專利名稱：控制單升降道中兩電梯轎廂電梯系統的控制裝置及方法
本申請是申請日為2000年11月2日申請號為第00132337.7號發明名稱為“控制單升降道中兩電梯轎廂電梯系統的控制裝置及方法”的中國專利申請的分案申請。
本發明領域本發明涉及電梯系統的控制裝置，該電梯系統至少具有一個電梯升降道，且其中每個升降道有兩個電梯轎廂提供服務。
背景技術：
一般的電梯系統在每個電梯升降道中有一個電梯轎廂。但是已提出有在各升降道中設有兩個電梯轎廂的電梯系統。
傳統的電梯系統包含多個電梯轎廂和電梯升降道，每個升降道中一個電梯轎廂，其“群管理控制”一般用來控制特定電梯轎廂的分配以響應電梯的樓層呼叫。也已經提出了將群管理控制用于各升降道中兩臺轎廂服務的電梯系統。但在這種情況下，要求服務過程中避免兩轎廂之間的碰撞。在日本未審查的專利公開Hei.9-272662和Hei.8-133611中已提出了具有避免碰撞特性的群管理控制單元。
日本未審查專利公開Hei.9-272662揭示了一種“羅伯利斯(ropeless)電梯系統，其中電梯轎廂能作垂直和水平移動。沒有呼叫要響應的電梯轎廂停止或移動到升降道中的一側，避免與該升降道中在運行的轎廂相碰。
日本未審查專利公開Hei.8-133611揭示了在側旁為某個電梯轎廂設置一段升降道并禁止另一轎廂進入該段。所裝備的控制裝置阻止另一電梯轎廂進入設置在側旁的該段升降道。
上面提到的這些已有技術存在下面的問題。
前者公開中的群管理控制裝置對于未分配響應呼叫的電梯轎廂不能移到側道的系統不起作用。而且，不響應呼叫的電梯轎廂如果不移動到側道，那么該轎廂只能停在升降道中，從而使轎廂不能有效地運作。
后者公開中的群管理控制裝置，在到達電梯升降道的不能進入段之前分配一個臨時呼叫給該轎廂來停止它響應呼叫。使電梯轎廂不能有效地運作。
本發明概述本發明是為了解決上述問題提出的，其目的在于提供一種對各電梯升降道中包含兩個電梯轎廂的電梯系統進行有效的群管理控制同時避免兩電梯轎廂間碰撞的電梯系統控制裝置和方法。
按照本發明一個方面，提供一種電梯系統控制裝置，用于控制包含多個電梯升降道和各升降道中兩個服務電梯轎廂的電梯系統，它包含風險計算單元，計算當一轎廂響應新的服務呼叫時單個電梯升降道中兩電梯轎廂間碰撞的危險性；轎廂分配單元，根據所述碰撞的危險性分配電梯轎廂響應該新的呼叫；和運行控制單元，根據所述轎廂分配單元的分配，控制所述電梯轎廂的運行。
在一較佳實施形態中，所述風險計算單元為所述電梯系統中各電梯轎廂計算單個升降道中電梯轎廂間碰撞的概率作為危險性；在包含第1和第2電梯轎廂的電梯升降道中，當第1電梯轎廂的碰撞危險性大于閾值時，計算第2轎廂撤離到無碰撞出現區的概率；和根據第2轎廂撤離到無碰撞出現區的概率重新計算該電梯升降道中第1和第2電梯轎廂碰撞的危險性。
在另一較佳實施形態中，當第1電梯轎廂的碰撞危險性大于閾值且第2轎廂不能撤離到無碰撞出現區時，所述轎廂分配單元從潛在分配響應所述新呼叫中刪除該第1電梯轎廂。
在又另一較佳實施形態中，撤離第2電梯轎廂到無碰撞出現區的概率基于電梯系統中各電梯轎廂到達已發出新呼叫的樓層的預定到達時間。
在又一較佳實施形態中，所述轎廂分配單元根據計算指標分配電梯轎廂響應所述新的呼叫，該計算指標除了碰撞的危險性外還至少包含電梯轎廂響應該新呼叫到達的等待時間、預期誤差和轎廂中乘客負荷。
在另又一較佳實施形態中，所述電梯系統控制裝置包含確定該電梯系統交通狀況的交通狀況確定單元，其中，運行控制單元根據該交通狀況將一些轎廂送到暫停樓層。
按照本發明第2方面，提供一種控制電梯系統的方法，該電梯系統包含多個電梯升降道和各升降道中兩個服務電梯轎廂，所述方法包含計算當一轎廂響應新的服務呼叫時單個電梯升降道中兩電梯轎廂間碰撞的危險性；根據所述碰撞的危險性分配電梯轎廂響應該新的呼叫；和根據所分配的轎廂控制所述電梯轎廂的運行。
在一較佳實施形態中，所述方法包含為電梯升降道中各電梯轎廂計算單個升降道中電梯轎廂間碰撞的概率作為危險性；在包含第1和第2電梯轎廂的電梯升降道中，當第1電梯轎廂的碰撞危險性大于閾值時，計算第2轎廂撤離到無碰撞出現區的概率；和根據第2轎廂撤離到無碰撞出現區的概率重新計算該電梯升降道中第1和第2電梯轎廂碰撞的危險性。
在另一較佳實施形態中，所述方法包含當第1電梯轎廂的碰撞危險性大于閾值且第2轎廂不能撤離到無碰撞出現區時，從潛在分配響應所述新呼叫中刪除該第1電梯轎廂。
在又一較佳實施形態中，所述方法包含將撤離第2電梯轎廂到無碰撞出現區的概率建立在電梯系統中各電梯轎廂到達已發出新呼叫的樓層的預定到達時間的基礎上。
在又另一較佳實施形態中，所述方法包含根據計算指標分配電梯轎廂響應所述新的呼叫，該計算指標除了碰撞的危險性外還至少包含電梯轎廂響應該新呼叫到達的等待時間、預期誤差和轎廂中乘客負荷。
在另又一較佳實施形態中，所述方法包含確定該電梯系統的交通狀況和根據該交通狀況將一些轎廂送到暫停樓層。
附圖概述圖1是表示本發明一實施形態的電梯系統控制裝置的框圖。
圖2是表示運用圖1所示電梯系統控制裝置的電梯系統的運行狀態圖。
圖3是概略表示本發明一實施形態的電梯系統控制裝置中輸送和暫停電梯轎廂過程的流程圖。
圖4是概略表示本發明一實施形態的電梯系統控制裝置運行的流程圖。
較佳實施形態的描述下面結合
本發明的較佳實施形態。圖1至圖4表明本發明電梯系統控制裝置的一實施形態的結構和運行。如圖2所示，在圖示本發明實施形態的電梯系統控制裝置中，該電梯系統具有一組升降道，各升降道中帶有兩個電梯轎廂在服務。
圖1概略所示電梯控制系統的實施形態包含有效控制多個電梯轎廂的群管理控制單元1。轎廂控制器2A1至2D2控制圖2中所示電梯轎廂A1至D2。傳統的呼叫記錄器3(通常是UP/DOWN(上/下)門廳按鈕)安裝在各樓層。圖2中所示的電梯轎廂A1和A2、B1和B2、C1和C2、和D1和D2分別是電梯升降道#A、#B、#C、和#D中提供服務的轎廂，并分別受控制器2A1、2A2、2B1、2B2、2C1、2C2、2D1、和2D2的控制。當圖2中新門廳呼叫21表明的門廳呼叫(即召喚電梯)經安裝在特定樓層的呼叫記錄器3登記時，控制單元1分配轎廂A1至D2之一以響應該呼叫。
圖2表明4升降道、每個升降道中有兩個轎廂提供服務的例子；但是所示實施形態并不限定于所述升降道的數量和各升降道中的轎廂數量。在傳統的群管理控制中，為方便乘客，升降道的數量可達約8個，而不受該控制本身的限制。升降道中的電梯轎廂數量可依據電梯交通選擇。在該例子中，在各升降道中設置兩個轎廂是為了簡化說明。
圖1群管理控制器1包含通信接口輸入/輸出單元1A，交通狀態確定單元1B，轎廂暫停確定單元1C，預測運算單元1D，風險計算單元1E，撤離概率計算單元1F，估算值運算單元1G，轎廂分配單元1H，和運行控制單元1J。通信接口輸入/輸出單元1A提供在呼叫記錄器3與轎廂控制器2A1至2D2之間進行通信和數據傳輸。交通狀態確定單元1B主要根據門廳記錄的呼叫和請求電梯服務的數量及電梯轎廂狀況確定大樓中電梯系統的交通狀態。轎廂暫停確定單元1C根據交通狀態確定單元1B確定的結果確定各升降道中應當暫停一個還是兩個電梯轎廂。預測運算單元1D假設電梯轎廂已經分配給各新的呼叫，并計算該轎廂的到達時間和預測乘客進入該轎廂的狀況。風險計算單元1E假定升降道中電梯轎廂何時已分配響應在同一升降道中另一轎廂未分配響應的呼叫，并計算這兩轎廂間碰撞的危險性。撤離概率計算單元1F確定如果在同一升降道中電梯轎廂之間存在碰撞的危險性，則某個轎廂是否能撤離到不同的位置以減小碰撞的危險性。
估算值運算單元1G執行綜合估算，產生各電梯轎廂的指標。該估算指標包含已進入門廳呼叫的乘客的等待時間，預測誤差，和電梯轎廂中乘客負荷，還包含碰撞風險。轎廂分配單元1H根據估算值運算單元的計算對要分配響應門廳呼叫的電梯轎廂作最后的選擇。運行控制單元1J發出各個命令，用于根據分配指令發送或暫停電梯轎廂，根據轎廂分配單元1H提供的選擇結果撤離電梯轎廂或中斷響應呼叫，和用于轎廂暫停確定單元1C根據交通狀態確定單元1B提供的確定結果進行確定。
參照圖3和圖4說明本發明實施例的運作。見圖3，在步驟S31，通過通信接口輸入/輸出單元1A，電梯系統進入交通狀態，交通狀態確定單元1B確定電梯系統的交通狀態。交通狀態涉及例如各樓層經過5分鐘左右乘客進入轎廂和離開轎廂的數量。根據該數量確定交通狀態。在傳統的電梯群管理控制系統中，將乘客進入和離去的總量是否小于閾值作為交通指標。另一方法是在已往使用中樞網絡(neural network)確定交通狀態。兩者是已知技術，本發明中可加以使用。
如果步驟S31的確定結果是“停止時間(off-time)”(如果是步驟S32中的YES)，則轎廂暫停確定單元1C在步驟S33中確定同一升降道中另一電梯轎廂是否應暫停，并且運行控制單元1J在步驟S34發出一個發送或暫停命令，將步驟S33中指定的一個或一些轎廂發送到指定的一個或一些位置并暫停在那里。
在步驟S33確定電梯轎廂暫停的過程中，要暫停的電梯轎廂的數量可以根據例如停止時間的長短，即交通容量來確定。在最簡單的情況下，在暫停時間中，各升降道中只留一個轎廂運行而剩下的轎廂處于暫停。在這種情況下，轎廂在升降道中沒有碰撞的風險，從而群管理控制(步驟S35)等效于每升降道一個轎廂的常規電梯系統中的應用。如果步驟S31中的確定結果不是停止時間(如果是步驟S32中的NO)，那么在步驟S35執行其中轎廂不暫停的群管理控制。步驟S31至S35的確定可以按固定間隔，如每分鐘，而不是實時模式進行。
參看圖4，在步驟S40通過通信接口輸入/輸出單元1A輸入樓層上呼叫記錄器3來的新的門廳呼叫。在步驟S41，預測運算單元1D進行預測計算。該預測建立在假設電梯轎廂已經分配給所述新的門廳呼叫的基礎上，所述預測用來預測轎廂到達記錄有該新門廳呼叫樓層所需時間，并也可預測該轎廂到達目的樓層時該轎廂中的乘客負荷。這種預測可使用公知的程序。
接著，在步驟S42，風險計算單元1E在假設已經分配轎廂情況下計算同一升降道中電梯轎廂之間碰撞的風險。借助圖2說明該風險的計算。圖2示出一個例子，其中，在電梯系統中第三樓層已經發出一個向上的新的呼叫，該電梯系統中從第1到第10樓層4個升降道#A至#D的每個升降道中兩個轎廂(A1，A2，B1，......，D2)在服務中。圖2中B1F和11F標注的樓層是各升降道中上和下的轎廂不服務時分別處于暫停或撤離的樓層。在圖2中，升降道#A和#B中的上和下轎廂A1，A2，B1，和B2和升降道#C的下轎廂C1，由于它們在圖示的時間沒有記錄要響應的呼叫而處于靜止狀態。升降道#C和#D中的上轎廂C2和D2及升降道#D中的下轎廂D1分別已經分配要響應的轎廂呼叫，并分別開始向下和向上運行。
碰撞風險計算如下。在圖2所示狀態中，如果升降道#A中向下電梯轎廂A1分配響應門廳呼叫，那么在第3樓層乘入電梯轎廂的乘客可能希望從第4樓層至第10樓層的任一樓層離開電梯。碰撞可能發生在只有當乘客乘向頂層第10層時，而不會發生在下轎廂A1從第3層走向下面的樓層。
因此，該情況中的風險可表達如下Coll.-Degree(A1)＝1/(10-3)＝1/7其中(Coll.-Degree(轎廂)轎廂碰撞的風險)。
如果上轎廂A2分配響應門廳呼叫，那么上轎廂A2從當前位置運行到第3樓層，并在乘客進入后向上運行。因此，如果電梯轎廂A2響應門廳呼叫，除非下轎廂A1運動，否則不存在碰撞的風險。因此，這種風險如下Coll.-Degree(A2)＝0同樣，各轎廂的碰撞風險可計算如下Coll.-Degree(B1)＝6/7，Coll.-Degree(B2)＝0Coll.-Degree(C1)＝6/7，Coll.-Degree(C2)＝0Coll.-Degree(D1)＝6/7，Coll.-Degree(D2)＝1一旦完成各升降道中所有對電梯轎廂的風險計算時，在步驟S43中就能確定各轎廂的碰撞風險是否高。為進行該確定，可以給碰撞風險設置閾值(如，Th＝0.3)。
如果轎廂的碰撞風險確定為高(如果是步驟S43中的YES)，那么撤離概率計算單元1F確定同一升降道中的另一轎廂是否能撤離。下面描述步驟S44中執行的程序。
在圖2所示實施例中，根據表達式(1)的結果確定有高風險的電梯轎廂是B1、C1、D1、D2。在它們當中如果轎廂B1分配響應門廳呼叫，那么就確定轎廂B2可撤離，這是因為轎廂B2沒有分配響應任何呼叫并必要時能向上層包括第十一層撤離。
在電梯轎廂C1和D1這方面，兩個向上的轎廂C2和D2都已經分配為響應分配了呼叫。在這種情況下，使用為達到各樓層而需要的預測時間來執行確定，這種預測時間是預測運算單元1D的計算結果。具體而言，計算上、下轎廂的預定到達時間以確定要撤離的轎廂是否在分配轎廂前到達并有足夠時間在碰撞之前撤離。
下面舉例詳細說明。為了簡化說明，假設每樓層運行時間是2秒和每次停止的停止時間是10秒，以此計算預測時間。因此，轎廂的以秒為單位的預測時間如下當分配C1時T(C1，5F)＝18，T(C2，5F)＝10這里，(T(轎廂，f1)轎廂到達樓層f1的預測時間)當分配D1時T(D1，5F)＝28，T(D2，5F)＝10當分配D2時T(D2，4F)＝22，T(D1，4F)＝6而且，如果假設撤離所需時間為10秒，其表示為margin_t＝10，那么下面的關系式成立當分配C1時T(C1，5F)＜T(C2，5F)+margin_t當分配D1時T(D1，5F)＞T(D2，5F)+margin_t當分配D2時T(D2，4F)＞T(D1，4F)+margin_t根據上面所示結果，能確定如果電梯轎廂C1分配響應門廳呼叫，則電梯轎廂C2不能及時撤離避免碰撞。如果分配轎廂D1，則轎廂D2能撤離而不會碰撞。
接著，在步驟S45，對在步驟S44中已經確定能撤離的轎廂的風險再次進行計算。作為重計算的方法，例如，可用步驟S43中的閾值替代需要撤離的代價。具體而言，在圖2所示例中，應用如下Coll.-Degree(D1)＝Th(＝0.3)，Coll.-Degree(D2)＝Th(＝0.3)按照上面所述對各電梯轎廂執行了步驟S43至S45的程序后，在步驟S46中選擇響應門廳呼叫的候選電梯轎廂。候選轎廂是在移開按照步驟S42或S45中計算結果所找到的高碰撞風險的轎廂后所留下的轎廂。上面提到的閾值用來確定風險的大小。在圖4所示情況下，轎廂C1移開，剩下的轎廂為候選轎廂。
接著，在步驟S47，估算值運算單元1G計算候選轎廂的估算值。除了風險外，各種估算指標可用于計算該估算值。根據轎廂響應呼叫到達的等待時間(包括平均等待時間，長時間等待率，等待時間分布等)可進行所述估算。還有采用預測誤差發生率(incidence rate)的預測誤差估算，其中，未預料到的電梯轎廂響應呼叫并在期望電梯轎廂前到達。另一種估算方法是以轎廂滿用的概率為基礎的。這些估算方法都是已知的，所以這里不再詳細描述這些估算方法的詳細指標和過程。
例如，可將下面的綜合函數(comprehensive function)用于計算綜合估算值(comprehensive evaluation value)。
綜合估算＝W1×基于等待時間的估算+W2×基于預測誤差的估算+W3×基于轎廂滿用的估算+W4×風險。W1至W4根據各估算指標分量的重要性加權。
在步驟S48，步驟S47中獲得的估算值得到綜合估算，并選擇綜合估算值最大的電梯轎廂作為分配響應門廳呼叫的轎廂。該步驟利用轎廂分配單元1H來執行。
當通過上述設置的程序選擇分配響應門廳呼叫的電梯轎廂時，在步驟S49發出分配命令，必要時還向要撤離的電梯轎廂發出撤離命令。該步驟S49由運行控制單元1J執行。
按照本發明一用于控制電梯系統的電梯系統控制裝置，該電梯系統中單個電梯升降道中有兩個電梯轎廂在服務，所述控制裝置包含風險計算單元，計算響應新的服務呼叫時同一電梯升降道中兩電梯轎廂間碰撞的危險性；轎廂分配單元，根據所述碰撞的危險性分配電梯轎廂響應該新的呼叫；和運行控制單元，根據所述轎廂分配單元的分配，控制所述電梯轎廂的運行。因此，能獲得最高可能的運行效率，同時減小碰撞的風險。
而且，所述風險計算單元能為各電梯轎廂計算碰撞的概率作為危險性；對于碰撞危險性大于閾值的轎廂計算同一升降道中第2轎廂撤離到無碰撞出現區的概率；和根據撤離概率重新計算危險性。這種結構安排能精確預測碰撞的風險并能得到有效的控制。
如果第2轎廂不能撤離到安全區，則所述轎廂分配單元可從潛在分配響應所述新呼叫中刪除碰撞風險大于閾值的第2電梯轎廂。這種結構安排能將單升降道中電梯轎廂間碰撞的概率降到最小。
撤離第2電梯轎廂到安全區的概率基于各電梯轎廂到達已發出新呼叫的樓層的預定到達時間。根據該結構安排，可采用預測運算單元的運算結果，允許這種運算而不添加新的數據。
所述分配單元根據估算指標分配電梯轎廂響應所述新的呼叫，該估算指標除了碰撞的危險性外還至少包含電梯轎廂到達已發出該新呼叫樓層的等待時間、預測誤差和轎廂中乘客負荷。該估算使運行效率達到最大。
所述電梯系統控制裝置可進一步包含確定該電梯轎廂交通狀況的交通狀況確定單元，運行控制單元根據該確定的結果將一些轎廂送到暫停樓層。根據該結構安排，由于只有必須響應的轎廂在運行，故能減小碰撞的概率，并且能節省能量而不損失預期的服務質量。
權利要求
1.一種電梯系統控制裝置，用于控制包含多個電梯升降道和各升降道中兩個服務電梯轎廂的電梯系統，其特征在于，它包含確定各升降道中第1電梯轎廂交通狀況的交通狀況確定單元，各升降道包含第2電梯轎廂；運行控制單元，當各第1轎廂的交通狀況低于閾值時，發送各第2電梯轎廂到各自的暫停區并暫停在那里，以便單升降道中只有第1轎廂在運行。
全文摘要
一種電梯系統控制裝置及方法，該裝置包含風險計算單元，計算一轎廂響應新服務呼叫時同一電梯升降道中電梯轎廂間碰撞的危險性；轎廂分配單元，根據碰撞危險性分配電梯轎廂響應該新的呼叫；和運行控制單元，根據轎廂分配單元分配，控制電梯轎廂運行。該方法包含計算一轎廂響應新的服務呼叫時單個電梯升降道中兩電梯轎廂間碰撞的危險性；根據碰撞的危險性分配電梯轎廂響應該新的呼叫；和根據配的轎廂控制電梯轎廂的運行。
文檔編號B66B1/14GK1605556SQ20041008990
公開日2005年4月13日 申請日期2000年11月2日 優先權日1999年11月5日
發明者匹田志朗 申請人:三菱電機株式會社