基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的電梯調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

崔玲玲 ， 鄒佳鑫

（蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院，江蘇 蘇州 215411）

0 前言

隨著社會(huì)的進(jìn)步，高層建筑和智能化樓宇不斷出現(xiàn)，作為智能樓宇重要組成部分的運(yùn)輸工具電梯得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，人民群眾對(duì)電梯的服務(wù)質(zhì)量也提出了越來(lái)越高的要求[1]。在高層社區(qū)、商務(wù)寫字樓、醫(yī)院住院大樓等人員密集場(chǎng)所，單部電梯已不能滿足用戶的需求，一般都會(huì)在一樓安裝多部電梯，目前的電梯系統(tǒng)存在候梯人數(shù)不確定及召喚產(chǎn)生隨機(jī)性的難點(diǎn)，影響著電梯運(yùn)行規(guī)則、策略的準(zhǔn)確運(yùn)用。

“互聯(lián)網(wǎng)+”下的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等創(chuàng)新思維與技術(shù)的發(fā)展，為樓宇行業(yè)向新趨勢(shì)邁進(jìn)提供了新契機(jī)?；谝苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能電梯調(diào)度系統(tǒng)平臺(tái)用于減少電梯的等待時(shí)間而提出一種基于手機(jī)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的主動(dòng)預(yù)約式電梯調(diào)度方案，在傳統(tǒng)電梯技術(shù)方案基礎(chǔ)上增加與乘客的信息互動(dòng)反饋以獲取交通流量數(shù)據(jù)[2]。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通過(guò)綜合當(dāng)前時(shí)刻流量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，以實(shí)現(xiàn)最高效率調(diào)度電梯、優(yōu)化電梯運(yùn)行路徑、節(jié)約電梯能耗。

1 電梯調(diào)度系統(tǒng)的總架構(gòu)方案

樓宇電梯、移動(dòng)終端、服務(wù)器、控制器、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)關(guān)等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)形成統(tǒng)一系統(tǒng)，即時(shí)通訊，實(shí)現(xiàn)客戶乘梯的信息智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一體化[3]。

1）通過(guò)客戶端實(shí)現(xiàn)調(diào)度電梯、提前預(yù)約電梯、電梯位置查看、電梯人數(shù)監(jiān)視、遠(yuǎn)程預(yù)約和到站提醒?？蛻舳税ㄊ謾C(jī)客戶端和電腦Web端，手機(jī)客戶端為內(nèi)置的APP軟件，所述手機(jī)客戶端和電腦Web端與云端服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通。

2）ZigBee協(xié)調(diào)器與智能網(wǎng)關(guān)建立無(wú)線連接，智能網(wǎng)關(guān)依次通過(guò)路由器和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)與云端服務(wù)器連接。

3）云端服務(wù)器對(duì)智能網(wǎng)關(guān)上傳的數(shù)據(jù)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)和分析，實(shí)時(shí)監(jiān)控所有電梯的運(yùn)行情況，并通過(guò)通信網(wǎng)關(guān)與智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)建立通信連接，進(jìn)行信息傳送。

4）智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)分析出最佳?？亢瓦\(yùn)行時(shí)間，合理規(guī)劃乘梯時(shí)刻，與分控系統(tǒng)建立通信連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的調(diào)度。

5）分控系統(tǒng)接收總控系統(tǒng)的調(diào)度方案，控制相應(yīng)的電梯處于上行、下行或待梯狀態(tài)。

2 電梯調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)的工作流程

根據(jù)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和控制要求，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的電梯調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

圖1 電梯調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)工作流程圖

1）用戶信息采集：通過(guò)乘梯人員信息采集終端對(duì)乘梯人員的乘梯信息進(jìn)行采集。

2）云端服務(wù)器信息流分析：乘梯人員信息采集終端將乘梯信息發(fā)送給云端服務(wù)器；云端服務(wù)器將采集到的信息存儲(chǔ)于云端服務(wù)器內(nèi)，并根據(jù)視頻采集終端、紅外感應(yīng)傳感器、無(wú)線定位終端和電梯故障采集終端發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)對(duì)電梯待乘梯的情況進(jìn)行分析。

3）總控服務(wù)器調(diào)度方案：智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)根據(jù)云端服務(wù)器發(fā)送來(lái)的各樓層的電梯待乘區(qū)的情況，規(guī)劃乘梯路徑并推送給乘梯人員進(jìn)行乘梯，同時(shí)也將電梯的運(yùn)行情況推送給乘梯人員；分控系統(tǒng)根據(jù)智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)給出的調(diào)度方案控制電梯的運(yùn)行。智能電梯調(diào)度系統(tǒng)方案如圖2所示。

圖2 智能電梯調(diào)度系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

4）目標(biāo)定位：乘梯人員信息采集終端獲取每個(gè)用戶前往電梯?？繕菍拥耐？繉訑?shù)后，在電梯運(yùn)行過(guò)程中，定位傳感器對(duì)電梯轎廂進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，通過(guò)WIFI無(wú)線定位對(duì)乘梯人員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，實(shí)時(shí)獲取乘梯人員位置信息。

5）乘梯追蹤：通過(guò)電梯內(nèi)攝像頭采集圖像，云端服務(wù)器對(duì)接收到的圖像進(jìn)行處理，分析人的面部表情和實(shí)況音頻，若判讀遇到危險(xiǎn)，通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送信息給智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)進(jìn)行求助。

6）安全監(jiān)控：乘梯人員信息采集終端采集用戶的乘梯時(shí)間和目的樓層，云端服務(wù)器根據(jù)目的樓層計(jì)算出出梯時(shí)間，若沒(méi)有出梯或者超過(guò)一定的時(shí)間范圍，發(fā)送信息給智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警。

3 電梯調(diào)度功能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

調(diào)度總控制功能根據(jù)各電梯的運(yùn)行狀態(tài)和情況，向各分控系統(tǒng)發(fā)送運(yùn)行指令，各分控系統(tǒng)根據(jù)運(yùn)行指令控制對(duì)應(yīng)電梯運(yùn)行，如圖3所示。信息接收單元，用于接收云端服務(wù)器發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，采集終端和客戶端的信息；信息分析處理單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送至信息接收單元的信息進(jìn)行分析，輸出調(diào)度信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)如下：

圖3 電梯調(diào)度實(shí)現(xiàn)框圖

1）數(shù)據(jù)接口服務(wù)器通過(guò)無(wú)線通信方式與客戶端1連接，接收客戶端1發(fā)送的用戶乘梯信息，同時(shí)向客戶端1發(fā)送反饋信息；實(shí)時(shí)監(jiān)控所有電梯的運(yùn)行情況，并分析出最佳?？亢瓦\(yùn)行時(shí)間，合理規(guī)劃乘梯時(shí)刻。業(yè)務(wù)處理服務(wù)器包括平臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。

2）乘梯人員信息采集終端41包括二維碼識(shí)讀器、NFC識(shí)別裝置、電梯按鍵采集裝置。NFC識(shí)別裝置讀取乘梯人員的NFC芯片，獲取將要到達(dá)的目的樓層的信息；二維碼識(shí)別器識(shí)讀二維碼信息，并對(duì)二維碼信息進(jìn)行加密后再傳輸。

3）視頻采集終端42采集各樓層的電梯待乘區(qū)的乘梯人數(shù)，轎廂內(nèi)部的攝像頭對(duì)電梯內(nèi)乘梯人員進(jìn)行全尺度覆蓋的視頻信息采集。視頻采集終端42獲取圖像信息并實(shí)時(shí)分析，通過(guò)ZigBee協(xié)調(diào)器5上傳至云端服務(wù)器2。無(wú)線定位終端44通過(guò)定位傳感器實(shí)時(shí)讀取轎廂的位置信息，并將便于電梯調(diào)度；通過(guò)WIFI無(wú)線定位對(duì)乘梯人員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，實(shí)時(shí)獲取乘梯人員位置信息。電梯故障采集終端45用于檢測(cè)電梯故障，包括上下平層傳感器、門開(kāi)關(guān)傳感器、上極限傳感器、下極限傳感器和加速度傳感器。

4）電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)7包括信息接收單元、信息分析處理單元和調(diào)度總控制器。分控系統(tǒng)8包括調(diào)度信號(hào)接收單元和電梯控制器，調(diào)度信號(hào)接收單元的輸入端與調(diào)度總控制器的輸出端連接，調(diào)度信號(hào)接收單元的輸出端與電梯控制器的輸入端連接，電梯控制器控制相應(yīng)電梯的運(yùn)行。電梯控制器包括按鍵控制模塊、二維碼控制模塊和NFC信息控制模塊。按鍵控制模塊用于接收乘梯人員的按鍵信息，并控制電梯上行和下行過(guò)程中各樓層的停靠需求；二維碼控制模塊用于獲取訪客需要到達(dá)的目的樓層層號(hào)，并控制電梯上行或下行；NFC信息控制模塊讀取乘梯人員的NFC芯片信息，獲取?？啃枨蟛?duì)電梯進(jìn)行控制。

4 總結(jié)

1）基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇電梯調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)，通過(guò)客戶端提前獲取候梯人數(shù)及召喚信息，對(duì)用梯交通流信息進(jìn)行預(yù)測(cè)；通過(guò)智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)自動(dòng)制定最佳運(yùn)行計(jì)劃，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)電梯的更高效率運(yùn)行，提高了人民群眾乘梯的安全性和體驗(yàn)感，實(shí)現(xiàn)了電梯優(yōu)化調(diào)度，提升了樓宇智能化的水平[4]。

2）基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的智能樓宇電梯調(diào)度平臺(tái)系統(tǒng)，能夠?qū)Τ颂萑藛T進(jìn)行實(shí)時(shí)乘梯追蹤和安全監(jiān)控，判讀危險(xiǎn)信號(hào)，通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送信息給智能樓宇電梯群控調(diào)度總控系統(tǒng)進(jìn)行求助，防止用戶在電梯內(nèi)受到不法分子的侵害，實(shí)現(xiàn)即時(shí)可靠的安全保障。

3）在手機(jī)APP中嵌入緊急和跌倒報(bào)警單元，用戶遇到電梯故障時(shí)，如果人員已經(jīng)跌倒，通過(guò)APP記錄跌倒的時(shí)間、定位跌倒的位置，并通過(guò)APP快速發(fā)出求救信號(hào)實(shí)現(xiàn)本地報(bào)警。