JP2606931B2

JP2606931B2 - エレベータの群管理制御装置

Info

Publication number: JP2606931B2
Application number: JP1237118A
Authority: JP
Inventors: 敏光飛田; 篤哉藤野; 博美稲葉; 中村　　清; 健治米田; 孝明上島; 誠二安信
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2012-05-07
Also published as: JPH03102082A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、複数台のエレベーターを効率良く運行させ
るためのエレベーターの群管理制御装置に係り、特に、
専門家の持つ知識を有効に活用して、利用者が要求する
複数の制御目標をバランス良く制御できる呼び割り当て
方法を用いたエレベーターの群管理制御装置に関する。

［従来の技術］エレベーターの群管理制御装置に関する従来技術とし
て、例えば、特開昭58−63668号公報等に記載された技
術が知られている。

この従来技術は、可変パラメータを持つ評価関数を用
い、ホール呼びが発生するとこの評価関数を各エレベー
ター毎に演算し、この演算の結果算出された評価値が最
大または最小となつたエレベーターに、発生したホール
呼びを割り当てて、エレベーターの群管理制御を行うも
のである。このような方式の従来技術は、個々のホール
呼びを管理することが可能であるので、ホール呼び毎
に、最適なエレベーターを割り当てることができ、ま
た、可変パラメータを、交通需要の種類、その変化等に
より変化させることにより、時間帯による利用状況の変
化、エレベーターの納められているビルの利用状況の変
化に追従した、より良いエレベーターの群管理制御を行
うことが可能である。

前述の従来技術において、エレベーターの専門家が持
っている知識を最大限に利用して評価式を作成すれば、
前記従来技術は、最良のエレベーターの群管理制御を行
うことができる。しかし、エレベーターの専門家が持つ
知識には、評価式に表現することのできないものがあ
る。

このような点を改善した従来技術として、例えば、特
開昭61−70605号公報特開昭62−46880号公報等に記載さ
れた技術が知られている。

この従来技術は、エレベーターの専門家の知識を、メ
ンバーシップ関数を用いたファジイルール、制御規則等
で表わし、帰属度、確信度等により使用ルールを選択
し、各ルールの結論部の指示を、前記帰属度、確信度に
よつて重み付けして制御指令を決定するものである。

また、他の従来技術として、特開昭61−197378号公報
に記載された技術があるが、この従来技術では、可変パ
ラメータの生成のためにファジイ量を用いている。

さらに、他の従来技術として、例えば、特開昭63−17
778号公報、特開昭63−87484号公報、特開昭63−106281
〜３号公報等に記載された技術が知られている。

これらの従来技術は、従来発生する呼びを考慮した専
門家の知識により、割り当ててはいけないエレベーター
号機を排除することにより、群管理されるエレベーター
全体の運行の効率の向上を可能としたものである。

しかし、前述したいくつかの従来技術は、群管理制御
装置の制御目標が、主に乗り場における待ち時間の短縮
であり、複数の制御目標をバランス良く制御するという
ものではない。

［発明が解決しようとする課題］前述した従来技術は、群管理制御装置の制御目標が、
主に、ホールでの待ち時間を短縮することであり、待ち
時間以外の、エレベーターに乗っている時間（乗車時
間）、かご内の乗り人数（かご内混雑度）等という、他
の制御目標を含めた複数の制御目標をバランス良く制御
することができないという問題点を有していた。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、従
来技術の評価式を用いた方式では、エレベーターの群管
理制御に反映させることが困難であつた専門家の知識を
有効に利用して、複数の制御目標をバランス良く制御可
能としたエレベーターの群管理制御装置を提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば前記目的は、複数の制御目標に対応す
るそれぞれの測定値あるいは測定値の予測値に基づい
て、割り当てに対する良さ、あるいは、悪さをファジイ
量で表わし、この値の最も大きい、あるいは、最も小さ
いエレベーターを、呼びに割り当てるようにすることに
より達成される。

前記各測定値を基に算出されたファジイ量は、それぞ
れ論理演算され、各エレベーター号機毎に、総合評価値
が算出される。そして、この各エレベーター毎の総合評
価値の最も大きいあるいは最も小さいエレベーターが、
呼びに割り当てられることになる。このとき、各測定値
からファジイ量を算出するために用いられる帰属度関数
（以下、メンバーシップ関数という）、論理演算方法
は、前述のエレベーターの制御目標、および、各制御目
標の重要度によって変更され、本発明は、これにより、
利用者の要求を、エレベーターの割り当て制御に反映さ
せるようにしている。

［作用］エレベーターの群管理制御装置は、ホール呼びが発生
すると、各エレベーター号機にこのホール呼びが割り当
てられた場合の、各号機の予測待ち時間、予測乗車時
間、予測乗車人数等を算出し、これらの予測値に基づい
て、各予測値毎のメンバーシップ関数を用いて、各号機
毎、各予測値毎に、「割り当てに適した号機」の帰属度
を求め、各号機毎に、この各予測値毎の帰属度の算術
和、または、ファジイ論理和を求め、この値を総合評価
値とし、この値の最も大きな号機を前記ホール呼びに対
する割り当て号機として決定する。

また、前述の演算を行うためのファジイルールベース
は、各測定値毎のメンバーシップ関数を時間帯別、交通
流別に備えており、時間帯、交通流に応じたエレベータ
ーの割り当てを行うことができる。このメンバーシップ
関数は、外部入力装置等を用いて、利用者の制御目標お
よびその重要度にしたがって変更することが可能であ
り、本発明は、これにより、利用者の希望に沿ったエレ
ベーターの割り当て制御を行うことが可能になる。

また、本発明の別の方法として、各予測値毎に、「待
ち時間が小さい」、「乗車時間が小さい」等といったメ
ンバーシップ関数を用意する方法がある。

この場合、まず、予測値に基づいて、ファジイルール
ベースにある推論規則の前件部の適合度を求め、次に、
個々の推論規則毎に、推論の結果を求める。この演算
は、前件部の適合度によって、結論部のメンバーシップ
関数のピーク値を制御することにより行われる。

次に、各規則による推論結果の適合度による重み付け
平均として、全体の推論を求める。この全体の推論結果
は、エレベーターの各号機毎に求められる。本発明の前
記別の方法は、この値が最大または最小となった号機
を、呼びに割り当てるようにするものであり、これによ
り、専門家の知識を利用したエレベーターの割り当て制
御を行うことができる。

［実施例］以下、本発明によるエレベーターの群管理制御装置の
実施例を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例のソフトウエア構成を
示す図、第２図はハードウエアの構成を示すブロック
図、第３図は呼び割り当て方法を説明するフローチャー
ト、第４図はメンバーシップ関数によるファジイ評価方
法を説明する図、第５図はファジイ評価方法を説明する
フローチャート、第６図はファジイルールによる割り当
て方法を説明する図、第７図はファジイルールによる割
り当て方法を説明するフローチャートである。第１図、
第２図において、SF1は運転系ソフトウエア、SF2は学習
系ソフトウエア、SF11はエレベーター制御データテーブ
ル、SF12はホール呼びテーブル、SF13はエレベーター仕
様テーブル、SF15はファジイルールベース、SF16はファ
ジイ運転制御プログラム、SF20はエレベーター利用情報
収集プログラム、SF21はサンプリングデータテーブル、
SF27は最適運転制御パラメータの演算プログラム、SF28
は目標値テーブル、SF29は最適運転制御パラメータテー
ブル、MAは群管理制御装置、M₁は群管理運転制御用マイ
コン、M₂は最適パラメータ演算用マイコン、PDは目標設
定装置、E1〜E3は号機制御用マイコン、HD1〜HD3はホー
ル呼び装置である。

本発明の第１の実施例におけるソフトウエアは、第１
図に示すように、大別して運転系ソフトウエアSF1と学
習系ソフトウエアSF2とを備えて構成されている。

運転系ソフトウエアSF1は、エレベーターの呼び割り
当て処理、分散待機処理等の群管理制御を直接的に指令
し、制御するファジイ運転制御プログラムSF16を備えて
おり、このプログラムSF16に対する入力情報として、号
機制御マイコンE1〜E3内の号機制御プログラムから送信
されてくる各エレベーターの位置、方向、かご呼び等を
保持しているエレベーター制御データテーブルSF11から
の情報、ホール呼びテーブルSF12内の情報、エレベータ
ーの管理台数等のエレベーター仕様テーブルSF13内の情
報、学習系ソフトウエアSF2で演算され出力された、最
適運転パラメータ、および、学習系ソフトウエアSF2で
生成あるいは指示され、ファジイルールベースSF15に保
持されたファジイルール、メンバーシップ関数等があ
る。

一方、学習系ソフトウエアSF2は、次に説明する処理
プログラムを備えて構成されている。

エレベーター利用情報収集プログラムSF20は、ホール
呼びテーブルSF12及びエレベーター制御データテーブル
SF11の内容をオンラインで一定時間周期でサンプリング
し、そのサンプリング結果により、サンプリングデータ
テーブルSF21を作成するプログラムである。

目標値テーブルSF28は、顧客の要求にしたがって入力
されたエレーベーター制御の目標値を格納している。

最適運転制御パラメータの演算プログラムSF27は、サ
ンプリングデータテーブルSF21と目標値テーブルSF28の
内容に基づいて、最適運転制御パラメータを演算し、そ
の演算結果を最適運転制御パラメータテーブルSF29に格
納するプログラムである。

本発明の第１の実施例のハードウエアは、第２図に示
すように、群管理制御装置MAと、目標設定装置PDと、号
機制御用マイコンE1〜E3とを備えて構成されている。

群管理制御装置MAは、主に運転系ソフトウエアFS1を
実行する群管理制御用マイコンM₁と、主に推論、シミュ
レーション等によって、最適運転制御パラメータを求め
る、学習系ソフトウエアSF2を実行する最適パラメータ
演算用マイコンM₂を備えて構成されている。

目標値テーブルSF28に目標値を設定するための目標設
定装置PDは、最適パラメータ演算用マイコンM₂に接続さ
れ、また、各階ホールのホール呼び装置HD1〜HD3は、信
号線HCにより群管理運転制御用マイコンM₁に接続されて
いる。さらに、エレベーターを直接制御する号機制御用
マイコンE1〜E3は、信号線CMを介して、群管理運転制御
用マイコンM₁に接続されている。

次に、第３図に示すフローを参照して呼び割り当てを
行う処理を説明する。なお、第３図において、ステップ
A72−１及びA72−８の処理は、全てのエレベーターにつ
いてループ処理を行うことを示している。

（１）まず、発生ホール呼びを含む前方向割り当てホー
ル呼びの予測待ち時間の最大値Tmaxを演算する（ステッ
プA72−２）。

（２）次に、発生ホール呼びを含む前後所定階床の停止
呼びから、停止呼び評価値Tcを演算する（ステップA72
−３）。

（３）さらに、かご呼び継続時間、及び、行先階床から
予測乗車時間Trを演算する（ステップA72−４）。

（４）次に、予測乗車人数と、現在の乗車人数とによ
り、予測かご内混雑度Wnを計算する（ステップA72−
５）。

（５）次に、ファジイ演算を行うことによって、エレベ
ーターの評価値φを演算する（ステップA72−６）。

（６）前述の処理のループ処理により、全てのエレベー
ターについて、評価値φの演算が終了したとき、評価値
φが最小となったエレベーターを割り当てエレベーター
として決定する。

次に、第４図及び第５図を参照して、ファジイ評価に
より、エレベーターを評価値φを求める例を説明する。

第４図（ａ）は、待ち時間が長いことを表わす待ち時
間のメンバーシップ関数fwであり、前述のステップA72
−２で演算して求めたホール呼び予測待ち時間Tmaxの評
価値φｗを、この例の場合、0.6というように求めるこ
とができる。この場合、メンバーシップ関数fwの横軸
を、ステップA72−２で演算して求めたホール呼び予測
待ち時間Tmaxとしたが、メンバーシップ関数fwの横軸
は、前記予測待ち時間Tmaxと、前記ステップA72−３で
求めた、停止呼び評価値に基づく待ち時間とを加えたも
のであってもよい。

第４図（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、乗車時間が長い
ことを表わす、乗車時間のメンバーシップ関数fr、かご
内が混雑していることを表わす、混雑度のメンバーシッ
プ関数fnであり、前述と同様に、ステップA72−４で演
算して求めた予測乗車時間Trの評価値φｒ、ステップA7
2−５で演算して求めた予測かご内混雑度Tnの評価値φ
ｎを、この例の場合、それぞれ、0.7、0.3と求めること
ができる。

次に、前述のようなメンバーシップ関数を用いて、フ
ァジイ評価を行い、エレベーターの評価値を求める第３
図のステップA72−６の処理を第５図に示すフローを参
照して説明する。

（１）まず、ファジイルールベースSF15から、待ち時
間、乗車時間、かご内混雑度のメンバーシップ関数fw、
fr、fnを読み込む（ステップFK10−１）。

（２）ステップFK10−１で読み込んだ、前記メンバーシ
ップ関数fw、fr、fnにより、第４図により説明した方法
で、待ち時間、乗車時間、かご内混雑度の帰属度、すな
わち、それぞれの評価値φｗ、φｒ、φｎを演算する
（ステップFK10−２〜FK10−４）。

（３）次に、前述で演算された各評価値φｗ、φｒ、φ
ｎの算術和、ファジイ論理和等を行い、その結果を各エ
レベーターの評価値φとする。なお、ファジイ論理和
は、各評価値の算術和が１を越えたとき、評価値φを１
とする演算である（ステップFK10−５）。

前述した本発明の第１の実施例によれば、各制御目標
の評価をメンバーシップ関数により得て、この評価値を
用いて、従来技術による割り当て評価方式による場合と
同様に、エレベーターの割り当て制御を行うことができ
るので、簡単にファジイ割り当て方式のエレベーターの
群管理制御装置を実現することができ、また、従来技術
による方式との融合を図ることも容易である。

また、前述した本発明の第１の実施例は、制御目標を
３種類としたが、本発明は、さらに多くの制御目標を用
いた制御とすることも、他の異なる制御目標とすること
も可能である。他の利用可能な制御目標として、例え
ば、予約変更率、輸送能力、乗車人数、長待ち率、予約
報知時間、かご呼び先着率、かご通過回数、満員通過回
数、情報案内量、騒音レベル、省エネルギー、エレベー
ターの起動回数、スケジュール運転等があり、本発明
は、これらの複数個の制御目標を考慮してエレベーター
の割り当て制御を行うことができる。

次に、ファジイルールを用いてエレベーターの評価値
を求める例を第６図、第７図により説明する。

第６図は、その概要を説明する図であり、この方法
は、ルールの条件部である前件部のメンバーシップ関数
を用いてルールの実行部である後件部のメンバーシップ
算数の形を決め、得られた複数の後件部のメンバーシッ
プ関数の形を合成して、その重心を求めることにより、
エレベーターの評価値を決定するものである。

第６図において、ルール１の「待ち時間の長いエレベ
ーターには割り当てない」の場合、まず、前述した第４
図の場合と同様な、第６図（ａ）を示す待ち時間のメン
バシップ関数fwより、予測待ち時間Tmaxを用いて待ち時
間の評価値φｗを求める。そして、待ち時間の評価値に
対してどの程度割り当てないつまりかを表す図６（ｂ）
に太線で示すメンバシップ関数における、前述で求めた
待ち時間の評価値φｗより値の大きい部分を切り、これ
により、ルール１の後件部のメンバーシップ関数、すな
わち、実行部のメンバーシップ関数gwの形を決定する。
この実行部のメンバーシップ関数gwは、第６図（ｅ）に
gwとして示すような形となる。

また、ルール２の「込んでいるエレベーターには割り
当てない」の場合も、同様に、第６図（ｃ）に示すかご
内混雑度のメンバシップ関数fnより、予測かご内混雑度
Wnを用いて、混雑度の評価値φｎを求める。そして、混
雑度の評価値に対してどの程度割り当てないつもりかを
表す図６（ｄ）に太線で示すメンバシップ関数におけ
る、前述で求めた混雑度の評価値φｎより値の大きい部
分を切り、これにより、ルール２の後件部のメンバーシ
ップ関数、すなわち、実行部のメンバーシップ関数gnの
形を決定する。この実行部のメンバーシップ関数gnは、
第６図（ｅ）にgnとして示すような形となる。

前述のようにして決定された第６図（ｂ）、（ｄ）に
示す実行部のメンバーシップ関数gw、gnは、ファジイ論
理和が取られて合成され、第６図（ｅ）に示す関数gw、
gnの値の大きい方をつないだ形に合成される。そして、
その重心が求められ、その結果がエレベーターの評価値
φとして利用される。

第７図に示すフローは、前述の動作を実行するための
プログラムステップとして示したもので、その詳細な説
明を省略するが、前述の第６図の動作と、第５図のフロ
ーの説明とから、容易に類推でき、充分に理解できるも
のである。

ちなみに、第７図に示すフローにおいて、ステップFK
10−２〜FK10−４までの処理が、第６図（ａ）、（ｃ）
に示すメンバーシップ関数による帰属度すなわち評価値
を求める処理であり、ステップFK10−５〜FK10−７まで
の処理が、第６図（ｂ）、（ｄ）に示すメンバーシップ
関数の前述で求めた評価値より上の部分を切って、実行
部のメンバーシップ関数φｎ、gnの形を決定する処理で
ある。また、ステップFK10−８の処理が、実行部のメン
バーシップ関数を合成して重心を求める処理である。

前述の例によれば、メンバーシップ関数だけでなく、
使用するルールをも変えることができ、これにより、よ
りきめ細かな、エレベーターの群管理制御を行うことが
できる。

第８図は本発明の第２の実施例のソフトウエア構成を
示す図である。第８図において、SF22はシミュレーショ
ン用データ演算プログラム、SF23はシミュレーションに
よる各種曲線演算プログラム、SF24はシミュレーション
データテーブル、SF25はエレベーター仕様テーブル、SF
26は各種曲線データテーブル、SF210は推論機構、SF210
aは推論用データベースであり、他の符号は第１図の場
合と同一である。

この本発明の第２の実施例は、推論とシミュレーショ
ンとによりメンバーシップ関数を決定する実施例であ
る。この実施例において、推論機構SF210は、目標値テ
ーブルSF28の内容を達成するファジイルールと、メンバ
シップ関数を求め、学習系ソフトウエアSF2内に設けら
れた、各種シミュレーションは、前記メンバーシップ関
数の形を変え、また、各種運転パラメータ、各種曲線デ
ータをシミュレーションにより求める。

そして、最適運転制御パラメータの演算プログラム
は、前述の各種情報に基づいて、最終的かつ最適な運転
制御パラメータとメンバーシップ関数を決定し、運転制
御系ソフトウエアに、これらの制御情報を送出する。

前述した本発明の第２の実施例によれば、推論とシミ
ュレーションとを行うことにより、エレベーターの利用
状況に、より即したメンバーシップ関数を決定すること
ができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、顧客の要求に応
じた、多目標なエレベーター群管理制御を、メンバーシ
ップ関数を変更することによって、容易に実現すること
ができ、かつ、その制御方法の変更が簡単で、しかも、
詳細に指定することが可能である。

また、割り当てエレベーターの決定は、従来技術の場
合と同様に、評価値の大小により行われているので、本
発明は、従来技術による割り当て方式と同時に使用し、
あるいは、切り換えて使用することが可能であり、ま
た、状況に応じて、組合せて使用することも可能である
ので、状況に応じたより良いエレベーターの制御を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のソフトウエア構成を示
す図、第２図はハードウエアの構成を示すブロック図、
第３図は呼び割り当て方法を説明するフローチャート、
第４図はメンバーシップ関数によるファジイ評価方法を
説明する図、第５図はファジイ評価方法を説明するフロ
ーチャート、第６図はファジイルールによる割り当て方
法を説明する図、第７図はファジイルールによる割り当
て方法を説明するフローチャート、第８図は本発明の第
２の実施例のソフトウエア構成を示す図である。 SF1……運転系ソフトウエア、SF2……学習系ソフトウエ
ア、SF11……エレベーター制御データテーブル、SF12…
…ホール呼びテーブル、SF13……エレベーター仕様テー
ブル、SF15……ファジイルールベース、SF16……ファジ
イ運転制御プログラム、SF20……エレベーター利用情報
収集プログラム、SF21……サンプリングデータテーブ
ル、SF22……シミュレーション用データ演算プログラ
ム、SF23……シミュレーションによる各種曲線演算プロ
グラム、SF24……シミュレーションデータテーブル、SF
25……エレベーター仕様テーブル、SF26……各種曲線デ
ータテーブル、SF210……推論機構、SF210a……推論用
データベース、SF27……最適運転制御パラメータの演算
プログラム、SF28……目標値テーブル、SF29……最適運
転制御パラメータテーブル、MA……群管理制御装置、M₁
……群管理運転制御用マイコン、M₂……最適パラメータ
演算用マイコン、PD……目標設定装置、E1〜E3……号機
制御用マイコン、HD1〜HD3……ホール呼び装置。

フロントページの続き (72)発明者中村清茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者米田健治茨城県勝田市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内 (72)発明者上島孝明茨城県勝田市市毛1070番地株式会社日立製作所水戸工場内 (72)発明者安信誠二神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内 (56)参考文献特開昭61−197378（ＪＰ，Ａ) 特開平１−150683（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】多階床間に就役する複数台のエレベーター
を統括管理するエレベーターの群管理制御装置におい
て、エレベーターの制御目標を複数設定する手段と、エ
レベーターの運行状況を観察する手段と、該エレベータ
ーの運行状況を観察する手段によって求めた観測量を、
前記制御目標に対応して定められている帰属度関数によ
り評価し、この観測量の評価値の複数個を用い、これら
の算術和、または、ファジイ論理和を行って各エレベー
ターの総合評価値を求める手段とを備え、該総合評価値
により割り当てエレベーターを決定することを特徴とす
るエレベーターの群管理制御装置。
【請求項２】多階床間に就役する複数台のエレベーター
を統括管理するエレベーターの群管理制御装置におい
て、エレベーターの制御目標を複数設定する手段と、エ
レベーターの運行状況を観察する手段と、ホール呼びに
対して割り当てエレベーターを決定するための複数の割
り当てルールとしての帰属度関数を保持する手段と、前
記エレベーターの運行状況を観察する手段によって求め
た観測量を、前記制御目標に対応して定められている割
り当てルールの条件部の帰属度関数により評価し、この
観測量の評価値によって前記割り当てルールの実行部の
帰属度関数を求め、この割り当てルールの実行部の帰属
度関数の複数個を用い、これらのファジイ論理和を取
り、得られた関数の重心位置を求めて各エレベーターの
総合評価値を求める手段とを備え、該総合評価値により
割り当てエレベーターを決定することを特徴とするエレ
ベーターの群管理制御装置。
【請求項３】前記帰属度関数は、推論とシミュレーショ
ンとにより決定されることを特徴とする特許請求の範囲
第１項または第２項記載のエレベーターの群管理制御装
置。
【請求項４】前記制御目標は、ホール待ち時間、乗車時
間、かご内混雑度、予約変更率、輸送能力、乗車人数、
長待率、予約報知時間、かご呼び先着率、かご通過回
数、満員通過回数、情報案内量、騒音レベル、省エネル
ギー、エレベーターの起動回数、スケジユール運転のう
ち少なくとも２つであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第３項のうち１項記載のエレベーターの
群管理制御装置。