JP5904032B2 - エレベータの群管理制御装置及び群管理制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のカゴを効率的に運行させることのできるエレベータ群管理制御装置及び群管理制御方法に関するものであり、より具体的には、利用者の利便性の低下を抑えつつ効果的に節電を図ることのできるエレベータ群管理制御装置及び群管理制御方法に関するものである。

エレベータの運行に対する節電要請がある。この要請に対し、一般的な節電対策として複数台運行しているカゴ群の中から、一部のカゴを停止した間引き運転を行なうケースが多い。しかしながら、十分な検証を行なうことなく単に一部のカゴの運行を停止しているため、利用者の待ち時間が増えるだけでなく、１カゴ当たりの乗車人数増や、乗降時間増となって、行先階まで到達する時間が増大し、利用者の利便性が大きく低下する。

また、カゴの台数を減らしたことで、運行するカゴの稼働率が高まる結果、期待する程の節電効果を得ることができない場合もある。

カゴ群の運行を制御するエレベータ群管理制御では、利用者の待ち時間と各カゴがサービスを提供するために要する電力量を評価し、最も評価の高いカゴに応答を割り当てるようにしたエレベータ群管理制御装置も提案されている(例えば特許文献１、特許文献２参照)。

エレベータ群管理制御の一方式として、利用者が新規の乗場呼びを入力すると、即時にその乗場呼びに応答するカゴを決定する所謂「即時割当方式」が多く採用されている。即ち、上記した節電のための電力量の評価も新規の乗場呼びが入力されると共に実行されている。

特公昭６２−７０号公報 特公昭６２−７１号公報

例えば、２台のカゴが運行しているエレベータシステムについて考える。ここで、図１３(ａ)のダイアグラムに示すように、一方のカゴ(「第１カゴ(60)」と称する)は空カゴで７階に停止しており、他方のカゴ(「第２カゴ(61)」と称する)が空カゴで１階に停止している状況で、７階に下降方向の新規の乗場呼び(「先乗場呼び」と称する)が入力されたと仮定する(利用者の行先階は１階とする)。

この先乗場呼びは、即時割当方式の採用により、即時に第１カゴ(60)又は第２カゴ(61)に割り当てられる。このとき、各カゴがその乗場呼びに応答するまでの待ち時間を考慮して、先乗場呼びは、７階に停止している第１カゴ(60)に割り当てられることとなる。その結果、第１カゴ(60)は、７階で利用者を乗車させ、運転方向を下向きとする運行を開始し、行先階である１階まで走行する。

第１カゴ(60)に先乗場呼びが割り当てられた直後に、８階で下降方向の新規の乗場呼び(「後乗場呼び」と称する)が入力された場合(利用者の行先階は１階とする)、第１カゴ(60)は、既に運転方向を下向きとする運行を開始しているから、後乗場呼びは、即時に１階に停止している第２カゴ(61)に割り当てられ、第２カゴ(61)は、１階から８階まで走行し、利用者を乗車させた後、１階まで走行する。

各カゴ(60)(61)の運行に要する走行距離を評価したときに、隣接階床間の走行距離を「１」とすると、第１カゴ(60)は、７階から１階まで６階床分走行するから、走行距離は「６」となる。一方、第２カゴ(61)は、１階から８階まで７階床分走行し、８階で利用者を乗車させた後１階まで７階床分走行する。即ち、走行距離は「１４」となる。
従って、これら２つの乗場呼びに応答するために必要な総走行距離は「２０」となる。

発明者は、上記第１カゴ(60)に先乗場呼びと後乗場呼びの両方を応答させることができれば、これらの乗場呼びに応答するために必要な総走行距離、ひいては総消費電力量が大幅に削減できるのではないかと考え、本発明に至った。

すなわち、図１３(ｂ)のダイアグラムに示すように、カゴ(60) またはカゴ(61)に先乗場呼びを即時に割り当てて応答させるのではなく、先乗場呼びを受け付けた後、所定時間、先乗場呼びを保留させた後、カゴ(60)(61)の総走行距離が最小となるように、先乗場呼びと後乗場呼びをカゴ(60)(61)に割り当てることで、図示の例のように第１カゴ(60)に両乗場呼びを応答させることができ、総走行距離を短縮できる。より具体的には、第１カゴ(60)に両乗場呼びを応答させた場合、第１カゴ(60)の走行距離は、７階で先乗場呼びに応答せず、後乗場呼びに応答するために７階から８階まで１階床分上昇して８階で後乗場呼びの利用者を乗車させた後、７階まで１階床分走行して先乗場呼びの利用者を乗車させ、１階まで６階床分走行させる。これにより、カゴ(60)(61)の総走行距離は、「８」で済む。

このように、先乗場呼びを保留させ、後乗場呼びと纏めてセットで考えることによって、それぞれの呼びをどちらのカゴに割り当てるのかについての選択の幅が広がる。したがって、カゴの運行ルートを柔軟に制御できるようになり、総走行距離が短くなるような運行ルートを効果的に探り当てることができる。

上記したような、効果的に節電を図ることのできる割当方式を踏まえ、本発明の目的は、利用者の利便性の低下を抑えつつ効果的に節電を図ることのできるエレベータ群管理制御装置及び群管理制御方法を提供することである。

本発明に係るエレベータ群管理制御装置は、
複数の階床にサービス可能なカゴ群を制御し、乗場呼びをカゴ群に属する何れかのカゴに割り当てるエレベータ群管理制御装置であって、
乗場呼びを受け付ける乗場呼び登録手段と、
該乗場呼び登録手段で受け付けられた乗場呼びを保留する乗場呼び保留手段と、
該乗場呼び保留手段に保留された未割当乗場呼びの中で、受付時点からの経過時間が予め設定された最大保留時間に達した乗場呼びである要確定乗場呼びの有無を検出する要確定乗場呼び検出手段と、
を具え、前記要確定乗場呼び検出手段にて前記要確定乗場呼びが検出されると、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てるものである。

望ましくは、
前記要確定乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ群に仮割当した仮割当組合せを作成する仮割当作成手段と、
前記仮割当組合せに沿ってカゴ群を全ての未割当乗場呼びにサービスさせたと想定して演算した仮割当評価値に基づいて仮割当組合せを最適割当組合せとして選択する最適割当選択手段と、
該最適割当組合せに沿って、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てる乗場呼び割当手段と、
を具える。

また、本発明に係るエレベータの群管理制御方法は、
複数の階床にサービス可能なカゴ群を制御し、乗場呼びをカゴ群に属する何れかのカゴに割り当てるエレベータ群管理制御方法であって、
乗場呼びを受け付ける乗場呼び登録ステップ、
受け付けられた乗場呼びを保留する乗場呼び保留ステップ、
保留された未割当乗場呼びの中で、受付時点からの経過時間が予め設定された最大保留時間に達した乗場呼びである要確定乗場呼びの有無を検出する要確定乗場呼び検出ステップ、
を有し、前記要確定乗場呼び検出ステップにて前記要確定乗場呼びが検出されると、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てる。

望ましくは、
前記要確定乗場呼び検出ステップにて要確定乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ群に仮割当した仮割当組合せを作成する仮割当作成ステップ、
前記仮割当組合せに沿ってカゴ群を全ての未割当乗場呼びにサービスさせたと想定して演算した仮割当評価値に基づいて仮割当組合せを最適割当組合せとして選択する最適割当選択ステップ、及び、
該最適割当組合せに沿って、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てる乗場呼び割当ステップ、
を含む。

本発明に係るエレベータの群管理制御装置及び群管理制御方法によれば、受け付けられた乗場呼びを即時に割り当てずに一旦保留するようにしている。これにより、複数の乗場呼びをまとめることができ、まとめられた複数の乗場呼びをカゴ群へ割り当てることで、カゴの運行ルートを柔軟に制御して、エレベータシステムの効率的な運行を行なうことができる。

保留された乗場呼びは、最初に保留された乗場呼びが最大保留時間経過した後に、保留されている複数の乗場呼びを、総消費電力量などの仮割当評価値が例えば最小となる最適割当組合せに基づいて、カゴ群に割り当てることができる。最大保留時間は、その値の大きさを抑えることによって、乗場呼びを入力した利用者の待ち時間が容認限度を超えて延びてしまうことを防ぐことができる。これにより、利用者の利便性の低下を抑えつつ、カゴの運行ルートを柔軟に制御して効果的に必要な総消費電力量等を削減でき、エレベータシステムの効率的な運行を行なうことができる。

図１は、本発明の一実施例に係るエレベータシステムの全体構成図である。 図２(ａ)及び図２(ｂ)は、カゴの走行距離の説明図である。 図３は、走行距離を評価するためのエレベータシステムの具体例を示す説明図である。 図４は、仮割当組合せのパターンを示している。 図５は、仮割当組合せのパターンを示している。 図６は、仮割当組合せ２３を示している。 図７は、本発明のエレベータ群管理制御における通常の乗場呼び割当処理を示すフローチャート図である。 図８は、乗場呼び最大保留時間の算定サブルーチンである。 図９は、最適割当組合せの決定処理のサブルーチンである。 図１０は、カゴが移動した階・方向に未割当乗場呼びがあった場合の乗場呼び割当処理を示すフローチャート図である。 図１１は、新規乗場呼びが入力された階・方向にカゴが存在した場合の乗場呼び割当処理を示すフローチャート図である。 図１２は、本発明のエレベータ群管理制御の場合と、即時割当を行なう従来のエレベータシステムにてカゴの運行台数を削減した場合のシミュレーションを行い、両者の消費電力量と平均待ち時間の関係を比較したグラフである。 図１３(ａ)は、即時割当によるエレベータ群管理制御におけるカゴの運行を示すダイアグラム、図１３(ｂ)は、本発明によるエレベータ群管理制御におけるカゴの運行を示すダイアグラムである。

本発明は、利用者が乗場呼びを入力した後、一旦その乗場呼びを保留し、所定時間経過後に当該乗場呼びを含む保留するものであり、望ましくは、保留されたすべての乗場呼びを、消費電力量などの仮割当評価値が例えば最小となるようにカゴ群に割り当てることで、節電等を図ることのできるエレベータの群管理制御装置及び群管理制御方法に関するものである。

以下、本発明の一実施例について、図面を用いて説明を行なう。

図１は、本発明の一実施例に係るエレベータシステム(10)の全体構成の概略図である。
エレベータ(20)は、建物内に設置されたシャフト内に、利用者が乗車するカゴ(30)を昇降可能に配置して構成される。図示の実施例では、各カゴ(30)は、階上に配置されたシーブ及び巻上機(22)に、一端にカウンターウェイト(23)を取り付けたロープ(24)で吊下されている。なお、カウンターウェイト(23)の重量として「カゴ自重＋定格積載重量の５０％」である場合を一例として以降の記述を行う。

図示の実施例では、１号機から３号機の３基のエレベータ(20)(20)(20)に属するカゴ(30)(30)(30)を一群のカゴ群として管理、制御する例について説明するが、エレベータの基数やカゴの台数はこれに限定されるものではない。

なお、以下の説明では、一実施例として、カゴ(30)の運行評価を、直接的に消費電力量によって行なう代りに、エレベータシステム(10)中のカゴ(30)の走行距離の総和により行なうものとする。

ここで、「カゴ(30)の走行距離」は、説明を判り易くするため、簡易的に以下のとおり定義する。
「カゴ(30)の走行距離」は、図２に示すように、カゴ(30)が現在階から上昇又は下降することで、走行する階床数とする。即ち、２階から４階まで走行した場合には、カゴ(30)の走行距離は「２」となる。
また、乗場呼びについては、乗場呼び入力時に行先階が分らない場合(乗場行先階釦で入力するのではない場合)は、行先階を行先方向の最以遠階として演算を行なうものとする。

このような前提の下、例えば、図２(ａ)に示すように、１階から５階までの階床を有する建物において、２階を現在階とする上昇中のカゴ(30)が、登録された４階へのカゴ呼びに応答して４階まで走行し、利用者を降車させた後反転(図中「第１反転階」)し、３階にて当該カゴ(30)に割り当てられた下向きの乗場呼びに応答する場合、該乗場呼びの最以遠階は１階であるため、カゴ(30)の走行距離は、(４−２)＋(４−１)＝５となる。

同様に、図２(ｂ)に示すように、３階を現在階とする上昇中のカゴ(30)が、入力された４階へのカゴ呼びに応答して４階まで走行し、利用者を降車させた後反転(第１反転階)、２階にて当該カゴに割り当てられた上向きの乗場呼びに応答し、２階に到着した後、上向きに反転する(第２反転階)。この場合、乗場呼びの最以遠階は５階であるから、カゴ(30)の走行距離は、(４−３)＋(４−２)＋(５−２)＝６となる。

なお、上記カゴ(30)の走行距離は、説明を簡易的に行なうために、走行した階床数を走行距離と見なしているが、実際の階床間の距離データを考慮して走行距離を演算できることは勿論である。

上述した図１のエレベータシステム(10)において、各カゴ(30)の扉の開閉の制御や、カゴ(30)内に設けられた操作盤(図示せず)によるカゴ呼びの受付、巻上機(22)の制御などは、夫々シャフト上部の機械室に設けられたカゴ制御装置(35)によって行なわれる。図示を省略したが、カゴ(30)とカゴ制御装置(35)は有線接続されている。

エレベータシステム(10)は、エレベータ群管理制御装置(40)により統括的に制御される。エレベータ群管理制御装置(40)は、一般的にシャフト上部の機械室などに設けられ、基板にマイコン、メモリ、チップ、スイッチなどを実装して構成される。エレベータ群管理制御装置(40)は、上記した各カゴ制御装置(35)に有線接続されて、各カゴの現在階、運転方向、扉状態などの各種情報を受信すると共に、後述する乗場呼び釦(25)にて入力された乗場呼びの各カゴ制御装置(35)への割当てを行なう。

カゴ(30)の操作は、各階床に設けられた乗場呼び釦(25)と、カゴ(30)内に設けられた操作盤によって行なうことができる。一般的に、乗場呼び釦(25)は、行先方向が上か下かを入力する操作釦であり、又は行先階を入力する操作釦(乗場行先階釦)である。後者では、行先階と入力階の関係から行先方向も判明するので、行先方向も同時入力しているに等しい。操作盤は、カゴ呼びの際の行先階の階数釦や扉の開閉釦である。
乗場呼び釦(25)は、有線接続によりエレベータ群管理制御装置(40)に接続され、入力された乗場呼びをエレベータ群管理制御装置(40)に送信する。

より詳細には、前述したエレベータ群管理制御装置(40)は、図1に示すように、乗場呼びを受け付ける乗場呼び登録手段(41)と、該乗場呼び登録手段(41)で受け付けられた乗場呼びを保留する乗場呼び保留手段(42)と、該乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当乗場呼びの中で、受付時点からの経過時間が予め設定された最大保留時間に達した乗場呼びである要確定乗場呼びの有無を検出する要確定乗場呼び検出手段(43)とを具える。

さらに、本発明のエレベータ群管理制御装置(40)は、前記要確定乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ(30)群に仮割当した仮割当組合せを作成する仮割当作成手段(44)と、前記仮割当組合せに沿ってカゴ(30)群を全ての未割当乗場呼びにサービスさせたと想定して演算した仮割当評価値が最小となる仮割当組合せを最適割当組合せとして選択する最適割当選択手段(45)と、該最適割当組合せに沿って未割当乗場呼びをカゴ(30)群に割り当てる乗場呼び割当手段(46)と、を具える。

前述の乗場呼び釦(25)で入力された乗場呼びは、乗場呼び登録手段(41)に受け付けられ、該乗場呼び登録手段(41)は、受け付けられた乗場呼びを乗場呼び保留手段(42)に送る。

乗場呼び登録手段(41)から送られた乗場呼びは、乗場呼び保留手段(42)にて記憶される。例えば、乗場呼び保留手段(42)は、受け付けられた乗場呼びのうち、未だカゴ(30)に割り当てられていない「未割当乗場呼び」のリストを作成する。
本発明では、受け付けられた乗場呼びをカゴ(30)に即時割当するのではなく、未割当の状態で乗場呼び保留手段(42)に一旦保留することで、複数の乗場呼びをまとめた後、割当を実行するようにしている。しかしながら、下記するとおり、運行状態によっては、乗場呼び保留手段(42)に保留することなく、即時に割当を実行することもできる。

なお、上記乗場呼び登録手段(41)では、乗場呼び釦(25)で入力された乗場呼びの受付時刻情報を、当該乗場呼びに関連付けて記憶する。

乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当乗場呼びは、その保留時間を要確定乗場呼び検出手段(43)にて監視される。要確定乗場呼び検出手段(43)は、上記乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当の乗場呼びが、所定時間以上、何れのカゴ(30)にも割り当てられることなく、長期に亘り保留されてしまうことを防ぐために、上記乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当の乗場呼びについて、各乗場呼びの時刻情報に基づいて、受付時点からの経過時間(保留時間)が、予め設定された最大保留時間(T)に達していないかどうかを検出する。

乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当乗場呼びの内、最大保留時間(T)に達した未割当乗場呼びを「要確定乗場呼び」と称する。

最大保留時間(T)が長い程、エレベータシステム(10)の節電効果を高めることができるが、最大保留時間(T)が長くなる程、利用者の待ち時間が長くなってしまい、利便性が低下する。従って、最大保留時間(T)の上限(Tmax)は、０秒を超えて３０秒、望ましくは、５〜２０秒であり、ビル側の要望に合わせて適宜設定することができる。最大保留時間(T)は、通常は上限値(Tmax)を設定しておくが、カゴ(30)の運行状況や混雑状況、時間帯などの状況に応じて上限値(Tmax)以外の設定をして、自動的に制御パラメータとして変化させることもできる。

要確定乗場呼び検出手段(43)が、上記要確定乗場呼びを検出すると、乗場呼び保留手段(42)に保留されている全ての未割当乗場呼びをカゴ(30)群へ仮割当したパターン(以下、個々のパターンを「仮割当組合せ」と称する)を全パターン作成する。仮割当組合せは、仮割当作成手段(44)にて作成される。

例えば、図３に示す３台のカゴ(＃１)〜(＃３)に対し、３個の未割当乗場呼びＡ、Ｂ及びＣが発生している状況下において、何れかの乗場呼びが、要確定乗場呼びとなったときに、仮割当作成手段(44)にて作成される仮割当組合せは、図４及び図５に示すように、３×３×３の２７パターンとなる。

最適割当選択手段(45)は、前記により作成された仮割当組合せに沿って各カゴ(30)に乗場呼びをサービスさせたと想定し、各仮割当組合せの仮割当評価値を演算する。仮割当評価値は、総消費電力量、カゴ(30)群の走行距離の総和、カゴ(30)群の走行時間の総和などとすることができ、最適割当選択手段(45)は、全ての仮割当組合せに対して仮割当評価値に基づく演算を行ない、最も仮割当評価値の小さい仮割当組合せを選択し、最適割当組合せとする。なお、全ての仮割当組合せに対して仮割当評価値に基づく演算を行なって最適割当組合せを求めるようにはせず、分枝限定法などの組合せ最適化手法を用いることにより効率的に最適割当組合せを求めるようにしてもよい。

例えば、仮割当評価値として、カゴ(30)群の走行距離の総和を採用した場合について説明する。

まず、状況として、図３に示すように、９階床の３基のエレベータ(20)のカゴ(＃１)(＃２)(＃３)について、
・カゴ(＃１)：１階で停止中。
・カゴ(＃２)：５階を上方向に走行中で、９階に既に乗場呼びが割当て済み。
・カゴ(＃３)：３階を行先階とするカゴ呼びを既に受け付けており、８階を下方向に走行中。
とする。

このとき、乗場呼び保留手段(42)(図１参照)に、以下の未割当乗場呼びＡ、Ｂ及びＣが保留されているものとする。
・未割当乗場呼びＡ：３階における上方向の呼び。
・未割当乗場呼びＢ：要確定乗場呼びであって、５階における下方向の呼び。
・未割当乗場呼びＣ：７階における下方向の呼び。

仮割当作成手段(44)にて作成される仮割当組合せは、前述の図４及び図５に示すように２７通りである。
作成された図４及び図５の仮割当組合せについて、最適割当選択手段(45)にて各々の走行距離の総和を演算する。なお、乗場呼びの時点では、利用者の行先階の階数が判らない場合(乗場行先階釦がない場合)を考え、走行距離は、乗場呼び入力階から行先方向の最以遠階(上方向では９階、下方向では１階)で演算する。

上記条件で演算を行なうと、カゴ(＃２)に未割当乗場呼びＢとＣ、カゴ(＃３)に未割当乗場呼びＡを割り当てた仮割当組合せ２３(図５)の走行距離の総和が最小となる。
仮割当組合せ２３の走行パターンは、具体的には、図６に示すように、
・カゴ(＃１)：乗場呼びに応答せず、停止したまま。走行距離は０である。
・カゴ(＃２)：５階(現在位置)→９階(既割当乗場呼びに対応)→７階(下向きの乗場呼びＣに対応)→５階(下向きの乗場呼びＢに対応)→１階(下向きの最以遠階)の経路で移行する。走行距離は４＋２＋２＋４＝１２である。
・カゴ(＃３)：８階(現在位置)→３階(カゴ呼びの行先階且つ上向きの乗場呼びＡに対応)→９階(上向きの最以遠階)の経路で移行する。走行距離は５＋６＝１１である。

つまり、エレベータシステム(10)に属するカゴ(30)群の総走行距離は、０＋１２＋１１＝２３となる。

上記の要領で選択された最適割当組合せに沿って、未割当乗場呼びが乗場呼び割当手段(46)によって各カゴ(30)に割り当てられ、カゴ(30)の運行が行なわれる。なお、カウンターウェイトの重量は、一般にカゴが５０％積載の場合に吊り合うように設定される。したがって、空カゴを上昇走行させると下げ荷となりほとんど電力を消費しないが、逆に下降走行させると上げ荷となり電力を消費する。このように、カゴの消費電力量はカゴの積載や運転方向に依存するため、必ずしも走行距離には比例しない。しかしながら、エレベータは一本の昇降路を走行しなければならない制約のある乗り物である。上昇走行すれば、いずれは必ず同じ距離を下降走行しなければならない。したがって、長期的に見れば、上げ荷方向と下げ荷方向の差が相殺されて運転方向に対する依存性が無視可能となり、カゴの消費電力量は概ね走行距離に比例すると考えられる。つまり、カゴの走行距離が少なくなるように乗場呼びを割り当てることで、エレベータシステム(10)の節電を図ることができる。

なお、上記では、乗場呼び割当手段(46)は、全ての未割当乗場呼びをカゴ(30)群に割り当てるようにしているが、少なくとも保留時間の一番長い要確定乗場呼びを仮割当したカゴ(30)に仮割当したすべての未割当乗場呼びを割り当てて、その他のカゴに仮割当した未割当乗場呼びは、乗場呼び保留手段(42)にて保留するようにしてもよい。つまり、カゴ(＃２)には「５階における下方向の呼び」(要確定乗場呼び)と「７階における下方向の呼び」を割り当て、カゴ(＃３)には「３階における上方向の呼び」を割り当てないようにしてもよい。
少なくとも要確定乗場呼びを割り当てるのは、当該乗場呼びを入力した利用者の待ち時間が容認限度を超えて延びてしまうことを防ぐためである。その他のカゴに仮割当した未割当乗場呼び(例えばカゴ(＃３)に対する「３階における上方向の呼び」)は、予め付された時刻情報に基づいて、上記の要領で再度仮割当を行なうこととなる。

また、上記に基づく運行を行なっている途上で、移動したカゴ(30)の現在階、運転方向と同一な階、方向の乗場呼びが乗場呼び保留手段(42)に保留されている場合や、新規乗場呼びが発生し、その階、方向と同一な現在階、運転方向のカゴがあった場合には、これら乗場呼びを、当該カゴ(30)に即時に割り当てることを考慮するのが望ましい。なぜなら、当該カゴ(30)がそれらの乗場呼びに応答した方が走行距離が短くなる可能性が高く、その場合、当該カゴがそれらの乗場呼びを通過する前に割当を決定する必要があるからである。

上記構成のエレベータ群管理制御装置(40)に係るエレベータの節電型群管理制御について、その処理手順を図７乃至図１１のフローチャート図に基づいて説明する。

図７は、本発明のエレベータの節電型群管理制御における乗場呼び割当処理のフローチャート図である。

ステップＳ１０１の乗場呼び割当処理は、所定時間(例えば１秒)毎にコールされて、必要に応じて乗場呼び割当処理を実行する。
乗場呼び登録手段(41)にて受け付けられた乗場呼びは、一旦、乗場呼び保留手段(42)に保留され、該乗場呼び保留手段(42)にて時刻情報が付与される。

乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当乗場呼びの数が、予め設定された所定数以上となった場合には(ステップＳ１０２のＹｅｓ)、それ以上保留させると、群管理制御装置の演算処理能力の限界を超える可能性があるため、以下で説明するステップＳ１０３とステップＳ１０４を飛ばしてステップＳ１０５へ移行する。

乗場呼び保留手段(42)に保留された未割当乗場呼びの数が、所定数未満である場合には(ステップＳ１０２のＮｏ)、乗場呼び保留手段(42)に乗場呼びが受け付けられてから保留することのできる乗場呼び最大保留時間(T)を算定する(ステップＳ１０３)。

ステップＳ１０３では、サブルーチン図８がコールされ(ステップＳ２０１)、ピーク時間帯かどうか、さらには、過去の所定時間内の積載荷重等に基づいて、節電を図りつつ効率よく運行させるための乗場呼び最大保留時間(T)を算定する。

ここで、エレベータシステム(10)について、過去の所定時間の呼びの発生状況やカゴの積載荷重から、アップピーク時間帯における交通状況(アップピーク交通)であると判断された場合には(ステップＳ２０２のＹｅｓ)、カゴ(30)の混雑を解消するために、過去の所定時間における基準階出発時の積載荷重(%)を「load」とし(ステップＳ２０３)、「load」が５０％未満であれば(ステップＳ２０４のＮｏ)、最大保留時間の上限値(Tmax)に(５０−load)／５０を乗じて、最大保留時間(T)とする(ステップＳ２０５)。
一方、「load」が５０％以上であれば(ステップＳ２０４のＹｅｓ)、エレベータシステムの輸送能力が不足する懸念があるため、乗場呼びの保留を行なうことなく運行することが求められる。従って、最大保留時間(T)を０としている(ステップＳ２０６)。

ステップＳ２０２において、アップピーク交通でないと判断された場合には(ステップＳ２０２のＮｏ)、上限値(Tmax)を最大保留時間(T)とする(ステップＳ２０７)。

上記サブルーチン図８において最大保留時間(T)が算定されると、再びフローチャート図７に戻る。要確定乗場呼び検出手段(43)は、乗場呼び保留手段(42)に保留された後、最大保留時間(T)を経過した未割当乗場呼び(要確定乗場呼び)の有無を検出し(ステップＳ１０４)、要確定乗場呼びがある場合には(ステップＳ１０４のＹｅｓ)、要確定乗場呼びを割り当てるために、受け付けられてからの経過時間が最大の未割当乗場呼びを「target」とする(ステップＳ１０５)。

次に、割当対象である「target」となった未割当乗場呼びを含む全ての未割当乗場呼びのカゴ(30)への割当処理を行なう。

まず、全ての未割当乗場呼びをカゴ(30)群へ仮割当したパターン(仮割当組合せ)を全パターン作成する(ステップＳ１０６)。これらの仮割当組合せには夫々、仮割当組合せ番号(１〜最大番号)を付けておく。最大番号とは、仮割当組合せの全個数である。例えば３台のカゴ(＃１)〜(＃３)に対し、３個の未割当乗場呼びＡ、Ｂ及びＣが発生している状況下においては、図４及び図５に示すような仮割当組合せ１〜２７となる。

次に、作成した仮割当組合せの全ての中から、最適な仮割当組合せ(最適割当組合せ)を決定する(ステップＳ１０７)。

ステップＳ１０７では、サブルーチン図９がコールされ(ステップＳ３０１)、最適割当組合せの決定処理が実行される。本サブルーチンでは、最適割当選択手段(45)は、仮割当組合せ夫々の仮割当評価値(eval)を算出し、最小の仮割当評価値(min_eval)となる最適割当組合せを導出するものである。
なお、本サブルーチンでは、仮割当評価値は、カゴ(30)群の総走行距離と、利用者の乗場呼び待ち時間の２乗和の重み付け和としているが、これに限定されるものではない。

サブルーチン図９に示すように、まず、最小の仮割当評価値(min_eval)を初期化して最大の整数値(INT_MAX)とし(ステップＳ３０２)、各カゴ(30)の予測待ち時間テーブルを更新する(ステップＳ３０３)。予測待ち時間テーブルには、(階と方向で区別される)各乗場呼びに各カゴ(30)が応答すると仮定した場合の応答時間の予測値がセットされる。

次に、仮割当組合せの１番から最大番号まで、夫々の番号(N)毎に、以下に述べるステップＳ３０５〜ステップＳ３１０を実施する。このようなループ処理の開始、終了をステップＳ３０４、ステップＳ３１１として図示している。

仮割当に基づく全カゴ(30)の総走行距離を演算して「sumdist」とする(ステップＳ３０５)。また、上記仮割当に基づく利用者の乗場呼び待ち時間についても考慮するために、乗場呼び待ち時間の２乗和を算出して「sumwt」とし(ステップＳ３０６)、これら総走行距離(sumdist)と待ち時間の２乗和(sumwt)の和を仮割当評価値(eval)とする(ステップＳ３０７)。なお、このとき、待ち時間の２乗和については、係数αを乗じて重み付けすることができる。係数αを大きくするほど、待ち時間が重み付けされて、待ち時間の短縮を重視した評価となり、係数αを小さくするほど、走行距離を重視した評価となる。

演算された仮割当評価値(eval)が、先に求められた最小の仮割当評価値(min_eval)よりも小さければ(ステップ３０８のＹｅｓ)、最小の仮割当評価値(min_eval)を仮割当評価値(eval)で置き換えて(ステップＳ３０９)、仮割当組合せ番号(N)を最適割当組合せ番号(Nbest)とする(ステップＳ３１０)。

仮割当組合せの最大番号までループ処理(ステップＳ３０４〜ステップＳ３１１)を終了すると、本サブルーチン図９は終了して再びフローチャート図７に戻る。
得られた最小仮割当評価値(min_eval)となる最適割当組合せ(仮割当組合せ番号Nbest)について、乗場呼び割当手段(46)は、前記ステップＳ１０５にて対象とされた未割当乗場呼び(target)が割り当てられた仮割当カゴを「acar」として(ステップＳ１０８)、該カゴ(acar)に仮割当された全ての乗場呼びを割り当てる(ステップＳ１０９)。ただし、他の各カゴに仮割当された乗場呼びは、各カゴに割り当てない。

上記割り当てられた乗場呼びに基づいて、カゴ(acar)を運行させることで、対象となる乗場呼び(target)をサービスしながら、仮割当評価値(eval)を最小(min_eval)とすることができる。

上記のように、本発明のエレベータ群管理制御装置(40)及び群管理制御方法によれば、乗場呼びを一旦保留することで、エレベータシステム(10)の節電を図ることができる。また、最大保留時間(T)の設定にカゴ(30)の積載荷重などを考慮することで、利用者の利便性の低下を防ぎつつ、効率のよいカゴ(30)の運行を行なうことができる。

なお、図７に基づく運行を行なっている途上で、カゴ(30)の現在階、運転方向と同一な階、方向の乗場呼びが乗場呼び保留手段(42)に保留されている場合や、新規乗場呼びが発生し、その階、方向と同一な現在階、運転方向のカゴがあった場合に、これらの乗場呼びを即時割当とすることにしたフローチャート図１０と図１１について以下説明する。

図１０の同一階割当処理は、いずれかのカゴ(30)の現在階又は運転方向が変化したときにコールされ(ステップＳ４０１)、そのカゴの現在階、運転方向と同一な階、方向の乗場呼びが乗場呼び保留手段(42)に保留されている場合に、乗場呼びを即時割当する処理である。

カゴ(30)の現在階、運転方向が変化すると、そのカゴの情報、即ち、号機番号を「car」、現在階を「fl」、現在方向を「dir」としてセットする(ステップＳ４０２)。

上記「fl」「dir」と同一な階、方向の未割当乗場呼びの有無が有るかどうかを検出し(ステップＳ４０３)、そのような未割当乗場呼びがある場合には(ステップＳ４０３のＹｅｓ)、その未割当乗場呼びを「target」とし(ステップＳ４０４)、割当対象である「target」となった未割当乗場呼びを含む全ての未割当乗場呼びのカゴ(30)への割当処理を行なう(ステップＳ４０５〜ステップＳ４０７)。なお、この処理は、フローチャート図７のステップＳ１０６〜ステップ１０８と同様の要領で行なうことができる。

ステップＳ４０６で得られた最小仮割当評価値(min_eval)となる最適割当組合せ(仮割当組合せ番号Nbest)について、前記未割当乗場呼び(target)が割り当てられた仮割当カゴを「acar」とする(ステップＳ４０７)。このとき、該カゴ(acar)が、前記した現在階又は運転方向が変化した号機番号の「car」であれば(ステップＳ４０８のＹｅｓ)、最適割当組合せ(Nbest)の中から「acar」に仮割当されている前記未割当乗場呼び(target)を含む全ての乗場呼びを割り当てる(ステップＳ４０９)。

前記未割当乗場呼び(target)が割り当てられた仮割当カゴ(acar)が、前記した現在階又は運転方向が変化した号機番号の「car」と一致しないのであれば(ステップＳ４０８のＮｏ)、この未割当乗場呼びは、保留されて他の最適なカゴに割当されることとなり、前述の乗場呼び割当処理(図７)に沿って処理されることとなる。

図１１の新規乗場呼び割当処理は、新規乗場呼びが受け付けられ、その階、方向と同一な現在階、運転方向のカゴがあった場合にコールされ(ステップＳ５０１)、その新規な乗場呼びを即時割当する処理である。

新規の乗場呼びが登録されると、その新規乗場呼びの入力階と行先方向を、夫々「fl」、「dir」としてセットする(ステップＳ５０２)。

次に、現在階が「fl」、運転方向が「dir」(又は方向なし)であるカゴの有無を判定し(ステップＳ５０３)、該当するカゴが有る場合には(ステップＳ５０３のＹｅｓ)、該当する階「fl」と方向「dir」の新規な未割当乗場呼びを「target」とする(ステップＳ５０４)。

続いて、フローチャート図７のステップＳ１０６〜ステップＳ１０８と同様の要領で、上記した未割当乗場呼びを含む仮割当組合せを作成して、乗場呼びの割当を実行する(ステップＳ５０５〜ステップＳ５０７)。

ステップＳ５０７で、最適割当組合せにおいて新規の未割当乗場呼び(target)が仮割当されているカゴ(acar)の現在階が「fl」、かつ運転方向が「dir」(又は方向なし)であれば(ステップＳ５０８のＹｅｓ)、最適割当組合せ(Nbest)の中から「acar」に仮割当されている前記新規の未割当乗場呼び(target)を含む全ての乗場呼びを割り当てる(ステップＳ５０９)。

最適割当組合せにおいて新規の未登録割当乗場呼び(target)が仮割当されているカゴ(acar)の現在階が「fl」でないか、又は運転方向が「dir」(又は方向なし)ではない場合には(ステップＳ５０８のＮｏ)、この未割当乗場呼びは、保留されて他の最適なカゴに割当されることとなり、前述の乗場呼び割当処理(図７)に沿って処理されることとなる。

表１に示す条件で、本発明のエレベータ群管理制御装置(40)を採用したエレベータシステム(10)と、従来の即時割当による群管理制御を採用したエレベータシステムについて、消費電力量と利用者の平均待ち時間のシミュレーションを実施した。

・シミュレーション方法
表１のエレベータの群管理システムには、呼びの発生やエレベータの運行状況などが日々記録・蓄積されている。この蓄積された交通データを基に、シミュレーション装置において、実際のビルの１日の交通流を再現してシミュレーションを実施した。
シミュレーションに組み込まれている消費電力量の評価式により、シミュレーション上のエレベータ動作に伴う消費電力量を算出した。また、平均待ち時間についても算出した。

図１２に、本シミュレーションの結果を示す。なお、縦軸は１日の消費電力量(kWh/日)、横軸は利用者一人当たりの平均待ち時間(秒)である。
発明例のエレベータシステムについては、最大保留時間の上限値(Tmax)を０秒としたシミュレーション、５秒としたシミュレーション等、０秒から９０秒の間で５秒刻みで変化させ、１９個のシミュレーション結果を得た(「Tmax=0sec.」〜「Tmax=90sec.」の各点)。
このうちTmaxを０秒としたシミュレーションは、従来のエレベータシステム(即時割当方式)に相当するものである。これについては、４台のカゴを全部運行させた場合(「Tmax=0sec.」＝「4 cars」の点)以外に、間引き運転ということで１台を休止させた場合(「3 cars」の点)や、２台を休止させた場合(「2 cars」の点)についてもシミュレーションを実施した。

図１２で「Tmax=0sec.」の点を見て、平均待ち時間と消費電力量が「２２秒、60kWh/日」であるのに対し、「Tmax=25sec.」の点(「Tmax=20sec.」と「Tmax=30sec.」の間にある点)を見ると「３１秒、46kWh/日」である。両者を比較すると、後者では平均待ち時間が９秒増加するけれども、消費電力量は14kWh/日削減する。この比較を一つの基準にすると、「平均待ち時間が９秒も増加するのは不満なので、Tmaxが25sec.よりも小さい点を選択する」とすることもできるし、「消費電力量は14kWh/日よりもっと削減したく、平均待ち時間が９秒よりも増加する点は我慢するので、Tmaxが25sec.よりも大きい点を選択する」とすることもできる。

上記のように、本発明によれば、未割当乗場呼び最大保留時間の上限値(Tmax)の制御パラメータを調整することで、消費電力量の削減と輸送性能のバランスをきめ細かく調整することができる。

ちなみに以下では、従来のエレベータシステム(即時割当方式)のままで運行台数を削減した場合と、本発明のエレベータシステムを採用した場合とを比較してみることにする。図１２を参照すると、従来のエレベータシステムについて、４台のカゴのうち、１台を休止させると、消費電力量は１日当たり約８ｋＷｈ削減できることがわかる(4 carsと3 carsの比較)。一方、１台を休止させると、平均待ち時間は約１０秒増加する。一方、「Tmax=25sec.」の点を見ると、平均待ち時間は3 carsとほぼ同等で、消費電力量は4 carsよりも約１５ｋＷｈ低い。

従って、１台を休止させた場合のサービス水準低下、すなわち平均待ち時間１０秒増加を許容できるのであれば、本発明のエレベータシステム(10)を採用することで、１日当たりの消費電力量を約７ｋＷｈ削減できることがわかる。

また、１台休止させた場合の消費電力量の削減、すなわち約８ｋＷｈの消費電力量削減を目標にするのであれば、本発明のエレベータシステム(10)を採用することで(「Tmax=10sec.」と「Tmax=20sec.」の間にある点)、平均待ち時間の増加は従来の４台運行に比して約６秒程度に抑えられることがわかる(4 carsの２２秒に対し、２８秒。3 carsでは３２秒)。

上記のように、本発明によれば、カゴの運行台数を単に削減する方法に比べて、エレベータ輸送サービス水準の低下を抑えながら、より多くの消費電力量削減効果を得ることができる。

本発明は、利用者の利便性の低下を抑えつつ効果的に節電を図ることのできるエレベータ群管理制御装置及び群管理制御方法として有用である。

(10) エレベータシステム
(20) エレベータ
(30) カゴ
(35) カゴ制御装置
(40) エレベータ群管理制御装置
(41) 乗場呼び登録手段
(42) 乗場呼び保留手段
(43) 要確定乗場呼び検出手段
(44) 仮割当作成手段
(45) 最適割当選択手段
(46) 乗場呼び割当手段

Claims (20)

1. 複数の階床にサービス可能なカゴ群を制御し、乗場呼びをカゴ群に属する何れかのカゴに割り当てるエレベータ群管理制御装置であって、
   乗場呼びを受け付ける乗場呼び登録手段と、
   該乗場呼び登録手段で受け付けられた乗場呼びを保留する乗場呼び保留手段と、
   該乗場呼び保留手段に保留された未割当乗場呼びの中で、受付時点からの経過時間が予め設定された最大保留時間に達した乗場呼びである要確定乗場呼びの有無を検出する要確定乗場呼び検出手段と、
   を具え、前記要確定乗場呼び検出手段にて前記要確定乗場呼びが検出されると、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てることを特徴とするエレベータ群管理制御装置。
2. 前記要確定乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ群に仮割当した仮割当組合せを作成する仮割当作成手段と、
   前記仮割当組合せに沿ってカゴ群を全ての未割当乗場呼びにサービスさせたと想定して演算した仮割当評価値に基づいて仮割当組合せを最適割当組合せとして選択する最適割当選択手段と、
   該最適割当組合せに沿って、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てる乗場呼び割当手段と、
   を具える請求項１に記載のエレベータ群管理制御装置。
3. 仮割当作成手段は、カゴの現在階及び運転方向と同一な階及び方向を指し示す未割当乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ群に仮割当した仮割当組合せを作成する、請求項２に記載のエレベータ群管理制御装置。
4. 乗場呼び割当手段は、前記最適割当組合せの中で、要確定乗場呼びを仮割当したカゴに対してはそのカゴに仮割当した全ての未割当乗場呼びを割り当て、その他のカゴに対しては未割当乗場呼びを割り当てない、請求項２又は請求項３に記載のエレベータ群管理制御装置。
5. 乗場呼び割当手段により、割り当てられなかった前記未割当乗場呼びは、乗場呼び保留手段に保留される請求項２乃至請求項４の何れかに記載のエレベータ群管理制御装置。
6. 最適割当選択手段は、カゴ群のサービスに必要な総消費電力量を前記仮割当評価値として演算する、請求項２乃至請求項５の何れかに記載のエレベータ群管理制御装置。
7. 最適割当選択手段は、カゴ群のサービスに必要な各カゴの走行距離の総和を前記仮割当評価値として演算する、請求項２乃至請求項５の何れかに記載のエレベータ群管理制御装置。
8. 最適割当選択手段は、カゴ群のサービスに必要な各カゴの走行時間の総和を前記仮割当評価値として演算する、請求項２乃至請求項５の何れかに記載のエレベータ群管理制御装置。
9. 最適割当選択手段は、さらに利用者の待ち時間を考慮して前記仮割当評価値を演算する、請求項２乃至請求項８の何れかに記載のエレベータ群管理制御装置。
10. 要確定乗場呼び検出手段は、カゴ群の運行状況や混雑状況に応じて最大保留時間を変化させる、請求項１乃至請求項９の何れかに記載のエレベータ群管理制御装置。
11. 複数の階床にサービス可能なカゴ群を制御し、乗場呼びをカゴ群に属する何れかのカゴに割り当てるエレベータ群管理制御方法であって、
    乗場呼びを受け付ける乗場呼び登録ステップ、
    受け付けられた乗場呼びを保留する乗場呼び保留ステップ、
    保留された未割当乗場呼びの中で、受付時点からの経過時間が予め設定された最大保留時間に達した乗場呼びである要確定乗場呼びの有無を検出する要確定乗場呼び検出ステップ、
    を有し、前記要確定乗場呼び検出ステップにて前記要確定乗場呼びが検出されると、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てることを特徴とするエレベータ群管理制御方法。
12. 前記要確定乗場呼び検出ステップにて要確定乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ群に仮割当した仮割当組合せを作成する仮割当作成ステップ、
    前記仮割当組合せに沿ってカゴ群を全ての未割当乗場呼びにサービスさせたと想定して演算した仮割当評価値に基づいて仮割当組合せを最適割当組合せとして選択する最適割当選択ステップ、及び、
    該最適割当組合せに沿って、少なくとも前記要確定乗場呼びを含む未割当乗場呼びをカゴ群に割り当てる乗場呼び割当ステップ、
    を含んでいる請求項１１に記載のエレベータ群管理制御方法。
13. 仮割当作成ステップは、カゴの現在階及び運転方向と同一な階及び方向を指し示す未割当乗場呼びが検出されると、全ての未割当乗場呼びをカゴ群に仮割当した仮割当組合せを作成する、請求項１２に記載のエレベータ群管理制御方法。
14. 乗場呼び割当ステップは、前記最適割当組合せの中で、要確定乗場呼びを仮割当したカゴに対してはそのカゴに仮割当した全ての未割当乗場呼びを割り当て、その他のカゴに対しては未割当乗場呼びを割り当てない、請求項１２又は請求項１３に記載のエレベータ群管理制御方法。
15. 乗場呼び割当ステップにて割り当てられなかった前記未割当乗場呼びは、乗場呼び保留手段に保留される請求項１２乃至請求項１４の何れかに記載のエレベータ群管理制御方法。
16. 最適割当選択ステップは、カゴ群のサービスに必要な総消費電力量を前記仮割当評価値として演算する、請求項１２乃至請求項１５の何れかに記載のエレベータ群管理制御方法。
17. 最適割当選択ステップは、カゴ群のサービスに必要な各カゴの走行距離の総和を前記仮割当評価値として演算する、請求項１２乃至請求項１５の何れかに記載のエレベータ群管理制御方法。
18. 最適割当選択ステップは、カゴ群のサービスに必要な各カゴの走行時間の総和を前記仮割当評価値として演算する、請求項１２乃至請求項１５の何れかに記載のエレベータ群管理制御方法。
19. 最適割当選択ステップは、さらに利用者の待ち時間を考慮して前記仮割当評価値を演算する、請求項１２乃至請求項１８の何れかに記載のエレベータ群管理制御方法。
20. 要確定乗場呼び検出ステップは、カゴ群の運行状況や混雑状況に応じて最大保留時間を変化させる、請求項１１乃至請求項１９の何れかに記載のエレベータ群管理制御方法。

Images