KR100430230B1 - 엘리베이터의 군관리 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 건물에 복수대의 카가 병설된 엘리베이터 시스템에서 승강장 호출에 대해 카를 할당하는 기술에 관한 것으로, 이미 카에 탑승하여 카콜이 등록된 층으로 가고 있는 승객에 대해서도 서비스 질을 향상시키기 위하여, 카의 운전에 필요한 각종 상태신호 및 운전정보를 입력받는 제1과정과; 승강장 호출의 등록, 해제, 승강장 버튼의 점등 및 소 등의 판정을 수행함과 아울러 승강장 호출의 지속시간을 계산하는 제2과정과; 할당 가능한 모든 호기에 대하여 승강장콜이 등록된 후 해당 층에 도착하기까지의 도착예상시간을 연산하는 제3과정과; 카가 승강장콜이 등록된 층에서 출발하여 카콜이 등록된 목적층까지의 도착 예상시간을 연산하는 제4과정과; 상기 승강장콜 등록층 도착예상시간과 목적층 도착예상시간을 근거로 각 호기의 운행 소요시간과 평가치연산을 수행하고, 그 평가치를 근거로 최적의 호기를 할당하는 제5과정을 통해 최적의 호기를 할당하도록한 것이다.

Description

엘리베이터의 군관리 제어방법

본 발명은 한 건물에 복수대의 카가 병설된 엘리베이터 시스템에서 승강장 호출에 대해 카를 할당하는 기술에 관한 것으로, 특히 승강장 호출이 발생될 때 할당 대상이 되는 엘리베이터에 대한 평가치 연산을 통해 해당 호출에 대해 최적의 운행조건에 있는 카를 선정하여 서비스하도록한 엘리베이터의 군관리 제어방법에 관한 것이다.

한 건물에 복수대의 카가 병설되는 경우 통상적으로 효율적인 운행을 위해 군관리 운전을 실시하고 있으며, 이와 같은 군관리 운전의 일예로서 할당방식을 들 수 있다. 할당방식이란, 승강장콜이 등록되면 즉시 각각의 카에 대한 평가치를 연산하여 평가치가 가장 우수하게 나온 호기를 할당카로 선정하고, 그 할당카로 하여금 등록된 승장콜에 대해 서비스하도록 함으로써 대기시간의 단축 및 운전효율 향상을 도모하는 방식이다.

이때, 평가치 연산에는 일반적으로 승강장콜의 예측 대기시간이 사용되고 있다. 그리고, 만원 평가치 연산, 예보 빗나감의 예측치, 장시간 대기 승강장콜 발생 억제치 등이 고려되고 있다.

여기서, 예측 대기시간은 승강장콜의 계속시간(승강장콜이 등록된 후 현재까지의 경과시간)과 도착 예상시간(카가 현재의 위치에서 상기 승강장콜이 등록된 층에 도착하기까지의 소요시간의 예측치)을 가산하여 구한다. 그리고, 예측 대기시간을 종합평가치에 적용시킬 때에는 심리적 대기시간 평가방법을 사용한다. 이 심리적 대기시간 평가방법이란 예측 대기시간을 홀에서 기다리는 승객의 조급도(심리적인 초조감)로 환산한 것을 말한다. 대기시간을 근거로 평가하는 방식에는 대기시간 최단할당 방식, 장대기시간 최단할당 방식, 대기시간 분산 최소할당 방식, 장대기시간 분산 최소할당 방식, 평균대기시간 최단할당 방식 등이 있다.

대기시간 최단할당 방식이란 현재 발생한 승강장 호출에 대하여 가장 빨리 서비스할 수 있는 카를 할당하는 방법이다.

장대기시간 최단할당 방식이란 현재 발생한 승강장 호출에 대하여 할당하는 것에 의해 길어지는 타인의 장대기시간의 예측치가 최소가 되도록 카를 할당하는 방법이다.

대기시간 분산 최소할당 방식이란 현재 발생한 승강장 호출에 대하여 적당한 기간으로 서비스할 수 있는 카를 할당하는 방법이다.

장대기시간 분산 최소할당 방식이란 현재 발생한 승강장 호출에 대하여 타인의 장대기시간의 예측치가 적당치가 되도록 서비스할 수 있는 카를 할당하는 방법이다.

평균대기시간 최단할당 방식이란 현재 발생한 승강장 호출에 대하여 할당함으로써 변화하는 각 대기인원의 예측대기시간의 평균치가 최소가되는 카를 할당하는 방법이다.

만원 평가치 연산이란 카가 승강장콜이 등록된 층에 도착하였을 때, 카내의 예측 부하가 일정치를 넘을 것으로 예측되면 종합평가치에 부하에 비례하는 평가치를 더하여 다른 카가 할당되도록 하는 방식으로 만원통과를 방지하고 특정카에 승객이 집중하는 것을 방지하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 의한 군관리 엘리베이터의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 카(1)의 각종 운행정보를 받아들여 군관리 제어부(4)측으로 출력하고, 그 군관리 제어부(4)를 통해 획득한 결과를 이용하여 카(1)의 운행과 도어의 개폐동작을 제어하며, 그 외 카(1)내의 승객에게 운행정보를 안내하기 위해 카(1)내의 램프를 동작시키는 호기 제어부(2)와; 승객의 호출을 받아들여 상기 군관리 제어부(4)측으로 출력하고, 그 군관리 제어부(4)를 통해 획득한 결과에 따라서 홀에 대기하고 있는 승객에게 운행정보를 안내하기 위해 홀에 설치되어 있는 램프를 작동시키는 홀제어부(3)와; 정보입력부(4A), 학습부(4B), 승장 ⋅ 할당부(4C), 정보 출력부(4D)로 구성되어 상기 카(1)와 홀의 각종 정보를 받아들여 최적의 카(1)를 할당하고 그 결과를 출력하는 군관리 제어부(4)로 구성된 것으로, 이의 작용을 첨부한 도 2 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

입력 프로그램 수행루틴에서는 승강장 버튼신호, 카제어장치로부터의 상태신호(카의 위치 및 방향, 주행, 정지, 도어개폐신호, 카부하, 카호출, 승강장호출 취소신호 등)을 입력하는 수행루틴이다.

승강장 호출 등록 프로그램 수행루틴에서는 승강장 호출의 등록 및 해제, 승강장 버튼의 점등과 소등을 판정하고 승강장 호출의 계속시간을 계산하는 수행루틴이다.

도착예상시간 연산프로그램 수행루틴에서는 할당 가능한 호기가 1호기부터 N호기까지 있을 때, 새로이 등록된 승강장 호출에 대하여 1호기를 가할당하였을 때 각각의 호기에 대해서 각각의 승강장에 도착하게될 예상시간을 연산하고 이와 같은 연산을 N호기까지 반복적으로 연산하는 수행루틴이다.

상기에서 도착예상시간은 예측 대기시간과 승강장 호출 계속시간을 합한 시간이다. 예측 대기시간의 계산은 승강장콜이 등록될 때 카(1)의 현재 위치에서 목적층까지의 거리를 주행하는데 필요한 시간을 구하고, 도중에 카콜 또는 승강장콜로 인해 정지하여 소요되는 시간(주행시간)을 구하고, 이들 시간을 가산하여 구한다. 여기서, 층별 승강장콜 발생확률을 a(i) 로, 카콜 발생확률을 b(i) 로 나타내면 예측되는 정지시간 t(i) 는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

t(i)=a(i)×t_H+b(i)×t_C

단, i 는 층을 나타내며, t_H 는 승강장콜이 등록되어 있는 층에서의 정지시간으로서 보통 10초가 사용되며, t_C 는 카콜이 등록되어 있는 층의 정지시간이며 보통 10초 이하의 값이 사용된다. 그리고, 승강장콜이 등록되어 있는 층이라면 a(i) 는 1의 값을 갖고 b(i) 는 0의 값을 갖으며, 승강장콜이 등록되어 있지 않고 카콜이 등록되어 있는 층이라면 a(i) 는 0의 값을 갖고 b(i) 는 1의 값을 갖으며, 승강장콜도 카콜도 등록되어 있지 않은 층인 경우 a(i) , b(i) 는 학습을 통해 작성되는 데이터이다.

할당평가 프로그램 수행루틴에서는 만원 평가치, 예보 빗나감의 평가치 등을 연산하고, 상기에서 구한 도착예상시간을 근거로 평가치를 얻어 전체 평가치를 구한 후 가장 작은 평가치를 갖는 호기를 할당하는 수행루틴이다.

상기 만원 평가치의 계산은 층별로 예측되는 카(1)내의 부하로부터 얻어지며, 보통 부하의 값이 일정값을 넘게 되면 만원이 발생할 확률이 높아질 것으로 기대되어 해당 카(1)가 할당되기 어렵도록하는 역할을 한다. 상측방향으로 운행하고 있는 카(1)에 대해서, i 층에 대한 카(1)내의 예측부하 wu(i) 는, 예측 승차부하율을 winu(i) 로 나타내고, 예측하차부하율을 wotu(i) 로 나타내고, 카(1)의 현재층 m 에서 (i-1) 층까지 예측되는 승차부하를 wiiu(i) 로 나타내고 현재 부하를 w 로 나타내면 다음의 식과 같이 표현할 수 있다.

하측방향으로 운행하고 있는 카(1)에 대해서도 마찬가지로 나타낼 수 있다.

출력프로그램 수행루틴에서는 승강장버튼등 신호, 할당신호, 예보신호 등을 출력한다.

하지만, 상기와 같은 방법으로 카(1)를 서비스하는 경우 승강장에 대기하고 있는 승객에 대해서는 서비스 만족도를 높일 수 있지만 카(1)에 탑승한 승객에 대해서는 서비스 만족도가 떨어지게 되는데, 그 이유를 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

도 3에서, 1호기는 60%의 부하상태로 3개의 등록된 카콜에 서비스하기 위해 2층에서 상측방향으로 주행하고 있고, 2호기는 10%의 부하상태로 1개의 등록된 카콜에 서비스하기 위해 1층에서 상측방향으로 주행하고 있다. 이때, 7층에서 상측방향 승강장 호출이 발생하였다.

이러한 상황에서 기존의 할당방식으로 계산할 경우 도 4의 표에서 알수 있듯이 7층까지 도착 예상시간이 짧은 1호기가 할당된다.

그러나, 전체 승객의 만족도 측면에서 1호기의 할당이 적절한가에 대해 분석해보기 위해 도 5의 표에서와 같은 값들을 고려해볼 필요가 있다. 즉, 7층의 신규 승강장 호출에 대해서 1호기를 할당하게 되면 2호기를 할당하였을 때와 비교하여 목적층이 16, 12,8층인 1호기 내에 있는 60%의 승객들은 각각 10초씩 손해를 보게 되고, 7층 승강장에서 대기중인 승객들은 2초 이득을 보게 되며, 목적층이 9층인 2호기 내에 있는 10%의 승객들은 10초의 손해를 보게 된다.

반면, 2호기를 할당하게 되면 1호기를 할당하였을 때와 비교하여 목적층이 16, 12, 8층인 1호기내에 있는 승객들은 각각 10초의 이득을 보게 되고, 7층 승강장에서 대기하고 있는 승객들은 2초 손해를 보게 되며, 목적층이 9층인 2호기내의 승객들은 10초의 이득을 보게 된다.

상기 도 4 및 도 5에서 5%의 부하가 승객 1명의 부하량에 해당된다고 하고 16,12,8층에 하차하는 승객은 각각 20%라고 하고 또한 7층에서 2명의 승객이 대기하고 있다고 가정하고 승강장 대기시간과 목적층 도착예상시간을 같은 중요도로 생각한다면 승객 1인당 소요시간은 도 6의 표에서와 같이 얻어진다.

결과적으로, 1호기를 할당하는 것에 비해 2호기를 할당하는 것이 개개인의 승객당 평균소요시간이 6초씩 줄어들게 되어 전체 승객의 만족도를 높이게 되는 것이다. 또한, 심리적인 평가치를 고려하여 계산할 경우에도 2호기를 할당하는 것이 전체 승객의 만족도를 높이게 되는 결과를 초래한다.

도 6의 표에서 알수 있듯이 1호기를 할당하게 되면 목적층이 16층인 승객은 목적층까지 도착예상시간이 58초가 걸리게 되어 장시간 엘리베이터안에 있게 된다.

그러나, 2호기를 할당하게 되면 가장 장시간동안 엘리베이터 안에 있게 되는 승객은 역시 목적층이 16층인 승객으로 목적층 도착 예상시간이 48초가 되어 비교적 짧은 시간동안 주행하게 된다. 승객이 엘리베이터 밖에서 대기하고 있을때가 엘리베이터 안에 있을때의 편안한 정도에 비해 나을 경우에는 더욱더 2호기를 할당하는 것이 필요하게 된다. 도 7의 표는 도 6의 소요시간을 심리적인 평가치로 환산한 것으로 역시 2호기를 할당하는 것이 더 타당함을 알 수 있다.

이와 같이 종래기술에 의한 할당방법에 있어서는 새로이 승강장 호출이 등록된 승강장에서 대기하고 있는 승객과 이미 승강장 호출이 등록된 승강장에서 대기하고 있는 승객에 대해서만 서비스의 질을 향상시키도록 고려된 방식이기 때문에 그 승객에 대해서는 서비스 만족도를 향상시킬 수 있지만, 이미 카에 탑승하여 카콜이 등록된 층으로 가고 있는 승객에 대해서는 서비스의 질이 저하되는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 새로이 발생한 승강장 호출에 대해서 할당을 하는 경우 승강장에 대기하고 있는 승객뿐만 아니라 카 내의 승객의 서비스 만족도도 고려하여 엘리베이터를 이용하는 전체 승객의 서비스 만족도를 향상시킬 수 있도록한 엘리베이터의 군관리 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 군관리 엘리베이터의 블록도.

도 2는 종래기술에 의한 군관리 제어방법의 신호 흐름도.

도 3은 엘리베이터에서 홀부름이 발생한 예를 보인 설명도.

도 4는 부름층 도착예상시간의 예시표.

도 5는 목적층 도착예상시간의 예시표.

도 6은 승객의 운행 소요시간을 예시적으로 보인 표.

도 7은 승객의 심리적인 평가치를 예시적으로 보인 표.

도 8은 본 발명에 의한 군관리 제어방법의 신호 흐름도.

도 9는 도 8에서 목적층 도착예상시간의 연산과정에 대한 상세 신호 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 카 2 : 호기 제어부

3 : 홀 제어부 4 : 군관리 제어부

4A : 정보 입력부 4B : 학습부

4C : 승장 ⋅ 할당부 4D : 정보 출력부

본 발명의 목적을 달성하기 위한 엘리베이터의 군관리 제어방법은 승강장 버튼신호 및 카의 운전에 필요한 각종 상태신호를 입력받고, 학습부로 부터 예측승강장콜 발생률, 예측카콜 발생률, 예측승차부하, 예측하차부하, 등에 대한 정보를 입력받는 제1과정과; 승강장 호출의 등록, 해제, 승강장 버튼의 점등 및 소 등의 판정을 수행함과 아울러 승강장 호출의 지속시간을 계산하는 제2과정과; 할당 가능한 모든 호기에 대하여 승강장콜이 등록된 후 해당 층에 도착하기까지의 도착예상시간을 연산하는 제3과정과; 카가 승강장콜이 등록된 층에서 출발하여 카콜이 등록된 목적층까지의 도착 예상시간을 연산하는 제4과정과; 상기 제3과정에서 구한 승강장콜 등록층 도착예상시간과, 상기 제4과정에서 구한 목적층 도착예상시간으로 부터 운행 소요시간과 할당 평가치를 구하여 그 평가치를 근거로 최적의 호기를 할당하는 제5과정으로 이루어진다.

상기 본 발명에 의한 군관리 제어방법이 적용되는 엘리베이터의 하드웨어 구성은 기본적으로 도 1의 종래기술에서와 동일하지만, 승장 ⋅ 할당부(4C)가 승강장 호출 등록수단, 도착예상시간 연산수단, 할당수단 등으로 구성되며, 상기 도착예상시간 연산수단에는 카내 승객의 목적층 도착예상시간 연산수단이 추가되고, 할당수단에는 마찬가지로 카내 승객의 평가치 연산수단이 추가되는 구성을 갖는다는 것이 다른 점이다.

이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

입력프로그램 수행루틴에서는 승강장 버튼신호, 카제어장치로 부터의 상태신호(카의 위치 및 방향, 주행, 정지, 도어 개폐신호, 카부하, 카호출, 승강장호출 취소신호 등)를 입력받으며, 예측승강장콜 발생률, 예측카콜 발생률, 예측승차부하, 예측하차부하, 등에 대한 정보를 학습부(4B)로 부터 입력받는다.

승강장 호출 등록 프로그램 수행루틴에서는 승강장 호출의 등록, 해제, 승강장 버튼의 점등 및 소 등의 판정을 수행함과 아울러 승강장 호출의 계속시간을 계산한다.

도착예상시간 연산프로그램 수행루틴은 승강장콜이 등록된 후 해당 층에 도착하기까지의 승강장콜 등록층 도착예상시간 연산프로그램 수행루틴과, 카가 승강장콜이 등록된 층에서 출발하여 카콜이 등록된 목적층까지의 목적층 도착 예상시간 연산프로그램 수행루틴으로 구별된다.

상기 승강장콜 등록층 도착예상시간의 연산프로그램 수행루틴은 기존의 방식과 동일한 방법으로 처리된다.

목적층 도착예상시간의 연산프로그램 수행루틴에서는 승강장콜이 등록된 층에 카가 도착한 후 일정시간동안 발생한 카콜에 대해서 카콜이 등록된 층까지의 도착예상시간을 구한다. 목적층 도착예상시간은 카(1)가 승강장콜이 등록된 층에서 출발한 후 현재까지의 시간과 카(1)가 카콜이 등록된 층에 도착할 때까지 소요되는 시간의 합이며, 도 9는 이와 같은 목적층 도착예상시간 연산과정에 대한 처리단계를 나타낸 것이다.

목적층도착예상시간 = 출발후 경과시간 + 카콜등록층도착예상시간

카콜 등록층 도착예상시간의 계산은 승강장콜 도착예상시간의 계산과 마찬가지 방법으로, 카(1) 위치에서 목적층까지의 거리를 주행하는 필요한 시간(주행시간)을 구하고, 도중에 카콜 또는 승강장콜로 정지하여 소요되는 시간(정지시간)을 구하고, 이들 시간을 가산하여 구한다. 여기서 층별 승강장콜 발생확률을 a(i) 로, 카콜 발생확률을 b(i) 로 나타내면 예측되는 정지시간 t(i) 는 중래기술에서 언급한 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

할당평가 프로그램 수행루틴에서는 만원 평가치, 예보 빗나감의 평가치 등을 연산하고, 도착예상시간 프로그램 수행루틴에서 구한 승강장콜 등록층 도착예상시간과 목적층 도착예상시간으로 부터 소요시간과 평가치를 구한다.

상기 소요시간 평가치는 예측승차부하와 예측하차부하를 고려하여, 예측승차부하가 클때는 예측 승차부하에 비례하는 가중치를 두어 승강장콜 등록층 도착예상시간의 평가치를 구하고, 예측하차부하가 클때에는 예측하차부하에 비례하는 가중치를 두어 목적층 도착예상시간의 평가치를 구한다. 여기서, 가중치는 부하를 승객인원수로 환산한 것으로 도 7의 표에 나타나 있다.

만원평가치와 예보빗나감의 평가치 등 각종 평가치는 기존의 방식대로 구한다.

이상의 평가치를 전부 더하여 어느 호기를 할당하였을 때 종합평가치가 가장 작게 나타나는가를 찾는 것이다.

출력 프로그램 수행루틴에서는 기존의 방식과 마찬가지로 승강장버튼신호, 할당신호, 예보신호 등을 출력한다.

본 발명에서 도착예상시간의 평가치를 구할 때 예측 승차부하와 예측 하차부하에 따른 가중치는 여러 가지로 사용할 수 있다. 즉, 상기의 설명에서와 같이 부하를 승객인원수로 환산하여 가중치로 사용할 수도 있고, 부하가 0~10%일때는 2, 10~20%일때는 3, 30~45%일때는 4, 45~60%일때는 5, 60% 이상일때는 6을 가중치로 사용할 수도 있고 %부하를 w라고 할 때 함수 f(w) 를 다음의 식과 같이 구하여 사용할 수 있으며 그외의 여러 가지 방법으로 사용할 수 있다.

f(w)=exp(w/100) for w>1

그리고, 목적층 도착예상시간의 평가치는 승강장콜 등록층 도착예상시간에 대하여 1:1, 3:2, 3:1 등 여러 가지 비율로 더하여 종합평가치에 적용할 수 있다.

그리고, 목적층 도착예상시간에서 승강장콜이 등록된 층에서 출발하여 현재까지 경과한 시간을 빼고 현재로 부터 카콜이 등록된 층에 도착하기까지의 예상시간만을 평가치연산에 적용할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 카내 승객의 만족도를 고려하여 평가치를 연산하고 그 평가치를 전체 평가치에 합산함으로써 카내의 승객을 포함하여 엘리베이터를 이용하는 전체 승객에 대한 서비스 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 출발층에서 목적층까지 주행하는데 소요되는 시간이 단축되기 때문에 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 카의 운전에 필요한 각종 상태신호 및 운전정보를 입력받는 제1과정과; 승강장 호출의 등록, 해제, 승강장 버튼의 점등 및 소 등의 판정을 수행함과 아울러 승강장 호출의 지속시간을 계산하는 제2과정과; 할당 가능한 모든 호기에 대하여 승강장콜이 등록된 후 해당 층에 도착하기까지의 도착예상시간을 연산하는 제3과정과; 카가 승강장콜이 등록된 층에서 출발하여 카콜이 등록된 목적층까지의 도착 예상시간을 연산하는 제4과정과; 상기 승강장콜 등록층 도착예상시간과 목적층 도착예상시간을 근거로 각 호기의 운행 소요시간과 평가치연산을 수행하고, 그 평가치를 근거로 최적의 호기를 할당하는 제5과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 군관리 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 도착예상시간으로 부터 평가치연산을 수행할 때 부하에 비례하는 가중치를 적용하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 군관리 제어방법.

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