JP2831532B2 - エレベータ群の制御方法 - Google Patents

エレベータ群の制御方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、数台のエレベータおよ
それらに対する呼出し装置からなるエレベータバンク
と、入力された呼出しおよびそのとき存在する制御指令
により決まる方法で各エレベータを制御する制御系とを
制御する制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】グループ制御の目的は、同じ群に属する
エレベータに適切な方法で輸送の仕事を配分することに
ある。その目標は、最適な方法でエレベータ群を運用し
て、乗客にできるかぎり効率的なサービスを確実に提供
することにある。乗客の平均待ち時間(乗客の到着から
エレベータの到着までの時間)を最小化することを目標
とすることが適切である。他の判断基準も、制御する際
の基準として用いることができる。グループ制御に関す
る変数には、呼出し数、時間帯および目的階がある。
【0003】従来技術に係るグループ制御方法は、ある
点にエレベータが到達するごとに行なわれる選択分析
(判断分析)に基づく。ある点とは、エレベータの制御
に関する選択肢のうちどの選択肢(たとえば、与えられ
た階を通過する、またはそこに停止する)を選択するか
を制御系が決定しなければならない位置である。この
択分析には、異なる選択の結果である異なる制御動作か
ら生ずる影響を、選択後の制御系の動作をシミュレート
することによって、解析することが含まれる。このよう
にしてエレベータ制御は、入手可能な情報に基づき最適
化される。この情報には、エレベータの位置および動作
状態と、各エレベータに対する呼出しが含まれる。さら
に、トラヒックの主たる形態および量、すなわち様々な
方向における予想トラヒック量を毎週および毎日のトラ
ヒック統計から推測する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし統計によって
は、判断に影響する実際の期間中の個々の到着事象につ
いて正確な情報を得ることはできない。
【0005】本発明の目的は、エレベータ群のエレベー
タの制御を、できるかぎり高度に最適化した方法を実現
することである。制御を選択する際、本発明の方法で
は、選 ばれた最適化基準により評価される効果(影響)
であって、当該制御の選択から生じる効果を考慮に入
れ、生じ得る将来の到着事象でさえ考慮する。
【0006】
【課題を解決するための手段】これを行なうために、本
発明の特徴は次の通りである。すなわち、制御系が2つ
またはそれ以上の可能な制御の中から選択を行なわなけ
ればならないとき、各選択肢から生ずる影響を調べるこ
とによって系統的な選択分析を行なう。前記影響は、モ
ンテカルロ法を用いた各選択肢ごとにエレベータ系の将
来の動作をシミュレートすることによって推定される。
そのエレベータ系の現在の状態についての未知量と、新
たな将来の外部事象についての未知量とについての実現
値を無作為に生成する。その選択分析の結果に基づい
て、制御を選択する。モンテカルロ式シミュレーション
では、選択時の未知量を、仮定した分布に従って無作為
に選択する。システムの行動をモンテカルロ・シミュレ
ーションによって模倣する場合、偶発的に生じる各分岐
点において各分岐ごとの実現値選択肢が無作為に選択さ
れる。
【0007】本発明の他の実施例は、従属請求項に示さ
れる特徴を有している。
【0008】
【作用】本発明は、数台のエレベータおよびそれに対す
呼出し装置からなるエレベータ群を制御する方法に関
する。エレベータを制御する制御系は、入力された呼出
しおよびそのとき存在する制御指令により決まる方法で
各エレベータを制御する。本発明によれば、制御系が2
つまたはそれ以上の可能な制御の中から選択を行なわな
ければならないとき、各選択肢から生ずる影響を調べる
ことによって系統立った選択分析を行なう。前記影響
は、モンテカルロ法によって各選択肢ごとにエレベータ
系の将来の動作をシミュレートすることによって推定さ
れる。このシミュレーションを行なうため、エレベータ
系の現在の状態についての未知量と、新たな将来の外部
事象についての未知量とについての実現値が無作為に生
成され、選択分析に基づいて制御を選択する
【0009】
【実施例】次に添付図面を参照して、本発明をその1つ
の実施例を用いて詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明の方法によって制御できる
3台のエレベータを含むエレベータ群の原理を示す図で
ある。各エレベータカー1は、そのシャフト2の中を走
行し、巻上げロープ3に懸架され、減速装置付きまたは
減速装置なしの巻上げモータ4によって駆動される。こ
のモータは、エレベータ制御装置6から入力された指令
に従ってモータ制御装置5によって制御される。各エレ
ベータの制御装置6はさらに、グループ制御装置7に接
続され、グループ制御装置7は各エレベータ制御装置6
に対し制御指令を分配する。1台またはそれ以上のエレ
ベータ制御装置6に対応して1台のグループ制御装置7
を設けてもよい。エレベータカー1の内部には、カー用
呼出しボタン8と、乗客に対する情報伝達のための必要
な表示装置が取り付けられている。同様に停止階には、
表示装置付きの階用呼出しボタン9が設けられている。
エレベータ群の制御のため、呼出しボタン8および9
と、それに対応する表示装置とが通信バスを介してエレ
ベータ制御装置6へ接続され、呼出しデータをエレベー
タ制御装置へ、さらにグループ制御装置7へ送る。
【0011】選択点 エレベータの制御では、制御系が、実行すべき機能に関
する選択を行なわなければならない地点(または時点)
がいくつもある。以下では、1台のエレベータについて
2箇所の選択点(出発点と停止点)があると仮定する。
ここで、出発点とは、エレベータがドアを閉めたままあ
る階に静止していて、出発可能である地点であり、停止
点とは、エレベータが走行していてある階の減速点に到
したときの地点である。
【0012】ドアを閉じたまま出発点に静止しているエ
レベータは、上方または下方のいずれかへ出発すること
が可能である。エレベータが静止していれば、ドアを開
いて上方または下方のいずれかの表示を出すことが可能
である。このエレベータはまた、ドアを閉じて静止状態
にとどまることもできる。走行中のエレベータは、割り
当てられた階を通過することを選択してもよいし、ある
いはその階に停止して下降または上昇方向の表示を出す
ことを選択してもよい。しかし、すべての選択肢がすべ
ての状況に許容されるとは限らない。なぜなら、他の要
因によって課せられるある二次的な条件が存在するから
である。たとえば、走行中のエレベータは、カー用呼出
しによって決まる階で停止しなければならず、それらの
階を通過してはならない。
【0013】エレベータの各運行状態選択点 において系は、エレベータの運行における次の状
態を開始するための選択を行なう。図2は、上述した
択状況に基づいたモデルについての運行状態を示す。こ
のモデルにおいて、エレベータの運行は7つの状態に分
かれている。同図において、それらの状態は、矩形で示
され、1つの状態から他の状態への遷移は矢印によって
示されている。これらの遷移は、制御された選択に基づ
いて生じるか、または自動的に生ずるかのいずれかであ
。「遊休」状態では、エレベータはドアを閉めたまま
乗客なしである階に静止している。この状態において系
は、このエレベータに対して3つの異なる選択肢の中か
ら選択を行なうことが可能である。「待機」を選択する
と、エレベータはその場所に残り、「走行」を選択する
と、エレベータは走行し始めて状態「走行中」にはい
り、「開」を選択すると、エレベータはそのドアを開い
て状態「開扉中」にはいり、この状態でドアが開かれ
る。走行している、すなわち状態「走行中」にあるエレ
ベータは、「通過」の選択によりある階を通過すること
ができ、また「停止」の選択により「停止中」状態には
いることができる。この状態では、エレベータはドアが
閉じたままで停止している。「停止中」状態からエレベ
ータは自動的に「開扉中」状態へ移る。
【0014】「開扉中」状態において、エレベータは停
しているか、または既に停止してそのドアが開こうと
している。「開扉中」状態から、エレベータは自動的に
「開」状態にはいり、この状態ではドアが開かれてい
る。「開」状態からエレベータは「閉扉中」状態にはい
り、この状態では、エレベータが静止したままドアが閉
じようとしている。ドアが閉まろうとする時にそのエレ
ベータに乗ろうとしている乗客がドアを再開した場合
、「閉扉中」状態からエレベータは「開扉中」状態に
はいり、また、エレベータが空(客数 n = 0)の場合
、「閉扉中」状態からエレベータは「遊休」状態には
いり、あるいは一人でも乗客がエレベータ内にいる(n
> 0 )場合は、「閉扉中」状態からエレベータは
「閉」状態にはいる。「閉」状態において、エレベータ
はドアを閉じたままで、かつカーに乗客を乗せたままで
静止しており、エレベータが出発すると「走行中」状態
にはいる。
【0015】グループ制御の内部シミュレータ このシミュレーションモデルにおいて、2つの内部事象
、すなわち、停止点と乗り込み点とがある。停止点と
は、階の減速点にエレベータが到達することを言う。
乗り込み点は、エレベータの1つが新たな乗客を受け入
れられる状態になった時点を意味する。
【0016】これらの内部事象点に基づき、エレベータ
の運行は、図3に示すように、そのエレベータについて
次の内部事象点を考慮することによって3つの状態に分
けられる。エレベータが次の内部事象点を持たなければ
「遊休」状態にあり、次の内部事象点が停止点であれば
「走行中」状態にあり、また次の内部事象点が乗り込み
点であれば「稼働中」状態にある。
【0017】「走行中」状態にあるエレベータには常
に、次の停止点を決める目的階がなければならず、また
「稼働中」状態にあるエレベータには、そのエレベータ
を下へ行く客あるいは上に行く客のいずれの用に供する
かを決定する運行方向が必要である。内部事象点は、ラ
ンダムなあるいは偶然の要因によらずに、システムパラ
メータに基づき完全に明瞭に定義される。
【0018】エレベータの運行状態は、事象点でのみ変
更することができ、新たな状態は、系の状態と、シミュ
レーションで用いられた、いわゆる内部制御とに基づき
決定される。図3では、状態間の遷移が次のように区分
される。
【0019】1. 「遊休」状態のエレベータは、次の客
の到着に関して次の内部事象点が定義されていないた
め、少なくともそれまでは遊休状態にある。新たな客が
他の階から新たな呼出しを行ない、さらに遊休中のエレ
ベータがその呼出しの用に供するために移送されると、
そのエレベータは「走行中」状態にはいる。この状態で
は、そのエレベータの停止点は、その新たな呼出しに対
応する階、すなわち目的階の減速点に到達する時点とな
る。その新たな呼出しが遊休エレベータのいる階から発
せられたものであると、そのエレベータはドアを開けて
「稼働中」状態にはいる。この状態では、次のサービス
点はドアの開く時点として定義され、運行方向はその呼
出しの方向となる。それ以外の場合はすべて、エレベー
タは「遊休」状態にとどまり、呼出しを待っている。上
述の場合、エレベータの出発とドア開放に関する判断
は、シミュレータの内部制御系によって行なわれる。
【0020】2. 「走行中」状態のエレベータが停止点
に到達すると、系は、停止すべきか、つまりエレベータ
が「稼働中」状態にはいるか、あるいはその階を通過す
べきか、つまりエレベータが「走行中」状態のままでい
るかのいずれかを選択する。停止の選択を行なった場
合、エレベータの各事象点の間、すなわち乗り込み点と
停止点の間の動作は、エレベータの停止と、ドアの開放
と、問題の階へ行く乗客をカーから降ろすこととで構成
される。通過の選択を行なった場合、次の停止点を決め
る新たな目的階がそのエレベータに定義される。エレベ
ータとその目的階との間にある階への新たな呼出しが発
生すると、シミュレータの内部制御系は、そのエレベー
タに定められた目的階とそれに対応する停止点を変える
べきか否かを判断する。この場合、エレベータの運行状
態は、変更されないままである。停止および通過の判断
と目的階の選択は、シミュレータの内部制御系によって
行なわれる。
【0021】3. 「稼働中」状態のエレベータが乗り込
み点に到着し、その運行方向につ 待ち状態にある乗
客がいると、その待ちの最初の乗客がそのエレベータカ
ーに乗り、恐らく新たなカー用呼出しを行なう。この場
合、そのエレベータは同じ運行方向で「稼働中」状態の
ままである。その乗客が乗るのに必要な時間によって、
その乗り込み点から次の乗り込み点までの事象点の間隔
が決まる。
【0022】乗るのを待っている乗客がいないと、エレ
ベータは、状況に応じてどの状態へも移ることができ
る。エレベータ内に一人でも乗客がいれば、「走行中」
状態にはいる。エレベータが空の場合、内部制御系は、
エレベータが「遊休」状態に留まるべきか、あるいは待
機のためまたは階用呼出しに供するため「走行中」状態
にはいるべきかのいずれかを選択し、あるいは他方の運
行方向で「稼働中」状態にはいるべきか否かを選択す
る。各事象点間の間隔を決めるに際して、系は、ドアの
開閉に要する時間と、光電素子の遅延と、出発の遅延
と、エレベータが目的階へ行くのに要する時間とを考慮
する。
【0023】階用呼出しに供することに関してシミュレ
ーションで使用される内部制御は、収集原理を採用して
いる。これは、走行中のエレベータは、そのカーが既に
満載でないかぎり、その運行方向における階用呼出しを
すべて拾い集めることを意味する。遊休状態になるエレ
ベータは、最寄りの階の呼出しに供するように移送され
る。このような呼出しがないと、エレベータは待機させ
られる。エレベータがどの階に待機できるかは、そのと
きのトラヒック状況による。
【0024】制御の実行 本発明の方法において、図4に示す動作が行なわれる。
エレベータのグループ制御系は、エレベータに関する基
本要因、たとえばエレベータの台数、階数、エレベータ
の種類、およびドアの開閉回数とそれに関連する遅延を
知らされている。また、最適化制御方法によってさえ決
まることのないどんな機能的特徴、たとえば固定の待機
階やゾーン区分も知らされている。さらに、このグルー
プ制御系には、統計および現在の日時に基づく各階ごと
のトラヒックの流れ(トラヒック量)についての推測値
が入力される。階用呼出しに関しては、その入力時点だ
けが知らされると仮定する。エレベータカー内の客数
は、そのカーの荷重計量装置から得られた重量データに
基づいて知らされると仮定する。
【0025】エレベータが選択点に到着すると、グルー
プ制御系は、エレベータ制御系を介してこのことを知
る。グループ制御系は、その群の各エレベータの状況デ
ータと階用呼出し状況データにアクセスする。各選択
況において可能な選択肢がグループ制御装置7内のコン
ピュータによって、たとえば図2で示す動作モデルに従
って決められる。1つのエレベータ群は数台のエレベー
タを有しているため、各エレベータに可能な選択肢を考
慮しなければならない。たとえば、この群がL台のエレ
ベータからなり、これらのそれぞれがc個の選択肢を有
するとすると、系全体についての選択肢の数は m = cL
となる。実際の選択肢は、その運行環境やそれぞれの場
合に課される要求によって大きく変わることがある。
【0026】選択肢が決められた後、コンピュータはそ
選択状況に関する未知量、たとえば階用呼出しの背後
にいる乗客数と目的階について、および将来の新たな外
部事象、たとえば新たな乗客が到着する時刻、新たな乗
客の出発階および目的階について、一定の個数の様々な
実現値を無作為に選ぶ。この選択は、次の項に説明する
方法で統計に基づいたトラヒック量の推定値を基にして
行なわれる。
【0027】各回の無作為選択において、実現値が決定
された後、エレベータ系のシミュレーションが行なわれ
る。選択肢のすべてについて、同じ実現値を用いてシミ
ュレーションすることにより、各選択肢の利点を比較す
るときに生じうるランダム誤差を最小化することが好ま
しい。シミュレーションの実行にあたっては、所定の、
事前に定義された収集制御などの制御方針をすべての遭
遇する選択状況において遵守する。このシミュレーショ
ンは、所定の時間間隔について行われる
【0028】シミュレーション後、各々の選択肢の費用
が計算される。最小化すべき目標関数は、たとえば客の
待ち時間、走行時間等、あるいはこれらのうちの数個の
因子の組合せであり、この場合にはまた、エレベータの
出発回数、あるいはその走行距離などの諸量も含むこと
がある。ある選択肢に関する費用は、選択された費用関
数の、シミュレーション期間にわたる累積値である。予
め選定した回数のシミュレーションを行った後、平均費
用が最低の選択肢を実現すべき選択肢として選択する。
【0029】実現値の生成 各階における客の到着がポアソン過程に従って生起する
と仮定する。1つの呼出しの背後には常に最低1名の乗
客がいるため、次の数式が適用される。
【0030】
【数1】 ここで、λは問題の階からある方向へ行く乗客の到着度
数を表わし、t は呼出しが有効である時間の長さを表わ
す。呼出しの背後の客の何人かが既にエレベータに乗っ
ている場合は、ポアソン分布は、乗っている客数nsに関
する条件付きとしなければならない。この場合、n ≧ n
s ≧ 1のとき、これから乗るべき客の数は次の分布によ
る。
【0031】
【数2】 同様に、階用呼出しの背後にいる客の目的階を無作為に
抽出する必要がある。これらの目的階の分布は、トラヒ
ック量λijによって決まり、添字iおよびjは出発階お
よび目的階を示す。階iから階jへ行く客数は次の分布
から導出される。
【0032】
【数3】 P{ i→j| i↑} = λij/(Σλjk) 下方へ行く乗客数の分布は同様の方法で算出される。ま
た、カー用呼出しの背後の客の分布も同様に算出される
が、その正確な数値はシミュレーションにはさほど重要
ではない。
【0033】ポアソン過程であると仮定すると、新たな
客の到着間隔相互間に依存性はなく、この到着間隔は、
指数分布に従って無作為に選択される。新たな客につい
ては、入力階、方向および目的階もまた無作為に選択
れる。判断の時点から開始する所定の期間中に新たな客
生成される。
【0034】最初の実現値を構成する際、数量を無作為
には選択しない。その代わり、標準的な実現値を達成す
るために、最も確率の高い数値をそれらの数量に割り当
てるとよい
【0035】上述において、本発明をその実施例の1つ
を参照して説明した。しかし、この説明は制約を与える
ものでなく、本発明の実施例は特許請求の範囲に明記さ
れている限度内で自由に改変することができる。たとえ
ば、短い時間内に起こる複数の選択状況を考慮するため
に、選択に関係する複数の選択肢の組合せを考慮するこ
ととしてもよい
【0036】
【発明の効果】本発明による方法では、エレベータのグ
ループ制御について系統的な方法で最適な判断を行な
う。本方法は、すべてのトラヒック状況に適用可能であ
り、同一のシステムを用いることができる。将来の起こ
り得る変化、たとえば新たな呼出しや新たな乗客を、制
御を選択する際に考慮する。このシステムによれば、最
適化の際に考慮すべき1つまたは複数の量自由に選択
することができる。本発明の方法は、様々なエレベータ
システムに容易に適用することができる。各システムの
特性にはエレベータカーにより課せられる条件が含まれ
るが、このシステム の特性を正しく考慮して、このシス
テムの運転が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】エレベータ群の原理を示す図である。
【図2】各判断点におけるエレベータの運行の状態およ
び選択肢を説明する図である。
【図3】内部シミュレーションに用いた表示に従ったエ
レベータの運行状態を示す図である。
【図4】本発明による制御方法を説明する図である。
【符号の説明】
1 エレベータカー 2 シャフト 3 巻上げロープ 4 巻上げモータ 5 モータ制御装置 6 エレベータ制御装置 7 グループ制御装置 8、9 呼出しボタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サムリ アールト フィンランド共和国 エスエフ−00320 ヘルシンキ、 オラピヒヤランティエ 10 ビー 18 (56)参考文献 特公 昭64−11546(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B66B 1/18

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数台のエレベータ、およびこれらに対す
    る呼出し装置を有するエレベータ群と、入力された呼出
    しおよび存在する制御指令により決まる方法で各エレベ
    ータを制御する制御系とを制御するエレベータ群の制御
    方法において、 前記制御系が2つまたはそれ以上の可能な制御の中から
    選択を行なわなければならないとき、各選択肢から生ず
    る影響を調べることによって選択分析を行ない、 前記影響は、モンテカルロ法により前記各選択肢ごとに
    エレベータ系の将来の動作をシミュレートすることによ
    って推定され、 そのシミュレーションのために、該エレベータ系の現在
    の状態についての未知量と、新たな将来の外部事象につ
    いての未知量とについての実現値を無作為に生成し、前
    選択分析の結果に基づいて、制御を選択することを特
    徴とするエレベータ群の制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、該方法
    は、前記エレベータ系の現在の状態および新たな外部事
    象に関する未知量について多数の異なる実現値を生成
    し、異なる選択肢に共通な複数の実現値を用いて各選択
    肢についてシミュレーションを行なうことを特徴とする
    制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法におい
    て、該方法は、推定したトラヒックに基づいて実現値
    を生成し、該実現値には、階用呼出しの背後にある乗客
    の数および目的階と、新たな乗客の出発階および目的階
    ならびに該出発階に該新しい乗客が到着する時刻とが含
    まれることを特徴とする制御方法。
  4. 【請求項4】 請求項1、2または3に記載の方法にお
    いて、前記エレベータ系のシミュレーションにおいて
    遇する一連の選択は、与えられた、予め選定された制御
    方針に従って行なわれることを特徴とする制御方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の方
    法において、前記シミュレーションには収集制御方式が
    用いられることを特徴とする制御方法。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の方
    法において、前記選択分析は予め定義された目標関数の
    結果を考慮して行なわれることを特徴とする制御方法。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかに記載の方
    法において、前記制御の選択は、繰返しのシミュレーシ
    ョンにおいて最良の平均結果を生ずる選択肢を選ぶこと
    によって行われることを特徴とする制御方法。
  8. 【請求項8】 請求項6または7に記載の方法におい
    て、該方法は、乗客の待ち時間、走行時間、エレベータ
    の出発回数、および該エレベータの走行距離、またはこ
    れらのうちの数個の組合せを最小にすることを目的とす
    ることを特徴とする制御方法。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれかに記載の方
    法において、異なるエレベータについての選択であっ
    て、ほぼ同時に実現される選択相互間の依存性は、該エ
    レベータについて可能な選択肢の種々の組合せを勘案す
    ることによって考慮に入れることを特徴とする制御方
    法。
  10. 【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかに記載の
    方法において、それぞれの判断選択肢ごとに、未知量に
    ついて同じ実現値を用いることを特徴とする制御方法。
  11. 【請求項11】 請求項1ないし10のいずれかに記載
    の方法において、結果として生ずる影響を評価する前記
    シミュレーションは、所定の時間間隔にわたって行なわ
    れることを特徴とする制御方法。
  12. 【請求項12】 請求項1ないし11のいずれかに記載
    の方法において、事象が生成される期間は、判断の時点
    以降の所定の期間中であることを特徴とする制御方法。
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