撞出现区时，从潜在分配响应所述新呼叫中删除该第1电梯轿厢。
11．如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含：
将撤离第2电梯轿厢到无碰撞出现区的概率建立在电梯系统中各电梯轿厢到达已发出新呼叫的楼层的预测到达时间的基础上。
12．如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包含：
根据估算指标分配电梯轿厢响应所述新的呼叫，该估算指标除了碰撞的危险性外还至少包含电梯轿厢响应该新呼叫到达的等待时间、预测误差和轿厢中乘客负荷。
13．如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包含：
确定该电梯系统的交通状况和根据该交通状况将一些轿厢送到暂停楼层。
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