FI112065B - Hissiryhmän ohjausmenetelmä - Google Patents

Description

1 112065 HISSIRYHMÄN OHJAUSMENETELMÄ

Keksinnön kohteena on hissiryhmän ohjausmenetelmä ta-sokutsujen allokoimiseksi hissikoreille siten, että 5 asetetut tavoitteet täyttyvät.

Monien erilaisten tehtävien joukossa hissiryhmäohjauk-sen perustoimintana on ulkokutsujen allokointi. Allokoinnin tavoitteena on antaa kutsut hissikorien pallo veltaviksi siten, että jokin järjestelmää kuvaava tunnusluku olisi mahdollisimman hyvä. Perinteisesti yleisimmin käytetyt tunnusluvut ovat kutsuaikoihin ja matkustajien odotusaikoihin liittyviä. Tyypillisesti näistä lasketaan keskiarvoja ja määritetään jakaumia.

15

Ulkokutsujen allokointimenetelmät ovat moninaiset ja jokaisella hissiyhtiöllä on omat menetelmänsä tämän tehtävän toteuttamiseksi. Yhteistä näille eri menetelmille kuitenkin on, että niihin sisältyy joukko kulle-20 kin menetelmälle ominaisia parametreja, joilla vaikutetaan käytetyn menetelmän toimintaan. Voidaan järjestää siten, että eri liikennetilanteissa otetaan käyttöön sille sopiva parametrijoukko. Tällä halutaan antaa järjestelmälle mahdollisuus mukautua vallitsevaan 25 liikennetilanteeseen.

: Tunnetussa ohjausmenetelmässä liikenneilmaisin seuraa hissijärjestelmän toimintaa ja tilaa ja päättelee val-litsevan liikenne tyypin ja voimakkuuden. Monitoroita-.··. 30 via asioita ovat tyypillisesti ulkokutsut, korikutsut, hissien kuormat jne. Riippuen tunnistetusta liikenne-. tyypistä otetaan käyttöön tälle liikennetyypille rää tälöity parametrijoukko. Esimerkiksi ulosmenoruuhkan ···* parametrijoukko voi antaa enemmän painoarvoa aulaker- 35 roksia kohden suuntautuville ulkokutsuille kuin aula- > · kerroksista annetuille kutsuille. Ruuhka-aikaan voi-daan pyrkiä painottamaan korissa olevien matkustajien 2 112065 matkustusaikaa. Kun tavoitteena on minimoida yhtä aikaa kahta tai useampaa asiaa, on kyse monitavoiteopti-moinnista.

5 Hankaluutena edellä kuvatussa tunnetussa menetelmässä on parametripankin kutakin liikennetilannetta vastaavan parametrijoukon käytännön arvojen määritys. Kyseiset parametrit ovat herkkiä mm. rakennuksen tyypille, kerrosten lukumäärälle, matkustajien jakautumiselle 10 rakennuksen kerroksiin, hissien lukumäärälle ryhmässä ja hissien ominaisuuksille. Lisäksi todellinen liikenne talossa muuttuu, populaatiojakauma ei ole statio-näärinen pitkällä aikavälillä ja liikennetunnistimen toiminnassa on herkästi epätarkkuutta, tunnistusvir-15 heitä ja tunnistusviiveitä.

Käytännössä parametripankin parametrijoukoille joudutaan antamaan sellaiset kompromissiarvot, jotka toimivat kohtuullisesti valtaosalla toimituksia ilman eril-20 lisasetuksia. Nämä parametriarvot on voitu asettaa esimerkiksi simulointiajojen perusteella tai asiantuntijan kokemuksen perusteella. On selvää, että tällaiset keskimääräiset parametriarvot eivät johda parhaaseen mahdolliseen toimintaan kulloinkin käsillä ole-25 vassa rakennuksessa.

;Vt Toinen ongelma liikennetyyppiin perustuvassa paramet- rijoukon vaihdossa on painotettavien asioiden valinta ·'·, ja painotusten arvostus. Optimoitavia kohteita voidaan 30 löytää lukuisia, kuten kutsuaika, matkustajien arvioi-·...* tu odotusaika, ajoaika ja matkustusaika, pysähdysten lukumäärä, korikuorma, yhtäaikaisten kori- ja ulkokut-sujen lukumäärä jne. Mitä näistä kohteista pitäisi sitten painottaa ja kuinka paljon missäkin liikenneti- » i » . 35 lanteessa? Jos kohteet valitaan ja painotukset kiinni- tetään etukäteen, on kyseessä suunnittelijan etukäteen ·>·’ tekemä valinta, joka ei välttämättä vastaa talon omis- » I * 3 112065 tajan tarpeita. Jos taas optimointikohteita ei haluta kiinnittää etukäteen, voidaan ajatella annettavan rakennuksen käyttöhenkilökunnalle vapautta ja sallittavan heidän itse päättää painotukset eri liikennetilan-5 teissä. Kuitenkaan tämä ei säädön ja koko asian monimutkaisuudesta johtuen ole järkevä vaihtoehto.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainittuja epäkohtia. Eräänä keksinnön tarkoituksena on palvella 10 hissin matkustajia siten, että hissien energiankulutus saadaan pysymään mahdollisimman alhaisena. Tunnetussa tekniikassa tätä ongelmaa on pyritty ratkaisemaan epä-' suorasti esimerkiksi minimoimalla lähtöjä, maksimoi malla samanaikaisia kutsuja, käyttämällä mahdollisim-15 man harvoja hissejä mahdollisimman suurella kuormalla jne. Vaikka näillä toimenpiteillä saavutetaan energiansäästöä, eivät ne perustu tarkkaan energiatietoon, joten niiden yhteydessä ei voida puhua energiankulutuksen minimoinnista, vaan ainoastaan jonkinasteisesta 20 vähentämisestä. Sen sijaan keksinnössä on tarkoituksena minimoida energiankulutusta kulloinkin kyseessä olevassa hissiryhmän liikennetilanteessa sekä tuoda esiin säätö- ja ohjauskriteerit hissiryhmälle niin, että voidaan selvästi puhua energiankulutuksen opti-25 moinnista eikä vain vähentämisestä. On kuitenkin huo-: .·. mättävä, että energiankulutuksen minimointi ei tarkoi- ]·.·, ta, että hissikorit eivät kulje lainkaan, vaan keksin- • » nön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä palvella • · ·*', hissin käyttäjiä riittävän hyvällä palvelutasolla sa- • · · « ♦ 30 maila minimoiden energiankulutus.

t ·

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan '!"! vaatimusosaan.

• I

.' . 35 Hissiryhmän energiankulutusta minimoitaessa on olen- naista tietää, mitkä ovat todelliset energiankulutus-määrät, joita yksittäisessä hississä ja hissiryhmässä 4 112065 kuluu erilaisissa palvelutilanteissa. Täten keksinnön mukainen hissiryhmän ohjausmenetelmä perustuu siihen, että määritetään jokaisen korin erilaisissa matkoissa erilaisilla kuormituksilla syntyvä energiankulutus. 5 Täten keksinnön mukaisessa hissiryhmän ohjausmenetelmässä muodostetaan hissiryhmän korikohtainen energiankulutus tiedosto kuvaamaan jokaiselta tasolta jokaiselle toiselle tasolle eri kuormilla tapahtuvan matkan energiankulutusta ja eri ohjaustilanteissa päällä ole-10 vat kutsut allokoidaan siten, että kaikkien päällä olevien kutsujen palvelemisen energiankulutuksen minimointi otetaan yhdeksi asetetuksi tavoitteeksi. Toisin ' sanoen keksinnön mukaisessa hissiryhmän ohjausmenetel mässä tietenkin peruslähtökohtana on, että jokainen 15 kutsu palvellaan, jolloin energiaa joka tapauksessa kuluu. Sen sijaan käytettävien korien lukumäärä sekä korien matkat tasoilta toisille valitaan siten, että kaikkien liikkuvien korien yhteenlaskettu kokonais-energiamäärä minimoituu ottaen aina kuitenkin myös 20 huomioon muut asetetut tavoitteet.

Etenkin, mikäli on kyseessä suuret hissiryhmät ja korkeat rakennukset, voidaan lisäkriteerinä ohjausmenetelmässä pitää maksimiodotusaikaa eli määrätään tietty 25 maksimiodotusaika, jonka puitteissa kutsut allokoidaan : samalla energiankulutusta minimoiden. Erityisesti kek- » * · sinnön mukainen menetelmä on edullista käyttää hissi- i » ryhmissä kevyen liikenteen aikana, jolloin suurin osa > · ·*’, koreista voidaan pitää paikallaan ja vain yhdellä tai • · · » · 30 muutamalla korilla toteuttaa riittävän hyvä palvelu.

I · . .* Täten edullisesti keksinnön mukaisessa hissiryhmän oh jausmenetelmässä liikennetilannetta tarkkaillaan jat-1! ’! kuvasti tai liikennetilanne määritetään etukäteen kel- ** ’: lonaikojen perusteella, jolloin aina riittävän hiljai- t I | .‘ . 35 sella liikenteellä hissiryhmän ohjaus siirtyy käyttä- > t mään keksinnön mukaista menetelmää.

5 112065

Usein samaan hissiryhmään kuuluu useampia täysin identtisiä hissejä, jolloin eri hissien energiankulu-tustiedostot voidaan yhdistää eli yhtä ja samaa tiedostoa voidaan käyttää useamman eri hissin energianku-5 lutusta minimoitaessa.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävät energi-ankulutustiedostot voidaan muodostaa usealla eri tavalla. Koska jo erittäin likimääräisestikin muodoste-10 tut energiankulutustiedostot keksinnön mukaisessa menetelmässä johtavat olennaisesti pienempään kokonaisenergian kulutukseen, voidaan energiankulutustiedostot tehdä matemaattisista malleista, likimääräisillä laskutoimituksilla tai esimerkiksi sopivasti kokemuspe-15 räisesti arvioiden. Kuitenkin edullisesti energianku- lutustiedosto muodostetaan mittauksista saaduilla todellisilla toteutuneilla energiankulutusarvoilla.

Täten edullisesti keksinnön mukaisessa hissiryhmänoh- 20 jausmenetelmässä aluksi muodostetaan likimääräinen energiankulutustiedosto, joka kostuu kolmiulotteisesta tietokannasta, jossa energiankulutustieto on kolmen muuttujan eli lähtötason, tulotason ja korikuorman, funktio. Tämän jälkeen hissiryhmää käytettäessä ener- 25 giankulutustiedostoa päivitetään jatkuvasti mittaamal- ; la jokaisen korin jokaisen erillisen matkan eli kahden !!V peräkkäisen pysähdyksen välisen matkan sekä kuormitus • · ‘,,1 että energiankulutus. Mitattu energiankulutus tallen- • t netaan sitten energiankulutus tiedostoon.

30

Jotta keksinnön mukainen ohjausmenetelmä saadaan heti käyttöön uudessakin hissiryhmässä, muodostetaan aluksi ’;*! likimääräinen energiankulutustiedosto, kuten edellä kuvattiin. Tämän jälkeen tiedoston päivitys voi tapah-,‘ , 35 tua siten, että mitattu energiankulutustieto suoraan *; ’’ korvaa tiedostossa olevan tiedon. Tällöin joudutaan ···’ kuitenkin tilanteeseen, että tiedoston arvot jatkuvas- 6 112065 ti muuttuvat ja erilaiset häiriö- yms. tilanteet voivat aiheuttaa merkittäviäkin poikkeamia optimaalisista arvoista. Täten edullisesti päivityksessä energiankulutus tiedoston tietoa muutetaan määrätyn ohjeen mukai-5 sesti kohti mitattua tietoa, jolloin ajan kuluessa ja mittausmäärien kasvaessa tiedoston tiedot lähenevät optimaalisia arvoja.

Keksinnön mukaisessa hissiryhmän ohjausmenetelmässä 10 diskreettinä ja helposti käsiteltävänä tietona on palveltavien tasojen lukumäärä sekä eri matkat palveltavien tasojen välillä. Sen sijaan korin kuormitus, mikä voi olla tasaisesti mitä tahansa välillä 0 - 100%, jopa ylikin, jaetaan edullisesti sopiviin luokkiin esi-15 merkiksi korin maksimihenkilömäärän tai korin suhteellisen kuormituksen mukaan. Esimerkiksi jos hissikorin maksimihenkilömäärä on 10 niin mahdolliset henkilömäärät voidaan jakaa esimerkiksi 12 luokkaan, jossa on luokka kullekin mahdolliselle kuljetettavalle henkilö-20 määrälle yhdestä kymmeneen henkilöön sekä luokka tyhjälle hissikorille että henkilömäärille, jotka ylittävät hissikorin maksimihenkilömäärän. Luokkien määrää lisäämällä tai vähentämällä voidaan ohjausmenetelmän tarkkuutta lisätä tai vähentää.

, 25 i Kun kaksi tai useampi hissikori on liitetty fyysisesti yhteen toistensa kanssa puhutaan monikorisista his- • · ,*·, seistä. Monikoristen hissien tapauksessa kuormitus • · voidaan jakaa sopiviin luokkiin esimerkiksi korien yh- • * 30 teenlasketun maksimihenkilömäärän tai korien yhteen- • · ’· ’ lasketun suhteellisen kuormituksen mukaan. Esimerkiksi jos kahden yhteen liitetyn hissikorin maksimihenkilö- * ”· määrä on 20 henkilöä, niin mahdolliset henkilömäärät * I » ',it: voidaan jakaa 22 luokkaan, jossa on luokka kullekin ; 35 mahdolliselle kuljetettavalle henkilömäärälle yhdestä * » * 20 henkilöön, sekä luokka tyhjille hissikoreille että henkilömäärille, jotka ylittävät hissikorien yhteen- I »

i I I

»Il * s » 7 112065 lasketun maksimihenkilömäärän. Kuten yksikoristen hissien tapauksessa luokat voidaan jakaa myös sopivasti esimerkiksi 10% välein tyhjästä täyteen hissikorien yhteenlasketun kuorman mukaan.

5

Keksinnön mukaisella ohjausmenetelmällä on merkittäviä etuja tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Menetelmää voidaan käyttää yksinkertaisesti missä tahansa hissi-ryhmissä ja sen asentaminen myös jälkikäteen on yksin-10 kertaista. Ensiksikin keksinnön mukaisella ohjausmenetelmällä päästään merkittäviin energiankulutussäästöi-hin tavanomaisiin ohjausmenetelmiin verrattuna. Menetelmän avulla voidaan verrata saman hissiryhmän sekä samanlaisia että erilaisia hissejä toisiinsa ja näin 15 löytää parhaat ohjausmenetelmät sekä ennakoida ja löytää mahdollisia vikoja, jotka lisäävät energiankulutusta. Menetelmällä voidaan myös tehokkaasti verrata samanlaisissa rakennuksissa olevia erilaisia hissiryh-miä ja erilaisissa rakennuksissa olevia samanlaisia 20 hissiryhmiä keskenään ja näin löytää optimiratkaisu erilaisiin tarpeisiin.

Esimerkkinä energiankulutustiedoston päivityksestä mainittakoon tilanne, jossa alun perin likimääräisesti 25 arvioitu energiankulutustieto on vain puolet ensimmäi- : : : sestä mitatusta, todellisesta arvosta. Tällöin tiedos- « « · · toa päivittäväksi uudeksi energiankulutusarvoksi voi-daan ottaa alkuperäisen ja uuden tiedon keskiarvo. Näin päivittämällä eri mittausten jälkeen tiedostoa 30 mitatun arvon ja tiedostoarvon keskiarvolla tiedosto- arvo lähenee todellista arvoa. Läheneminen voidaan tehdä myös nopeammaksi lisäämällä tiedostoarvoon enem-' ’ män kuin edellä kuvattu puolet tiedostoarvon ja mita- ’...· tun arvon erotuksesta.

: 35 ,··. Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

f I

• > g 112065 kuva 1 esittää kaaviokuvaa keksinnön mukaisesta järjestelystä ja kuva 2 esittää käytännön esimerkkiä keksinnön mukaisesta menetelmästä tunnettuun tekniikkaan verrattuna.

5

Kuvassa 1 on esitetty kaaviollinen lohkokaavioesitys keksinnön mukaisesta järjestelystä hissiryhmän ohjauksessa. Hissiryhmän ryhmäohjaukseen 1 on yhdistetty ryhmäohjauksen käytettävissä oleva energiankulutustie-10 dosto 2. Energiankulutustiedostoa 2 ylläpidetään ja päivitetään jatkuvasti, määräajoin ja/tai sopivasti tarvittaessa ennalta määrätyillä energiamalleilla 3, on-line mittauksilla 4, matemaattisilla malleilla 5, likimääräisillä laskutoimutksilla 6, käytön toteutu-15 neella energiankulutustiedolla 7 ja mittauslaitteilla 8. Päivitys voi myös perustua edellä mainittujen tapojen sopivaan kombinaatioon. Energiankulutustiedosto palvelee hissiryhmän ryhmäohjausta tarjoten sille allokoinnin vaatimat, korien ajoihin liittyvät energian-20 kulutustiedot.

Energiankulutustiedostossa on esimerkiksi seuraavia tietoja, eri lähtötasot ja saapumistasot koreille, energiatase eri kuormituksilla korin kulkiessa tasolta • 25 toiselle eli kuluuko energiaa vai saadaanko takaisin : : : ja kuinka paljon. Tiedot voivat olla korikohtaisia tai jos kaikki hissiryhmän korit ovat identtisiä, tiedot .···. voivat olla yhteisiä.

... 30 Havainnollisena esimerkkinä keksinnön mukaisen ohjaus- ’** menetelmän käytöstä kuvataan tilanne kuvassa 2, jossa on kolmen hissin hissiryhmä, kaikki hissit alimmalla ' ‘ tasolla ja kymmenkerroksisessa talossa kerroksissa 6, 8 ja 10 on samanaikaisesti päällä alaspäin kolme taso-.·. : 35 kutsua.

• > · • · • · 9 112065

Perinteisesti odotusaikaa optimoitaessa kaikki kolme hissiä lähtisivät liikkeelle eli jokainen kutsu palveltaisiin eri hissillä. Näin kaikki kutsut tulisivat palvelluiksi mahdollisimman nopeasti, vasen kuva.

5

Sen sijaan oikean kuvan keksinnön mukaisessa ohjausmenetelmässä optimoidaan energiankulutusta, jolloin lopputuloksena on, että kaksi hissiä jää paikalleen ja kolmas ajaa kymmenennen kerroksen kautta kahdeksanteen 10 ja kuudenteen ja edelleen korikutsujen mukaan alaspäin, jolloin odotusajat ovat kerroksissa 6 ja 8 jonkin verran odotusaikaoptimointia pidempiä, mutta energiankulutus olennaisesti vähäisempää.

15 Tässä tapauksessa myös huomataan, että keksinnön mukainen energiankulutuksen optimointi toimii parhaiten hiljaisen liikenteen aikana eikä välttämättä ole käyttökelpoinen kovassa liikenteessä. Esimerkiksi edellä kuvatussa tapauksessa kovan liikenteen aikana on mah-20 dollista, että kori, jolla on ollut tarkoitus palvella kaikki kolme tasokutsua, täyttyy jo ensimmäisellä py-sähdystasolla. Tällöin muiden tasojen odotusajat voivat muodostua kohtuuttomiksi.

Claims (15)

1. Hissiryhmän ohjausmenetelmä tasokutsujen allokoimi-seksi hissikoreille siten, että asetetut tavoitteet 5 täyttyvät, tunnettu siitä, että muodostetaan korikoh-tainen energiankulutustiedosto kuvaamaan jokaiselta tasolta jokaiselle toiselle tasolle eri kuormilla tapahtuvan matkan energiankulutusta ja kutsuja allokoitaessa kaikkien päällä olevien kutsujen palvelemisen 10 energiankulutuksen minimointi otetaan yhdeksi asete tuksi tavoitteeksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määrätään maksimiodotusaika, jonka puit- 15 teissä kutsut allokoidaan energiankulutusta minimoi den.

. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiankulutuksen minimointia käytetään '·· · 2 0 allokoinnin pääkriteerinä kevyen liikenteen aikana.

·...* 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että samaan hissiryhmään kuuluvien identtisten hissien energiankulutustiedostot yhdistetään. 25

: 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiankulutustiedosto tehdään matemaat- "* tisista malleista. • « : : 30

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu ; siitä, että energiankulutustiedosto tehdään likimää- ! räisillä laskutoimituksilla.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että energiankulutustiedosto tehdään mittaamal la todelliset toteutuneet energiankulutukset tasolta toiselle eri kuormituksilla. n 112065

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ennen mittauksia alkutiedosto kootaan likimääräisistä kokemusperäisistä tiedoista. 5

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että energiankulutustiedostoa päivitetään mitatulla toteutuneella kulutustiedolla.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päivityksessä muutetaan energiankulutus-tiedoston tietoa määrätyn ohjeen mukaisesti kohti mitattua tietoa.

10 112065

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että päivityksessä energiankulutustiedoston tieto muutetaan mitatuksi tiedoksi.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu ·,· · 20 siitä, että korin kuormitus jaetaan luokkiin esimer- ! · : kiksi 10% välein tyhjästä täyteen kuormaan energianku- lutustiedostossa.

• · · ,···, 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnet- 25 tu siitä, että luokkien lukumäärä on korin palvelemat mahdolliset henkilömäärät tyhjästä täyteen sekä aina- • · · *· ’· kin yksi luokka mahdollisille ylikuormille. • ·

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnet- .···. 30 tu siitä, että monikoristen hissien tapauksessa luok- • kiin jaettavana kuormituksena pidetään yhteen liitet- *· ' tyjen korien yhteistä kokonaiskuormitusta. • Ml»

15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 35 siitä, että energiankulutustiedosto muodostetaan kolmiulotteiseksi tietokannaksi, jossa energiankulutus- 12 1 12065 tieto on kolmen muuttujan, lähtötason, tulotason ja korikuorman, funktio. • · 9 • · « · · • · • · « · I · · • · · » · • · * · 9 · • · 1 • · 9 · • 9 • · • · 13 112065