專利名稱：一種基于分區(qū)的電梯交通預(yù)測群控方法及其監(jiān)測實(shí)現(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種應(yīng)用于住宅或辦公多用途的樓層電梯優(yōu)化方案，它包括基于樓層分區(qū)的電梯分配、分區(qū)的群控交通模式識別方法和電梯監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市化進(jìn)程和技術(shù)的推進(jìn)，城市高層建筑越來越智能化和功能多樣化，由于電梯在高層建筑中也扮演重要角色，所以在電梯群控研究領(lǐng)域也呈現(xiàn)了多樣化趨勢。目前， 電梯垂直交通領(lǐng)域研究大多放在針對單一用途的高層建筑的交通預(yù)測和調(diào)度算法，這是基于理想而均勻的高層建筑，而在實(shí)際生活中，功能復(fù)雜的高層建筑比比皆是，尤其體現(xiàn)在商用辦公用的高層建筑中，那么以上的研究就可能不能很好的滿足實(shí)際的需求。一般而言，對于功能多樣化需求的高層或是超高層建筑，需要分區(qū)進(jìn)行電梯的控制，當(dāng)建筑物規(guī)模較大，層數(shù)在30層以上時，樓內(nèi)的豎向交通宜分為幾個區(qū)，各個區(qū)由不同容量與速度的電梯來服務(wù)。先看一下靜態(tài)和動態(tài)的分區(qū)劃分所謂靜態(tài)分區(qū)就是固定分配一組電梯去服務(wù)相鄰的若干區(qū)域，存在的問題是固定分區(qū)會造成電梯忙閑不均，難以適應(yīng)時變的交通特性；而動態(tài)分區(qū)的分區(qū)區(qū)域則取決于客流的分布，根據(jù)交通流的不同而動態(tài)調(diào)整分區(qū)的區(qū)域，存在的問題是區(qū)域數(shù)目和每個區(qū)域的范圍，取決于各轎廂的瞬時狀態(tài)，位置和方向，因而算法非常復(fù)雜，同時也會造成調(diào)度的不合理。雖然分區(qū)有以上的特點(diǎn)和不足，然而在實(shí)際生活中，高層建筑電梯的靜態(tài)分區(qū)占大多數(shù)，且多為簡單的靜態(tài)分區(qū)，因?yàn)樗羞@樣的優(yōu)點(diǎn)1.合理的靜態(tài)分區(qū)可以減少停站數(shù)，縮短電梯往返一周的時間。我們知道電梯?？康拇螖?shù)越多，能耗越大，所以要盡量減少啟停次數(shù)。另一方面，電梯全速運(yùn)行時的能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于加、減速時的能耗，所以分區(qū)安排可以有效減少電梯的啟停次數(shù)，從而達(dá)到延長電梯群的整體壽命和節(jié)約能源的目的。2.合理的靜態(tài)分區(qū)同時可以減少電梯設(shè)備的費(fèi)用(如電梯停站帶來的損耗，廳門費(fèi)用)，以及節(jié)省建筑面積(如節(jié)省電梯侯廳門的個數(shù)以利于其它用處)。綜上所述，如能對電梯的靜態(tài)分區(qū)實(shí)現(xiàn)交通預(yù)測或是調(diào)度的智能控制和監(jiān)測，從而彌補(bǔ)其分區(qū)難以適應(yīng)時變的交通特性的不足，則具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要是針對如下問題①分區(qū)電梯出現(xiàn)的跨區(qū)域交通的不便問題； ②分區(qū)電梯控制沒有考慮到乘客交通流量的預(yù)測，從而造成有些電梯運(yùn)行忙閑不均的問題；③高層建筑功用的復(fù)雜化給監(jiān)控帶來的不利的問題。對于以上問題下面進(jìn)行了一定的探索和改進(jìn)，其發(fā)明內(nèi)容包括1.為解決分區(qū)電梯出現(xiàn)的跨區(qū)域交通的不便問題，本發(fā)明對住宅或辦公多用途的樓層分區(qū)電梯進(jìn)行優(yōu)化配置，設(shè)立了跨區(qū)層間侯廳區(qū)，其特點(diǎn)在于它的安置一般設(shè)在本區(qū)域以下區(qū)域的最高一層樓層，這樣便于從一個區(qū)域進(jìn)入另一個區(qū)域，同時，跨區(qū)域的層間交通的電梯配有專門的跨區(qū)域群控器進(jìn)行單獨(dú)控制。當(dāng)跨區(qū)用梯啟用第一功能時一般處于高速模式，從而提高了跨區(qū)域交通運(yùn)輸?shù)目焖傩?，達(dá)到減少乘客乘梯時間的目的。在此需要提到的是當(dāng)跨區(qū)用梯啟用第二功能時，它還將擔(dān)負(fù)用來緩解早晚客流高峰壓力的任務(wù)。2.為了解決分區(qū)電梯的固定劃分所帶來的電梯交通閑忙不均問題，本發(fā)明采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對他們的交通模式進(jìn)行了識別。在此過程中，要對層間交通模式劃分為區(qū)域內(nèi)層間交通模式和跨區(qū)域?qū)娱g交通模式，這樣組成了以下的交通模式上行高峰模式、 下行高峰模式、區(qū)域內(nèi)層間交通模式、跨區(qū)域?qū)娱g交通模式以及空閑交通模式。3.為解決高層建筑功用的復(fù)雜化給監(jiān)控帶來的不利的問題，本發(fā)明采用多分區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)和單獨(dú)的跨區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜化的高層建筑的簡單化監(jiān)控，提高了監(jiān)控的時效性。主要內(nèi)容為基于嵌入式的區(qū)域內(nèi)群控器以及跨區(qū)域群控器，它們都可以和CAN總線通訊模塊和PSTN電話網(wǎng)相連接，負(fù)責(zé)以多線程的方式進(jìn)行實(shí)時的電梯群控網(wǎng)絡(luò)外呼序列的動態(tài)分配，同時可以將各單梯的信息狀態(tài)傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。


圖1是住宅或辦公多用途的樓層分區(qū)電梯優(yōu)化配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2是用于電梯交通模式識別的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖；圖3是區(qū)域內(nèi)電梯群控器的監(jiān)控示意圖；圖4是跨區(qū)域電梯群控器的監(jiān)控示意圖；圖5是遠(yuǎn)程監(jiān)控流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖說說本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖1所示的住宅或辦公多用途的樓層分區(qū)電梯優(yōu)化配置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。將樓層劃分為三個區(qū)域，分別為低層區(qū)域、中層區(qū)域、高層區(qū)域；同時，在區(qū)域間的銜接段設(shè)有跨區(qū)層間侯梯，其優(yōu)化特點(diǎn)如下1)各區(qū)域都分別設(shè)有層間專梯和跨區(qū)用梯，各區(qū)域啟用層間專梯，按照低中高不同的高度啟用相應(yīng)的低速和高速電梯，各區(qū)域內(nèi)的專用電梯只在本區(qū)域內(nèi)層間使用。例如， 有乘客從底層到達(dá)高層區(qū)域，所乘坐的高速電梯將分別經(jīng)過低層區(qū)域和中層區(qū)域，直達(dá)到高層區(qū)域而不予以中間的停留。2)對于跨區(qū)用梯在上面已經(jīng)提到，它有兩個功能當(dāng)跨區(qū)用梯處于第一功能時， 即用于跨區(qū)的層間交通，它一般發(fā)生在一天中除去早晚上下高峰的一些時間段，一般啟用高速模式，從而提高了跨區(qū)域交通運(yùn)輸?shù)目焖傩浴＠?，有乘客從低層區(qū)域到達(dá)中層區(qū)域， 就可以乘坐跨區(qū)用梯啟用高速模式到達(dá)低層區(qū)域的頂層進(jìn)入跨區(qū)層間侯廳區(qū)，然后乘坐中層區(qū)域的跨區(qū)用梯進(jìn)入目的地；跨區(qū)用梯的另一個功能是用于另外兩個時間段，即擔(dān)負(fù)著緩解早晚客流高峰的任務(wù)，需要指出的是由于跨區(qū)用梯的使用是有時間段的，特定時間啟用特定的交通模式，故而對于跨區(qū)用梯而言一般不會發(fā)生混亂占梯的情況。圖2給出的是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖。分別包括輸入層、模糊化層、規(guī)則層、綜合層以及輸出層。我們知道，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊邏輯有機(jī)結(jié)合，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以通過向環(huán)境學(xué)習(xí)獲取知識并改進(jìn)自身性能，它的學(xué)習(xí)過程就是修改加權(quán)系數(shù)的過程，最終可以達(dá)到期望值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)本身的缺點(diǎn)在于其內(nèi)部信息是隱含的，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種黑箱式結(jié)構(gòu)，全局優(yōu)化逼近能力受到制約。而模糊技術(shù)在于邏輯推理能力，能夠處理精確的信息和模糊信息，能夠?qū)崿F(xiàn)精確性聯(lián)想及映射。不足的是隸屬函數(shù)中的加權(quán)系數(shù)是固定的，不能根據(jù)不同的客流模式而改變，無法進(jìn)行自學(xué)習(xí)。如果將這兩種方法結(jié)合在一起，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進(jìn)行模糊信息處理，進(jìn)而克服神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)難以確定以及模糊邏輯無自學(xué)習(xí)功能的缺點(diǎn)，可以有效發(fā)揮其各自優(yōu)勢。具體的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對于交通流量的識別步驟如下1.確定交通模式識別的特征值；2.確定模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。首先，確定交通模式識別的特征值。交通流的獲取可以通過如下途徑1)稱重裝置。通常來說電梯底部裝有稱重傳感器，以檢測轎廂的負(fù)載狀況，用此稱重裝置可以粗略的獲得客流量信息，假定一個乘客的平均體重，就可以得到在某一樓層進(jìn)入電梯及離開電梯的人數(shù)。2)紅外檢測裝置。在電梯門兩側(cè)及頂部和底部裝有紅外發(fā)射及檢測裝置，可以較為精確的檢測乘客進(jìn)出情況從而獲得客流量信息。3)目的樓層呼梯設(shè)備。這種設(shè)備使乘客在樓廳直接選擇目的樓層，通過對呼梯的記錄，可以準(zhǔn)確地對客流的強(qiáng)度和流向進(jìn)行跟蹤。4)計(jì)算機(jī)視覺設(shè)備。通過應(yīng)用圖像識別技術(shù)，可準(zhǔn)確獲取客流信息。根據(jù)本時間段總客流量^、進(jìn)門廳客流量^、出門廳客流量 、區(qū)域內(nèi)層間客流量I、跨區(qū)域?qū)?流量五個特征值來進(jìn)行模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別。由于分區(qū)群控器只負(fù)責(zé)層間專梯的控制，而跨區(qū)群彳只負(fù)責(zé)跨區(qū)用梯的控制，我們對交通流量識別時也將劃分為兩部分，即對各分區(qū)域交通模式的識別和 域?qū)娱g交通模式的識別。各分區(qū)域的交通模式可以分為12種模式即強(qiáng)上高峰模式，強(qiáng)下高峰模式，強(qiáng)區(qū)域內(nèi)層間模式，強(qiáng)混合模式，上高峰模式， 下高峰模式，區(qū)！層間模式，混合模式，弱上高峰模式，弱下高峰模式，弱區(qū)域內(nèi)層間模式， 弱混合模式。跨區(qū)域?qū)娱g交通模式可以分為3種。即強(qiáng)跨區(qū)域?qū)娱g模式，跨區(qū)域?qū)訂柲Ｊ剑蹩鐓^(qū)域?qū)娱g模式。其次，根據(jù)各種交通模式的特征，可以制定模糊規(guī)則，以確定模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，以各分區(qū)域的交〗式識別為例，步驟如下1.輸入層的輸入量是:
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于住宅或辦公多用途的樓層電梯優(yōu)化方案，它包括樓層分區(qū)的電梯分配， 分區(qū)的群控交通模式識別方法和電梯監(jiān)測實(shí)現(xiàn)，其特征有1)根據(jù)樓層分布及用途對高層建筑進(jìn)行區(qū)域劃分，將其分成幾個獨(dú)立的子區(qū)域，區(qū)域間設(shè)有跨區(qū)層間侯廳室，跨區(qū)層間侯廳室的安置一般設(shè)在其下面區(qū)域的最高一層樓層，這樣便于從一個區(qū)域進(jìn)入另一個區(qū)域，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域交通；2)對大樓的乘客交通流量進(jìn)行劃分，分成不同的交通模式，分別為上行客流高峰模式、下行客流高峰模式、區(qū)域內(nèi)層間客流模式、跨區(qū)域?qū)娱g客流模式、空閑模式，然后采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對交通流量的特征進(jìn)行識別，以供進(jìn)一步對分區(qū)電梯進(jìn)行調(diào)度；3)由群控器對各電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行控制并具有預(yù)警功能，該系統(tǒng)包括基于嵌入式的區(qū)域內(nèi)群控器、跨區(qū)域群控器、電梯控制器，CAN總線通訊模塊、SOCKET MODEN通訊模塊和監(jiān)控中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于住宅或辦公多用途的樓層電梯優(yōu)化方案，其特點(diǎn)在于， 我們對其劃分為低中高三個區(qū)域，或者二到四個區(qū)域，各區(qū)域啟用專用電梯，按照低中高不同的高度啟用相應(yīng)的低速和高速電梯，各區(qū)域內(nèi)的專用電梯只在本區(qū)域內(nèi)層間使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于住宅或辦公多用途的樓層電梯優(yōu)化方案，其特點(diǎn)在于， 為了實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的層間交通，各區(qū)域還分別設(shè)有跨區(qū)用梯以滿足乘客需求，乘客可以進(jìn)入跨區(qū)層間侯廳室進(jìn)行呼廳，然后到達(dá)想要去的區(qū)域，當(dāng)然以上提到的只是跨區(qū)用梯的第一功能，在此需要附加說明的是，跨區(qū)域電梯的第二功能是用于繁忙交通時的臨時電梯，比如，負(fù)責(zé)早晚高峰期的乘客輸送，這一點(diǎn)可以彌補(bǔ)普通分區(qū)電梯的應(yīng)急能力欠缺的弱點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于住宅或辦公多用途的樓層電梯優(yōu)化方案，其特點(diǎn)在于， 采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對交通流量的特征進(jìn)行識別前，將層間交通分為區(qū)域內(nèi)層間客流模式和跨區(qū)域?qū)娱g客流模式，對于辦公多用途的樓層電梯，其特點(diǎn)是對于區(qū)域內(nèi)層間客流模式和跨區(qū)域?qū)娱g客流模式，要進(jìn)行模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)交通流量的特征識別；如果是住宅區(qū)的樓層情況，我們就只需對區(qū)域內(nèi)層間客流模式進(jìn)行模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的識別就可以了，這是因?yàn)樽≌用駥τ诳鐓^(qū)域的層間交通需求一般不大，跨區(qū)域的層間流量就很小，所以不需要智能辨識。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于住宅或辦公多用途的樓層電梯優(yōu)化方案，其特點(diǎn)在于， 群控器對各電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，由于各區(qū)域的專用電梯只在區(qū)域內(nèi)層間使用，所以區(qū)域內(nèi)群控器只對區(qū)域內(nèi)的專用電梯控制，同樣跨區(qū)域的群控器只對跨區(qū)用電梯進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于分區(qū)的電梯交通預(yù)測群控方法及其監(jiān)測實(shí)現(xiàn)。包括關(guān)于樓層分區(qū)的電梯分配、基于分區(qū)的群控交通模式識別方法和電梯監(jiān)測實(shí)現(xiàn)。其中，分區(qū)電梯的合理分配一方面解決了跨區(qū)交通的不便問題，另一方面還緩解了分區(qū)電梯早晚高峰的擁擠問題；一種基于分區(qū)的群控交通模式識別方法，采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對交通流量進(jìn)行識別，以此來解決分區(qū)電梯交通閑忙不均的問題；采用多分區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)和單獨(dú)的跨區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)，簡化了復(fù)雜的建筑樓層電梯的監(jiān)控問題。本發(fā)明可以廣泛用于住宅或辦公多用途的高層或超高層電梯的優(yōu)化中，有較好的節(jié)能能力，并且提升了乘梯的滿意度和效率。
文檔編號B66B1/20GK102556783SQ20111019318
公開日2012年7月11日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者劉國海, 葉小松, 吳振飛, 廖志凌, 梅從立, 邢鳴 申請人:江蘇鎮(zhèn)安電力設(shè)備有限公司