JP4358650B2 - エレベーターの群管理制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エレベーターの群管理制御装置に係り、特にビル内の在館者の所在地が把握できるビルにおける性能改善に関する。
大規模ビルにおける複数台のエレベーターを高効率に運行させるために、エレベーターの群管理制御装置が広く用いられている。
エレベーターの群管理制御装置では、待ち時間を短縮したり、輸送能力を増大させるために様々な工夫を行ってきている。その一例として特許文献1では、エレベーター乗り場に到着した利用者に対しサービスするエレベーター号機を決定する割当て処理にルールベースを適用し、将来の乗り場呼びの発生に備えて複数台のエレベーターの将来の配置を考慮した割当てを実行する方法を開示している。
また、特許文献2では、特定のエレベーター乗り場付近に利用者の検出手段を設け、利用者がホール呼び釦を操作する前に割当てを決定したり、号機の待機を継続させるかの判断を行う方法を開示している。つまり、利用者の到着時間をきっかけとして事前割当てを実施したり、待機号機の待機継続を決定している。
特許第2608970号公報(全体、2頁左欄46行〜右欄19行等)
特開2003−221169号公報(全体、例えば要約)
エレベーターの群管理制御は、現在のエレベーター号機の配置や各階乗り場の利用者の存在は把握できても、今後いつ利用者がどこの乗り場に到着するかは分からないという特徴を持つため、現時点で最適な運行を行ったとしても、将来の利用者の到着状況によっては結果として最適な運行となるとは限らない。
このため、特許文献1では、エレベーターの仮定される将来の配置から間接的に将来の利用者到着に備えようとしたものであるが、将来の具体的な利用者に関する対策は考慮されておらず、近い将来の利用者に対するサービスを改善することは難しかった。
また、特許文献2は、利用者が「到着する」情報を利用して改善を図ろうとするものであるが、利用者へのサービスを向上する上で重要な情報である「他の利用者は到着しない」という情報の活用が図られておらず、十分なサービスの向上が期待できなかった。
本発明の目的は、この「利用者は到着しない」情報を利用して、より効率の良い、サービス性を向上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。
本発明の望ましい実施形態においては、所定階(W)におけるホール呼びの発生までに要する利用推定時間(Te(W))を演算し、この所定階(W)には利用推定時間の満了前にはホール呼びは発生しないものとして任意の階(j)へのエレベーター(k)の到着予測時間(Ta(k,j))を演算する手段を備えている。
より具体的な実施形態においては、ビル内の所定の階床(W)にエレベーター利用者が存在しない時に、所定階以外の階に到着した利用者に対する受持ち呼びを持たない号機の割当て評価指標を、この所定階の利用推定時間と、利用者をサービスした後に所定階に到着する到着予測時間とに基づき算出する手段を備えている。
また、本発明の望ましい実施形態においては、ビル内の所定の階床にエレベーター利用者が存在しない時に、受持ち呼びを持たない号機が他の号機の受持ち呼びを変更してサービスする場合の改善量と、所定階の利用推定時間と、変更サービス後に所定階に到着する到着予測時間とに基づく処理により受持ち呼びを持たない号機の運行を決定する手段を備えている。
本発明の望ましい実施形態によれば、到着しない利用者に備えてエレベーター資源を確保する必要が無くなり、待ち時間を短縮しサービス性を向上し、エレベーター群としての輸送能力を増大することができる。
本発明によるその他の目的と特徴は、以下の実施形態の説明で明らかにする。
以下、図を用いて本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の基本的な概念を説明する図である。この図では、地上13階、地下1階のビルに2台のエレベーターA,Bが設置されている場合を想定している。
図1(A)の現在の状態で、A号機は1階に受持ち呼びが無い状態で待機している。またB号機は9階(X)、10階(Z)に向かう2人の乗客を乗せて、5階(j)を上昇方向に走行中である。
この状況で、11階(W)乗り場に下降方向に向かう利用者が到着した場合の運行サービスを検討する。簡略化のため、1階床の走行時間を2秒、1回の停止時間を10秒と固定して設定すると、A号機が11階(W)の利用者をサービスするための待ち時間は20秒、B号機は2回の停止時間を含めて32秒の待ち時間となる。
このため、単純に待ち時間の短いA号機をサービス号機として選択した場合の、20秒後の状態が図1(B)であり、2台のA、B号機が上方に偏在する状態となる。このとき、もし、下方階の乗り場に利用者が到着すると、その利用者に対する待ち時間は長くなることが容易に推測される。
一方で、このエレベーターの偏在を避けるために、B号機をサービス号機として選択した場合の、20秒後の状態が図1(C)である。この場合には、エレベーターの偏在は避けられているが、11階の利用者には未だサービスすることができず、A号機を割当てた場合より待ち時間が長くなる。もし、まだ暫くは下方に利用者が到着しないとすると、A号機を割当てなかったために無駄な待機を継続し、利用者に対するサービスを悪化させたことになる。
このような場合、「もし、下方の階に利用者が到着すると」、「もし、まだ暫くは下方に利用者が到着しないとすると」という将来の仮定のいずれかが正しいかで、まったく同じ状況でも最適な運行が異なることとなる。しかし、「まだ暫くは下方の階に利用者が到着しないこと」が判るならば、無駄な将来の仮定に備えてエレベーターの能力を温存する必要が無くなり、エレベーター資源を最大限に有効活用することが可能になる。
そこで、本発明の基本的な考え方は、この「今から○○秒間はこの階にホール呼びは発生しない」という情報を最大限に活用し、待ち時間の短縮と輸送能力の増大を図る点にある。
図2は、本発明の一実施形態におけるシステム構成図である。
群管理制御装置1は、N台のエレベーター号機の号機制御装置21〜2Nを介して乗りかご31〜3Nと接続され、また、M階床のホール呼び釦41〜4Mと接続されている。一方、ビル在館者の位置把握のために、ビル内にL個の位置検出手段51〜5Lが設置され、これらの位置検出手段51〜5Lは、移動推定手段6に接続され、「今から○○秒間は、この階に利用者は到着せず、ホール呼びは発生しない」という情報を得る。この移動推定手段6も、群管理制御装置1に接続されている。
ここで、位置検出手段5群は、在館者の所有する信号発信機と相互通信することにより在館者の位置を把握しても良く、また、在館者の所有する通信機・携帯電話機との通信信号や、カメラ画像の解析により位置を把握するものでも良い。さらには、各居室のドアに備えられる入退出管理システムの情報でも良い。
移動推定手段6は、上記位置検出手段5群の把握した在館者の位置の情報やその変化情報を用いて、在館者の移動内容を推定する。この移動の推定の中で、エレベーター乗り場への移動推定時間を、エレベーターの利用推定時間として、以下「利用推定時間Te」と記す。
図3は、移動推定手段6で実行される在館者の推定利用時間の演算の処理フロー図である。ステップ301,303は、ビル内に設置されたL個の位置検出手段51〜5Lに関するループ処理である。ループ内のステップ302にて、対象とするi番目のセンサの検出対象範囲内の在館者の位置を検出する。ステップ304,307は、ビル内の階床1〜j〜Mに関するループ処理である。ループ内のステップ305では、対象とするj階の在館者の位置から、それぞれの在館者がエレベーター乗り場に到着に要する時間を推定算出する。ステップ306では、そのj階の利用推定時間の最小値をその階の代表値として、利用推定時間Te(j)として記録する。
この処理を完了後、ステップ308では、各階の利用推定時間Te(j)を群管理制御装置1に送信し、群管理制御装置1では、割当て指標の演算に利用する。
図4は、エレベーター群管理制御装置1で実行される到着予測時間演算の処理フロー図である。ステップ401と411は、エレベーターの1〜k〜N号機に関するループ処理、ステップ402と410は、ビル内の1〜j〜M階に関するループ処理である。階床のループは、k号機の現在階から1周分を対象とする。
ループ内のステップ403では、k号機のj階の到着予測時間Ta(k、j)を演算する。具体的には、演算済みの1つ前の階の到着予測時間Ta(k、j−1)に、1階床分の走行時間を加算する。ステップ404では、j階が端階であるかを確認し、端階であればステップ405で、到着予測時間Ta(k、j)に方向反転時間を加算する。一方、端階でなければ、ステップ406で、k号機がj階に受持ち呼びが有るかを確認する。受持ち呼びがあればステップ407で一回停止時間を加算する。受持ち呼びが無ければ、ステップ408で到着予測時間Ta(k、j)と利用推定時間Te(j)の大小比較を行う。つまり、到着予測時間Ta(k、j)が利用推定時間Te(j)より大きければ、j階乗り場で利用者がホール呼び釦を操作した後に、k号機がj階に到着すると推定できる。逆に、到着予測時間Ta(k,j)が利用推定時間Te(j)より小さければ,k号機がj階を通過するときにはj階に待ち客がいることはないと推定できる。
したがって、ステップ408で、到着予測時間Ta(k,j)が利用推定時間Te(j)より大きければ、j階の利用者に対していずれかの号機がサービスしなければならない。そこで、ステップ409で、k号機のj階の到着予測時間Ta(k,j)が、他の号機のj階の到着予測時間Ta(not(k),j)に対して最小であるかを調べ、最小の場合にはサービス号機と判断して、ステップ407の処理へ進み、一回停止時間を加算する。
ここで、この到着予測時間演算処理400は、周期起動される定期処理であるため、他の号機の到着予測時間は、必要に応じて到着予測時間演算処理400の前周期の演算値を用いても差し支えない。
また、ステップ408で、到着予測時間Ta(k,j)が利用推定時間Te(j)より小さければ、あるいはステップ409で他の号機の到着予測時間の方が短い場合には、k号機はj階に止まる必要はない。そこで、k号機のj階の到着予測時間Ta(k、j)には、j階における停止時間は加算する必要がなく、ステップ408および409でNo判定の場合には、到着予測時間Ta(k、j)への加算処理は行わない。この処理は、j階にTe(j)秒以前には利用者は到着しない(ホール呼びは発生しない)という予測を直接的に利用して、到着予測時間Ta(k、j)の演算精度を向上させる効果がある。
この実施形態における到着予測時間の演算処理を要約すると、まず、複数の階床(j=1〜M)をサービスする複数台のエレベーター(k=1〜N)を統括管理するエレベーターの群管理制御装置1を前提としている。ここで、任意の階(j)におけるホール呼び(4j)の発生までに要する利用推定時間Te(j)を演算する手段を備えている。そして、この任意の階(j)には、演算した利用推定時間Te(j)の満了前にはホール呼び(4j)は発生しないものとして、任意の階(j)へのエレベーター(k)の到着予測時間Ta(k,j)を演算する手段を備えている。推定対象とした任意の階(j)には、特定階(W)が含まれるが、必要性の高い特定階(W)だけについて、利用推定時間Te(W)を求めても良い。
図5は、本発明の一実施形態による割当て評価指標演算の処理フロー図である。この割当て評価処理500は、乗り場での新規ホール呼びの登録により起動される。ステップ501で乗り場X階に利用者が到着し、新規ホール呼びを作成したものとする。ステップ502とステップ511は、エレベーターの1〜k〜N号機に関するループ処理である。
ステップ503では、新規ホール呼びの発生階であるX階の、k号機の到着予測時間Ta(k,X)を求める。ステップ504では、X階をk号機でサービスした場合に影響を受けるk号機の受持ち階の中で、最大の影響を受けるY階の到着予測時間Ta(k,Y)を求める。X階のサービスで影響を受ける階がない場合には、Ta(k,Y)の値はゼロで良い。
これにより、新規ホール呼び発生階X階と、その影響を受けるY階に関するk号機の評価は、(1)式で示すように、その2つの階に対する到着予測時間の大きな方の値で考慮することができる。
max(Ta(k,X),Ta(k,Y))………………………………………(1)
次に、ステップ505では、ビル内で待ち時間を優先すべき階を仮に「優先待機階」としW階と表し、そのW階への利用者の利用推定時間Te(W)を求める。なおW階は事前に所定の階に設定しても良いし、全ての階を優先待機階として同等の処理を繰り返し実行してもよい。
ステップ506では、新規ホール呼びを作成したX階の利用者の行き先階をZ階と推定し、k号機が現在の位置からX階で利用者を乗せてZ階に輸送した後、優先待機階W階に到着する到着予測時間Ta(k、Z→W)を求める。他の呼びを受持っている場合には、行き先階をZ階は、他の受持ち呼びを考慮して設定することが望ましい。
ここで、W階の利用推定時間Te(W)までW階には利用者が来ないことが判る。そこで、本発明の要点である群管理制御の選択可能な戦略として、W階での利用に備えてW階で待機させるべきか、あるいはW階の利用者が到着する前にX階の利用者をサービスすべきか、という判断が可能になる。つまり、ステップ507で、W階の利用推定時間Te(W)とX階のサービス完了に必要な時間Ta(k,Z→W)の大小関係を比較する。Te(W)よりTa(k,Z→W)の方がある設定値αの差以内で小さい場合には、k号機はX階の利用者を待ち時間Ta(k,X)でサービス後でもW階に利用者が着くより早く(α=0の場合)待機できる。あるいは、ある設定時間α以内の待ち時間で到達できることを示しているので、k号機でX階待ち時間Ta(k,X)とW階待ち時間0秒またはα秒以内を同時に達成可能である。
したがって、ステップ508で、k号機の割当て評価指標φ(k)として、X階に関する評価指標である前記(1)式と、W階に関する待ち時間0秒(α=0の場合)の2つの平均値を次の(2)式により設定する。
φ(k)=(max(Ta(k,X),Ta(k,Y))+0)/2…………(2)
また、ステップ507で、Te(W)の方がある設定値αの差以内で小さくなる場合には、ステップ509で、k号機以外の号機がW階をサービスする場合の予測待ち時間Tp(not(k),W)を求める。例えば、k号機以外の受持ち呼びの有る号機が利用推定時間Te(W)以降にW階に到着する到着予測時間Ta(not(k),W)(>Te(W))の最小値と、受持ち呼びが無い号機がW階に到着可能な時間の両者の値の小さい方を予測待ち時間Tp(not(k),W)とする。
この場合のk号機の割当て評価指標φ(k)は、ステップ510でX階に関する評価指標の(1)式と、W階の待ち時間との平均として求める。W階の待ち時間は、k号機に関する待ち時間(Ta(k,Z→W)−Te(W))と、k号機以外の待ち時間Tp(not(k),W)の小さい方で良いので、次の(3)式となる。
φ(k)={max(Ta(k,X),Ta(k,Y))+min(Ta(k,Z→W)
−Te(W),Tp(not(k),W))}/2……………………(3)
なお、W階とX階の位置関係により、k号機がX階より先にW階にサービスできる場合には、k号機のW階の待ち時間をTa(k,W)とし、その影響を受けたX階の待ち時間をTa(k,W→X)として、(3)式の代わりに次の(4)式を使える場合もある。
φ(k)={Ta(k,W→X)
+min(Ta(k,W),Tp(not(k),W))/2………(4)
ステップ511で、号機に関するループ処理が終了した後、ステップ512で算出した号機毎の評価指標φ(k)を最小とするk号機を、X階のホール呼びに対するサービス号機として割当て決定する。
この実施形態による割当て評価指標の演算処理を要約すると次の通りである。前述した図4までの処理に加え、まず、他の階(j≠W)で新たに発生したホール呼びにサービス後に、所定階(W)に到着するに要する到着予測時間(Ta(k,Z→W))を演算する手段を備えている。また、所定階(W)の利用推定時間(Te(W))と到着予測時間(Ta(k,Z→W))とに基いて、新たに発生したホール呼び(4X)に対する割当て号機を決定する手段を備えている。さらに、他の階(j≠W)で発生したホール呼びにサービス後に、所定階(W)に利用推定時間(Te(W))から予定時間以内に到着できるエレベーター(k)を、他の階(j≠W)で発生したホール呼びに優先的に割当てる手段を備えている。
この実施形態によれば、ホール呼びが発生しないと予測した時間内に、他のホール呼びに対して、エレベーター資源を有効に活用でき、待ち時間を短縮しサービス性を向上し、エレベーター群としての輸送能力を増大することができる。
これまでの、図5に関する説明は、新規ホール呼びの割当て時に「今後○○秒間は、利用者が到着しない」という情報を活用したものであったが、このままではホール呼び発生時にしかこの有用な情報を活用していない。そこで、サービスを完了し、受持ち呼びが無くなった待機号機が検出できた際に、この情報を活用すれば、次に述べるように、他の号機の受持ち呼びを割当て変更することもできる。
図6は、待機号機の活用による割当て変更を説明する処理フロー図である。待機号機活用処理600は受持ち呼びのサービスを完了した待機号機が発生することにより起動される。ステップ601で、k号機の受持ち呼びが完了したものとする。ステップ602では、前述の優先待機階W階への利用者の利用推定時間Te(W)を求める。ステップ603と610は、ビル内の1〜j〜M階床に関するループ処理である。階床のループは,ホール呼びの有る階のみを対象とする。
ステップ604では、k号機のj階への到着予測時間Ta(k,j)を求める。ステップ605では、j階の呼びに対する現在の割当て号機A号機の到着予測時間Ta(A,j)を求める。このk号機のj階への到着予測時間Ta(k,j)が、A号機の到着予測時間Ta(A,j)より短ければ、j階の呼び割当てを変更する価値があるため、ステップ606では、Ta(k,j)とTa(A,j)を比較する。k号機の到着予測時間Ta(k,j)の方が短い場合には、ステップ608でj階のサービス完了と、優先待機階W階の利用推定時間Te(W)のある設定値αの差以内での比較を行う。この判定もYesであれば、ステップ609で、j階の割当て変更の改善量Ai(j)を(5)式で求める。
Ai(j)=Ta(A,j)−Ta(k,j)…………………………………(5)
ステップ610で階床に関するループ処理が終了した後、ステップ611で割当て変更の改善量Ai(j)を最大とするj階呼びをk号機に割当て変更する。
なお、ステップ608では、W階の利用推定時間Te(W)満了前にj階のサービスを完了するか否かで評価したが、k号機に関するW階の待ち時間(Ta(k,Z→W)−Te(W))が所定値以下であれば変更するという判定としても良い。
この実施形態における待機号機の活用による割当て変更処理の概念を要約すると次の通りである。まず、受持ち呼びを持たないエレベーター(k)が他のエレベーター(not(k))に割当てられたホール呼びを割当て変更してサービスする場合の改善量Ai(j)=Ta(notk、j)−Ta(k,j)を演算する手段を備える。次に、変更してサービスした後に所定階(W)に到着するに要する到着予測時間Ta(k,W)を演算する手段を備えている。さらに、改善量Ai(j),所定階(W)の利用推定時間Te(W),及び変更サービス後に所定階(W)に到着するに要する到着予測時間Ta(k,Z→W)とを考慮して、任意のエレベーター(k)の運行を決定する手段を備えている。
本実施形態によれば、新規ホール呼び発生時、受持ち呼び無しの待機号機の発生時に、今後の利用者の到着推定時間に応じてエレベーター資源をより有効に活用することが可能となる。
本発明のエレベーター群管理制御装置の基本概念を説明する図。 本発明の一実施形態におけるエレベーター群管理制御システム構成図。 本発明の一実施形態による推定利用時間演算の処理フロー図。 本発明の一実施形態による到着予測時間演算の処理フロー図。 本発明の一実施形態による割当て評価指標演算の処理フロー図。 本発明の一実施形態による待機号機活用割当て変更の処理フロー図。
符号の説明
1…群管理制御装置、21〜2N…号機制御装置、31〜3N…乗りかご、41〜4M…ホール呼び釦、51〜5L…位置検出手段、6…移動推定手段。

Claims (10)

  1. 複数の階床をサービス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、
    ビル在館者の位置把握のために、ビル内に設置された複数の位置検出手段、
    複数の前記位置検出手段の出力を入力し、各在館者がその階のエレベーター乗り場への移動に要する時間を推定する移動推定手段、
    前記推定された当該階のエレベーター乗り場への移動に要する時間の最小値を、当該階でのエレベーターの利用推定時間として記録する手段、
    当該階に受持ち呼びが無い場合に、当該階の1つ手前の階への到着予測時間に1階床分の走行時間を加算して、当該階への到着予測時間を算出する手段、
    当該階の前記利用推定時間と前記到着予測時間とを比較する比較手段、および
    前記到着予測時間が前記利用推定時間より大きいと判断したとき、前記到着予測時間に当該階への予測停止時間を加算して、任意の階へのエレベーターの到着予測時間を演算する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  2. 請求項1において、前記到着予測時間が前記利用推定時間より小さいと判断したとき、前記到着予測時間に当該階への予測停止時間を加算せずに、任意の階へのエレベーターの到着予測時間を演算する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  3. 請求項1において、他の階で新たに発生したホール呼びにサービス後に、前記任意の階に到着するに要する到着予測時間を演算する手段と、前記利用推定時間と前記到着予測時間とに基いて、新たに発生したホール呼びに対する割当て号機を決定する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  4. 請求項1において、他の階で発生したホール呼びに対するエレベーターの割当て評価指標を、前記当該階でのエレベーターの利用推定時間と、前記他の階の発生ホール呼びにサービスした後に前記当該階に到着するに要する到着予測時間とに基づき演算する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  5. 請求項1において、他の階で発生したホール呼びにサービス後に前記当該階に前記利用推定時間から予定時間以内に到着できるエレベーターを、前記他の階で発生したホール呼びに優先的に割当てる手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  6. 請求項1において、任意のエレベーターが他のエレベーターに割当てられたホール呼びを割当て変更してサービスする場合の改善量を演算する手段と、この変更サービス後に前記当該階に到着するに要する変更後の到着予測時間を演算する手段と、前記改善量,前記当該階の前記利用推定時間,及び前記変更後の到着予測時間とに基き前記任意のエレベーターの運行を決定する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  7. 請求項6において、前記任意のエレベーターは、受持ち呼びを持たないエレベーターとしたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  8. 請求項1において、前記当該階にホール呼びが無い状態で受持ち呼びを持たない待機エレベーターが他のエレベーターに割当てられたホール呼びを割当て変更してサービスする場合の改善量を演算する手段と、この変更サービス後に前記当該階に到着するに要する変更後の到着予測時間を演算する手段と、前記改善量,前記当該階の前記利用推定時間,及び前記変更後の到着予測時間とに基きエレベーターの運行を決定する手段を備えたことを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  9. 請求項1〜8のいずれかにおいて、前記当該階は、ホール呼び発生階以外の複数の階床であることを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
  10. 請求項1〜9のいずれかにおいて、前記当該階は、基準階及び/又は分散待機階床であることを特徴とするエレベーターの群管理制御装置。
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