高層商務(wù)樓電梯智能控制方法探討

摘#8195;要 本文針對電梯系統(tǒng)的原理及高層商務(wù)樓的使用特點，通過合理假設(shè)，提出電梯的智能控制方法。分別介紹單轎廂和雙轎廂運行系統(tǒng)，并按高峰期和非高峰期做具體說明，模擬仿真實際情況下電梯運送乘客的動態(tài)變化，比較電梯運行效率，最后根據(jù)層數(shù)的單雙號和層數(shù)段相結(jié)合的方法，確定合理的電梯運行管理方案。

關(guān)鍵詞 單雙轎廂；模擬仿真；電梯運行效率

中圖分類號 TP 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0158-01

隨著現(xiàn)代商業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大和交流日益頻繁，在人流量較大的高層商業(yè)樓的電梯門口經(jīng)常出現(xiàn)排長隊的現(xiàn)象。因為電梯運行效率較低而浪費乘客寶貴時間，故提高電梯系統(tǒng)的運行效率至關(guān)重要。建立一個合適的單轎廂客梯系統(tǒng)的運行方案，盡可能地提高電梯系統(tǒng)的運行效率至關(guān)重要。如果將客梯設(shè)計改為雙轎廂電梯，這兩種電梯系統(tǒng)的運行方案各具優(yōu)劣性，在運行的高峰期與非高峰期，兩種電梯系統(tǒng)運行效率也不盡相同。

1 電梯分工及運行范圍

假設(shè)此高層商務(wù)樓，設(shè)計地上層數(shù)為28層，地下停車樓2層，每層的建筑面積為1#8198;500平方米，樓內(nèi)有7個電梯井道，其中一個電梯井道用于安裝消防電梯，其余的均設(shè)計為客梯使用。所以主要通過6個客梯（3個一組在一層內(nèi)均勻布局），來比較不同運行方式的優(yōu)劣，但由于乘客選擇電梯的隨機(jī)性，將消防電梯視作對乘客流量的一種分流。6個主要客梯除特殊情況外，不會停到地下，只有消防電梯可以正常到地下層運行。這種分工既不會在方案比較過程中有太大影響，而且消防電梯還可以用于乘載樓下地下層的少量乘客。

2 單轎廂運行系統(tǒng)

2.1 高峰期單轎廂電梯運行方案

高峰期為上下班時期，等候電梯的人流最集中的時間段，這個時間段內(nèi)需要盡快把乘客運到各自的辦公層，是電梯運行效率高低的主要體現(xiàn)，故本文以上班為例：本文假定，在此階段，下樓的乘客以及從非一層上樓的乘客極少（未考慮地下車庫），這種情況與計算機(jī)中的磁盤調(diào)度中單向循環(huán)掃描算法相類似， 故用單向循環(huán)掃描算法模擬此時期運載狀況。

單向循環(huán)掃描算法應(yīng)用到電梯載人思想：考慮到上班高峰期時下行人數(shù)與上行人數(shù)相比為極少數(shù)，因此假定高峰期階段6部載客電梯都看作是單向通行，以上班高峰期為例，電梯運行路線先滿足所有上樓請求的乘客，運行到不同目的地后，立即返回到首層，不接受下行請求，接著再次向上運行，構(gòu)成循環(huán)。但按照實際情況考慮，仍有少量乘客需要下行，所以將消防電梯作為機(jī)動電梯，運送少數(shù)的下行乘客與地下室上行的少量乘客。單向通行的運行時間可利用首次單循環(huán)算法在數(shù)學(xué)軟件中進(jìn)行計算。

由于電梯運行一個周期，其?？看螖?shù)即?？繒r下電梯的乘客數(shù)是無規(guī)律的，但其最大?？看螖?shù)max ting是一個與最高停靠層max c、最低?？繉觤in c和運載人數(shù)numr相關(guān)的函數(shù)，可表達(dá)為：

max ting=min（max c-min c，numr）

故停靠次數(shù)ting為區(qū)間（1，max ting）內(nèi)的任意整數(shù)。

提高電梯的運行效率主要因素為電梯的運行速率和電梯的?？看螖?shù)，由于一般電梯的v=1.6 m/s，故減少電梯?？看螖?shù)是這個電梯運行方案的主要目的。 采用這種循環(huán)算法，上樓請求需要的時間縮短，不用再等待下樓人請求所需的時間，及時的將所有在一層等待的乘客快速運至目的地，盡快疏散等候區(qū)的乘客為目標(biāo)，更具實際意義。

2.2 非高峰期單轎廂電梯的運行方案

在非高峰期間，乘坐電梯的乘客數(shù)、乘客的等待電梯的層號和所要去的層號數(shù)都是隨機(jī)變化的，故需要采用隨機(jī)模擬這個各量變化。采用計算機(jī)模擬這整個過程，循環(huán)1#8198;000次，分為十組，得到非高峰期乘客平均等待時間。

3 雙轎廂運行系統(tǒng)

3.1 高峰期時雙轎廂電梯運行方案

首先考慮較為簡單的情況，兩轎廂不獨立運行，即兩個轎廂合在一起，?？繉訑?shù)分別為y和y+1，如此我們用單轎廂電梯的單雙層載客算法模擬此過程。與單轎廂相比，雙轎廂的載客量明顯增多，運載量可達(dá)單轎廂運行時的2倍，但通過計算發(fā)現(xiàn)在高峰期6個雙轎廂電梯不會全部滿載， 本文在單轎廂算法的基礎(chǔ)上將裝載人數(shù)范圍變?yōu)閞'∈（12，24]，同時停靠次數(shù)確定為14次，每次?？堪聪绿萑藬?shù)最大的時間計算，經(jīng)數(shù)學(xué)軟件計算得每個乘客平均等待時間減少為0.86分鐘。在上班高峰期時乘客在各層下梯概率相同，所以用此可較為理想的模擬出兩轎廂單獨控制的模型。

3.2 非高峰期雙轎廂電梯運行方案

在非高峰期，雙轎廂獨立牽引系統(tǒng)電梯可將單號電梯至于地下底部停止使用，用單一轎廂運送乘客即可，效率與單轎廂類似。

如圖1中（a）為正常狀態(tài)兩梯都可自由運動示意圖（b）為高峰期時兩梯同時運動示意圖，（c）為非高峰期只開一個轎廂示意圖

圖1 雙轎電梯使用模式圖

4 電梯運行管理方案

根據(jù)上下班高峰期人流分布的情況和單廂電梯的運行特點，本文用計算機(jī)模擬實際電梯乘客變化情況，計算乘客的平均等待時間tave。由于在整個過程中，等待電梯人數(shù)在可能小于電梯的額定承載量和大于電梯的額定承載量的情況，即電梯每次運送的乘客數(shù)是一個關(guān)于電梯額定承載數(shù)和這時等待電梯的乘客數(shù)函數(shù)，故電梯每次運載人數(shù)為：

numr=min（rdt，r）式中，rdt為電梯的額定承載人數(shù)。

經(jīng)過仿真模擬計算得出，在無任何優(yōu)化時，乘客的平均等待時間為2.01分；在單雙號方案運行下，乘客平均等待時間為1.74分；在分區(qū)段運行方案下，乘客平均等待時間為1.36分；在單雙號和區(qū)段運行并行方案下，乘客等平均等待時間為1.31分。在同樣的方案下，若雙轎廂電梯代替單廂電梯，高峰期時，乘客的平均等待時間為0.86分，效率提高了39%；在非高峰期，也能較好地使乘客等待時間較少，平均時間為20.2秒。故雙轎廂電梯在客流量高峰期時更能明顯體現(xiàn)電梯的運行效率。

隨著電梯技術(shù)的不斷進(jìn)步和中外合資企業(yè)的發(fā)展，各大企業(yè)普遍重視了電梯新技術(shù)的應(yīng)用和自主開發(fā)能力的提高。高層商務(wù)樓電梯管理也是企業(yè)建設(shè)發(fā)展中的一部分，合理的智能電梯系統(tǒng)能提高電梯的運行效率，可以節(jié)省企業(yè)人員的時間，提高工作效率等。智能建筑技術(shù)的發(fā)展與普及，電梯業(yè)作為建筑業(yè)的重要產(chǎn)業(yè)，顯得越來越重要，對于電梯技術(shù)的深入研究有著非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]湯小丹.計算機(jī)操作系統(tǒng)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2007.

[2]李中光.提高電梯運行效率的措施[M].陜西:陜西交通大學(xué)出版社，2004.

作者簡介

李佳鴻，就讀于黑龍江省哈爾濱市東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，本科生，中國共產(chǎn)

黨員。