FI85970C

FI85970C - Foerfarande foer koordinering av hissgrupper.

Info

Publication number: FI85970C
Application number: FI863861A
Authority: FI
Inventors: Ralf Ekholm
Original assignee: Kone Oy
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1986-09-24
Publication date: 1992-06-25
Also published as: FI863861A; GB8722192D0; FI85970B; AU590442B2; AU7811987A; DE3732204A1; GB2197090B; GB2197090A; DE3732204C2; FI863861A0; JPH0198579A; HK2891A; US4838385A

Description

85970

MENETELMÄ HISSIRYHMIEN KOORDINOIMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR KOORDINERING AV HISSGRUPPER

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä hissiryhmien liikennöinnin koordinoimiseksi rakennuksissa, joissa on yksi tai useampia vaihtotasoja, jotka muodostavat niiden ylä- ja alapuolella olevien hissiryhmien toisen pääteaseman.

Korkeissa, etenkin toimistokäytössä olevissa pilvenpiirtäjissä, hissiryhmät on tyypillisesti järjestetty vyöhykkeisiin siten, että eri vyöhykkeissä olevat hissit palvelevat kerroksilta tulevia kutsuja vain omilla, rakennuksen korkeussuunnassa päällekkäin olevilla vyöhykkeillään, ts. tiettyyn paikkaan ei pääse kuin tietyn vyöhykkeen hisseillä. Rakennuksen vyöhykkeet, joita näitä palvelemattomat hissit voivat ohittaa pysähtymättä, kutsutaan pikavyöhykkeiksi (express zones). Tällä tavalla pyritään maksimoimaan hissijärjestelmän kuljetuskapasiteettia aamu- ja iltapäiväruuhkien aikana. Eri vyöhykkeiden ____ hissiryhmien ohjaus toteutetaan yleensä konventionaalisella automaattisella ja riippumattomalla ryhmäohjauksella, jollaisia on esitetty esim. yhdysvaltalaisissa patenteissa 4,567,560 ja 4,582,173.

Erittäin korkeissa rakennuksissa, joissa on kerroksia enemmän kuin n. 50, kannattaa rakennus hissiliikenteen kannalta jakaa ainakin kahteen osaan. Alempaa osaa vaihtotasoon asti (nk. sky lobby) palvelee yllä kuvattu vyöhykkeisiin jaettu hissijärjes-telmä ja vaihtotasosta ylöspäin vastaavanlainen järjestelmä. Vaihtotasoon saavutaan suoraan pohjakerroksesta sukkulahissien (shuttle car) avulla. Näin saavutetaan suurempi kuljetuskapasiteetti käytettävissä olevan tornin hissikuilutilavuuden puitteissa, eli talon poikkipinnan suhde hissien tarvitsemaan tilaan on edullisempi. Haittana on kuitenkin lisääntynyt mat-kustusaika hissinvaihdon takia. Koska paineet hissikuilun pinta-alan pienentämiseksi nykyisin ovat hyvin voimakkaita, on toinen tapa lisätä kuljetuskapasiteettia ollut kaksikerroksisen hissikorin (double-deck elevator) käyttöönotto. Tässä 2 85970 kaksi hissikoria kiinnitetään päällekkäin ja ne palvelevat siten, että hissi pysähtyy joka toiseen kerrokseen, jolloin matkustajan ollessa "väärässä" peruskerroksessa hänen on vaihdettava kerrosta joko ennen ajoa tai ajon jälkeen, käyttäen esim. rullaporrasta siirtyäkseen määränpäähänsä. Haittana tässä tapauksessa on epäkäytännöllisyys ja etenkin useampia kerroksia kattavassa yhteisössä syntyvä liikenne parillisten ja parittomien kerrosten välillä.

Hissiryhmän suorituskykyä arvosteltaessa on kiinnitettävä huomiota seuraavaan kolmeen seikkaan (kts. Committee 2A "Vertical and Horisontal Transportation", of the Council of Tall Buildings and Urban Habitat, Part of the Monograph of the Planning and Design of Tall Buildings, chap. SC-4, sivut 139-140): kuljetuskapasiteetti ilmaistuna prosentteina rakennuksessa olijoiden kokonaismäärästä niiden viisiminuuttisten aikajaksojen aikana (aamu- ja iltapäiväruuhkat), jolloin hissien kuormitus on raskaimmillaan, - keskimääräinen hissikorien saapumisen aikaväli tyypilliselle kerrostasolle, - suurin hissimatkustajan siirtoaika ylöspäin.

Tyypillisiä arvoja yllämainituille suureille ensiluokkaisessa toimistorakennuksessa on saman lähteen mukaan kuljetuskapasiteetti 11-13%, keskimääräinen saapumisväli 25-35 s, sekä siirtoaika korkeintaan 180 s. Nämä luvut pätevät monitoimitalolle (Diversified building), jossa on monia yrityksiä. Yhden ainoan yrityksen toimia palvelevan talon (single-purpose building) hissijärjestelmän arvot ovat tyypillisesti jonkin verran parempia .

Ongelmia esiintyy tänäkin päivänä lähinnä odotusajoissa, jotka etenkin hissiä vaihtaville matkustajille "sky-lobby"taloissa voivat venyä pitkiksi, ruuhka-aikana 2-3-kertaisiksi normaaliin keskimääräiseen saapumisväliin nähden. Tällaiset odotusajat huonontavat siis hissijärjestelmän suorituskykyä suoraan ainakin viimeksi mainitun arvostelukriteerin kohdalla. Lisäksi l! 3 85970 on selvää että pienentämällä odotusaikoja parannetaan välillisesti myös muita suorituskykyä ilmaisevia kriteerejä. Oleellisia parannuksia ei enää voitane nykyisten, itsenäisiin ryhmäohjauksiin perustuvien järjestelmien puitteissa saavuttaa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on ratkaisevasti parantaa his-sipalveluja rakennuksissa, joissa on useampia hissiryhmiä, jotka syöttävät toinen toisiaan matkustajilla. Tämän vaikutuksen aikaansaamiseksi on keksinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaista se, että ohjaus ainakin osasta eri puolilla vaihtotasoa liikennöivistä hissiryhmistä alistetaan keskitetyn ohjausalgoritmin alaisuuteen, joka vaikuttaa hissiryhmien ohjausparametreihin kuormitustilanteen vaatiessa siten, että pääliikennöintisuunnan ollessa ylöspäin, vaihtotason alapuolelta saapuvien hissien matkustajien palvelemiseksi, joko sinänsä tunnetulla tavalla nopeutetaan tason yläpuolella liikennöivien hissien saapumista vaihtotasolle sinne tason alapuolelta saapuvien matkustajien odotusajan minimoimiseksi, ja/tai koordinoidaan vaihtotasolle pysähtyneiden hissien lähtöä vaihtotason alapuolelta saapuvien hissien saapumisen kanssa niiden matkustajamäärän maksimoimiseksi, ja että pääliikennöintisuunnan ollessa alaspäin, vaihtotason yläpuolelta saapuvien hissien matkustajien palvelemiseksi, joko nopeutetaan hissien saapumista vaihtotasolle ja/tai koordinoidaan vaihtotasolle pysähtyneiden hissien lähtöä, vaihtotason ylä-" puolelta saapuvien hissien saapumisen kanssa niiden matkusta-jamäärän maksimoimiseksi.

;*·*· Keksintö muodostuu siis algoritmista, joka koordinoi hissien . saapumiset ja lähtemiset vaihtotasolla siten, että aika, joka kuluu hissin vaihtamiseen, minimoituu. Pyrkimyksenä on siis minimoida yhteenlasketut hissien odotusajat rakennuksessa.

‘ ‘ Keksinnön muille edullisille suoritusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esi-tetty.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa # · »· » « 85970

Kuv. 1 esittää hyvin korkeissa rakennuksissa yleisesti käytettyä hissiryhmäjärjestelmää,

Kuv. 2a esittää erään esimerkin kuvion 1 mukaisessa tapauksessa käytettävästä keksinnön mukaisesta ohj ausmenetelmästä,

Kuv. 2b esittää erään toisen esimerkin kuvion 1 mukaisessa tapauksessa käytettävästä keksinnön mukaisesta ohjausmenetelmästä,

Kuv. 3 esittää lohkokaavion muodossa keksinnön mukaista menetelmää toteuttavan algortimin sijoittumisesta normaalin hissiryhmän ohjauksen ohjelmistoon,

Kuv. 4 esittää vuokaavion muodossa esimerkin keksinnön mukaisen menetelmän päätösprosessista,

Kuv. 5 esittää hissijärjestelyt rakennuksessa, jossa on kaksi vaihtotasoa.

Kuvio 1 esittää hyvin yksinkertaistetussa muodossa 70-kerrok-sisen talon hissijärjestelmän. Siinä liikennöi kerroksien 1-50 välillä 3 hissiryhmää 1a-1c, jossa jokaisessa ryhmässä on 4-8 hissiä. Ryhmien palvelualueet on jaettu vyöhykkeisiin siten, että kukin ryhmä palvelee yksinomaan omaa aluettaan. Siten korkeammalle menevillä hissiryhmillä 1b ja 1c on pikavyöhyk-keet x, joissa ne eivät pysähdy. Rakennus on hissiteknisesti jaettu kahteen osaan vaihtotason 4 avulla, joka muodostaa pääteaseman katutasolta lähteville hisseille. Vaihtotasolta ylöspäin pääsee hissiryhmillä 2a ja 2b, jotka ovat järjestetyt vastaavalla tavalla kuin ryhmät 1a-1c. Katutasolta suoraan vaihtotason yläpuolelle aikovia matkustajia varten on rakennuksessa ns. sukkulahissiryhmä 3, jossa on 4-8 hissiä. Nämä hissit liikennöivät ainoastaan kerroksiin 1 ja 50, välillä pysähtymättä.

li 5 85970

Kuvioissa 2a ja 2b esitetään, eri vaihtoehtoja keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi laitetasolla kuvion 1 mukaisessa tapauksessa. Kuviossa 2a päätietokone 5 on koordinointi-ohjausalgoritmin MGC (Meta Group Control) avulla kytketty tarvittaessa ohjaamaan ryhmäohjaustietokoneita 6a, 6b, jotka puolestaan ohjaavat kuvion 1 hissiryhmiä 2a-2b ja 3 tunnetun tekniikan mukaisesti. Ohjaus toteutuu edullisesti järjestelmän sisäisillä parametrisiirroilla, koska silloin se käy nopeasti ja ylimenovaiheen aikana hissien palvelun laatu ei kärsi. Pää-tietokoneeseen 5 syötetään kaikkien ryhmätietokoneiden 6a, 6b tiedot hisseistä, kuten kuorma, sijainti, nopeus jne. Tiedot analysoidaan ja jos on tarpeen, annetaan päätietokoneen koor-dinointiohjausalgoritmille MGC määräysvalta ryhmätietokoneiden alaisina toimiville hisseille. Kuviossa 2b on esitetty toisenlainen järjestelmä, jossa koordinointiohjausalgoritmi sijaitsee nk. sukkulähissiryhmän ohjaustietokoneessa 6b. Tarvittaessa tietokone 6b siis alkaa komentaa muutoin rinnakkain toimivia ryhmäohjaustietokoneita 6a. Eräs mahdollisuus on myös valita jokin ryhmäohjaustietokoneista 6a algoritmin MGC isäntäkoneeksi, sitä tilannetta ei kuitenkaan ole kuvioissa esitetty, koska tilanne on täysin analoginen kuvion 2b kanssa.

Kuvio 3 esittää lohkokaavion muodossa miten keksinnön mukaista . menetelmää toteuttava algoritmi sijoitetaan normaalin hissi-ryhmän ohjauksen ohjelmistoon. Siinä on merkitty kirjaimella A ·’··' tyypilliseen ryhmäohjaukseen kuuluvia ohjelmistolohkoja, jotka ovat statistiikka ja raportointi SR (Statistics & Reports), V ohjausalgoritmi CA (Control Algorithm), testi- ja vikadiag-: Λ nostiikka TT (Test 4 Troubleshooting aids), sekä käyttöjärjes-telmä OS (Operating System). Keksinnön mukaisesti näiden ohjelmistojen toimintaa ja parametreja ohjaamaan asetetaan yli-määräinen lohko, koordinointiohjausalgoritmi MGC.

\ Kuviossa 4 on esitetty yksinkertainen esimerkki päätietokoneen :.’ :5 päätösprosessista. Sisääntulosuureet syötetään lohkoon BED : (Basic Elevator Data). Näitä ovat esim. sukkulahissien 3 las- : .-.ketut saapumisajat vaihtotasolle 4, hissien 2a,2b kuorma ky- • « • · • · · 6 85970 seisellä hetkellä, niiden palvelemattomien kutsujen määrä ja sijainti, hissien senhetkinen sijainti, jne. Mikäli testi lohkossa LTC (Low Traffic Condition) osoittaa, että hissien kuormitus ei edellytä päätietokoneen ohjausalgoritmin käyttöön ottamista, prosessi päättyy lohkoon GC (Group Control), eli tavanomaiseen hissien ryhmäohjaukseen, jossa hissiryhmät operoivat toisistaan riippumatta, ja huolehtivat siitä, että tietty määrä vapaita hissejä ryhmistä 2a-2b pysäköidään vaih-totasolle.

Mikäli taas todetaan, että hissien kuormitustilanne ylittää kevyen liikennöinnin rajat, päätietokoneen algoritmi testaa lohkossa ITC (Intermediate Traffic Condition) onko kysymyksessä keskiraskas hissikuormitus. Jos näin on, testataan vielä, onko pääliikennesuunta ylöspäin (lohko UP). Jos ei, asia saa tämän esimerkkialgoritmin puitteissa jäädä sillensä. Normaali-ohjauksen GC puitteissa voidaan helposti hissiryhmien sisäällä optimoida niiden käyttäytymistä alasmenoliikennettä varten. Jos suunta on ylöspäin, päätietokoneen koordinointiohjausalgo-ritmi MGC muuttaa ryhmäohjauksen GC parametreja. Tässä kuormitustilanteessa kuvion 2 päätietokone 5 muuttaa ohjausta ryhmä-ohjaustietokoneiden 6 ohjausparametreihin nähden siten, että rakennuksen 50. kerroksessa sijaitseva "sky-lobby" 4, eli vaihtotason prioriteettia nostetaan edelleen. Tämä toteutetaan lohkossa ISLP (Increased Sky-Lobby Priority), ja tässä esimerkkitapauksessa se tarkoittaa, että mikäli ei saada normaa-liohjauksella GC riittävää määrää hissejä ryhmistä 2a ja 2b vaihtotasolle sukkulahissien 3 saapumisaikaan, koordinointi-ohjaus MGC viivyttää esim. puoli- tai vähemmässä kuormassa olevien hissien ylöspäin lähtöä vaihtotasolta 4, kunnes suk-kulahisseissä olevat matkustajat ehtivät niihin.

Mikäli ITC-testi antaa kielteisen vastauksen, täytyy kyseessä olla ruuhkaliikenne PTC (Peak Traffic Condition). Tällöin koordinointiohjaus MGC ottaa komennon välittömästi haltuunsa ja antaa vaihtotasolle täyden prioriteetin lohkossa FSLP (Full Sky-Lobby Priority). Tämä tarkoittaa, että vaihtotasolle 4 yl- i 85970 häältä päin saapuvat hissit 2a,2b aina tarpeen vaatiessa ohittavat kerroksia joihin hissejä on kutsuttu sisäisen liikenteen tarpeisiin, jotta ne ehtisivät palvella sukkulahissejä 3 niiden tullessa vaihtotasolle. Tämä tehdään riippumatta siitä, onko kyseessä ruuhka ylös- vai alaspäin, koska molemmissa tapauksissa on odotusaikojen kannalta edullista, että molemmin puolen vaihtotasoa 4 liikennöivät hissit ovat yht1aikaa vaih-totasolla. Koordinointiohjauksen yksityiskohtaiset parametrit voivat hyvinkin poiketa toisistaan ruuhkaliikenteen suunnasta ja vastavirtaliikenteen suuruudesta riippuen, mutta periaate on sama. Sisäisellä parametriohjauksella on se etu, että hissipalvelut eivät huonone parametrien muuttamisen aikana.

Jos kyseessä on alaspäin suuntautuva ruuhka, esimerkkialgorit-mi tekee vielä UP-testin. Jos vastaus on kielteinen, tutkitaan vielä lohkossa SL (Shuttle Load), onko jollakin vaihtotasolla olevilla sukkulahisseillä 3 vajaa kuormitus esim. (puolet sallitusta). Tällöin sukkulahissin lähtöä voidaan tarvittaessa viivyttää, kunnes syöttöliikennöinnissä olevat hissit 2a,2b ehtivät ylhäältä saapua vaihtotasolle. Tällöin on myös huomi-oitava syöttävien hissien 2a,2b senhetkinen kuormitus, ettei :: odottavien sukkulahissien kapasiteetti ylity. Tätä piirrettä :: ei selvyyden vuoksi kuitenkaan ole esitetty kuviossa 3.

Myös ruuhkaliikenteen aikana hissien on tietenkin palveltava kaikkia muita kutsuja suurimman sallitun odotusajan puitteissa, mutta tämä yleisperiaate ja sen toteuttamistavat ovat tunnettuja asioita, jotka eivät kuulu tämän keksinnön piiriin.

•

Kuviossa 5 on esitetty rakennus, jossa on kaksi vaihtotasoa 4 ja 7. Tason 7 yläpuolella hissijärjestelmä vastaa kuviossa 1 esitettyä järjestelmää. Hissiryhmät 8, joiden liikennöimät kerrokset sijaitsevat katutason alapuolella, toimivat ylöspäin suuntautuvassa liikenteessä hissiryhmiä 1a-1c ja sukkulahisse-jä 3 syöttävänä järjestelmänä maanalaisesta juna-asemasta tai autojen maanalaisista pysäköintikentistä. Näitä voidaan ohjata samoin periaattein koordinoidusti sukkulahissien 3 kanssa ku- 8 85970 ten kuviossa 3 on esitetty, ottamalla tietenkin huomioon käänteinen järjestys sukkulahisseihin nähden. Sama tai täysin erillinen päätietokone voi toimia näiden ryhmien koordinointi-algoritmin sijaintipaikkana.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutus-muodot eivät rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin, vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Il

Claims

9 85970

1. Menetelmä hissiryhmien liikennöinnin koordinoimiseksi rakennuksissa, joissa on yksi tai useampia vaihtotasoja (4.7) , jotka muodostavat niiden ylä- ja alapuolella olevien hissiryhmien toisen pääteaseman, tunnettu siitä, että ohjaus ainakin osasta eri puolilla vaihtotasoa liikennöivistä hissiryhmistä alistetaan keskitetyn ohjausalgoritmin (MGC) alaisuuteen, joka vaikuttaa hissiryhmien ohjausparametreihin kuormitustilanteen vaatiessa siten, että pääliikennöin-tisuunnan ollessa ylöspäin, vaihtotason (4,7) alapuolelta saapuvien hissien (8,3) matkustajien palvelemiseksi, joko sinänsä tunnetulla tavalla nopeutetaan tason yläpuolella liikennöivien hissien (2a,2b) saapumista vaihtotasolle sinne tason alapuolelta saapuvien matkustajien odotusajan minimoimiseksi, ja/tai koordinoidaan vaihtotasolle (4,7) pysähtyneiden hissien (2a,2b,3) lähtöä vaihtotason alapuolelta saapuvien hissien (3,8) saapumisen kanssa niiden matkustajamäärän maksimoimiseksi, ja että pääliikennöintisuunnan ollessa alaspäin, vaihtotason (4,7) yläpuolelta saapuvien hissien (2a,2b,3) matkustajien palvelemiseksi, joko nopeutetaan hissien (2a,2b) saapumista vaihtotasolle ja/tai koordinoidaan vaihtotasolle (4,7) pysähtyneiden hissien (3,8) lähtöä, vaihtotason yläpuolelta saapuvien hissien (2a,2b,3) . saapumisen kanssa niiden matkustajamäärän maksimoimiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keskitetty ohjausalgoritmi (MGC) perustuu vaihtotason (4.7) toisella puolella liikennöivien nk. sukkulahissien (3), jotka kulkevat pysähtymättä kahden pääteasemansa välillä, laskettavissa olevien vaihtotasolle tuloaikojen huomi-oonottamiseen vaihtotason (4) toisella puolella olevien hissiryhmien (2a-2b) liikennöinnissä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rakennuksen ylimpien kerrosten ja vaihtotason (4) 10 85970 . välillä liikennöivät hissit (2a-2b) koordinoidaan sukkula-hissien (3) aikataulujen mukaan, ja että rakennuksen maan alaisten kerrosten ja ensimmäisen vaihtotason (7) välillä liikennöivät hissit (8) niinikään koordinoidaan sukkulahis-sien (3) aikataulujen mukaan.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keskitetyn ohjauksen (MGC) vaikutus on porrastettu kuormitustilanteen mukaan siten, että sen ollessa keskiraskas ja pääasiallisesti ylöspäin suunnattuna, pitkitetään vaihtotasolle (4,7) pysähtyneiden syöttöhissi-ryhmien (2a-2b,8) hissien lähtöä niiden ollessa kevyesti kuormattuina, kunnes sukkulahisseillä (3) saapuvat matkustajat ehtivät niihin mukaan.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keskitetty ohjausalgoritmi (MGC) sijaitsee muusta hissiohjausjärjestelmästä erillään olevassa päätieto-koneessa (5).

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että keskitetty ohjausalgoritmi (MGC) sijaitsee sukkulahissien (3) ohjaustietokoneessa (6b).

. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tun- nettu siitä, että keskitetty ohjausalgoritmi (MGC) sijaitsee jossakin muiden hissiryhmien (2a,2b) ryhmäohjauksen tietokoneissa (6a) . 11 85970 %