البيئة الحسابية لمحاكاة تأثير تأثير المبنى على المصاعد العالية الارتفاع

بقلم جاكو كاليوماكي ، وجاركو سالورانتا ، وجوناس سورفاري ، وساكاري مانتيلا ، وميكو بورانين

تم تقديم هذه الورقة لأول مرة تقريبًا في الندوة الثانية عشرة لتقنيات المصاعد والسلالم في سبتمبر 12 وتم طباعتها على موقع الويب الخاص بالندوة في Liftsymposium.org.

: الكلمات المفتاحية الرفع الشاهق ، والتأرجح ، وحركة المرور ، والمحاكاة

الملخص

في ظروف الرياح العاتية ، تتعرض المباني الشاهقة للتأثير ، مما يخلق تحديًا في الحفاظ على راحة الركاب وسلامتهم. قد يلزم تقليل أداء الرفع أو قد يلزم تعليق خدمة الرفع في الظروف القاسية ؛ ومع ذلك ، نظرًا لأن المصاعد هي خدمة رئيسية للمبنى ، فإن أي انخفاض في أدائها قد يتسبب في خسارة كبيرة في الإيرادات. لذلك ، هناك طلب قوي من ناحية لزيادة توافر خدمة الرفع إلى أقصى حد طالما أنها آمنة ، ومن ناحية أخرى ، لإثبات تأثير الإجراءات المضادة للتأثير على أداء نظام الرفع مقدمًا. تشرح هذه المقالة كيف يتم بناء البيئة الحسابية التي تصمم نظام الرفع في ظروف تأثير المبنى بناءً على نهج مجزأ. يتكون الجزء الأول من نموذج المصعد الرئيسي ، والذي يستخدم بيانات المبنى والمصعد ويمكنه تشغيل المصعد ، بناءً على مكالمات المصعد المسجلة أو المحاكاة. كما أنه يطبق الوضع التشغيلي الذي يستقبله من آلة حاسبة لتأثير الحبل في الوقت الحقيقي. يشكل هذا النموذج الجزء الثاني من البيئة ، ويقوم بحساب امتدادات الحبل بناءً على حركة البناء المسجلة أو المحاكاة وموقع السيارة من النموذج الرئيسي ويحدد النموذج التشغيلي المناسب. يتكون الجزء الثالث من أداة تحليل اهتزاز الحبل ، والتي توفر بيانات تضخيم محسوبة مسبقًا لنموذج الحساب في الوقت الفعلي ، وأداة محاكاة تأثير الحبل على نطاق واسع ، والتي تعمل كمرجع للتحقق من صحة النتائج ، وحاسبة حركة البناء. تستند جميع عمليات المحاكاة على نمذجة الأحداث المادية. يمكن استخدام هذه البيئة للتنبؤ بأداء نظام الرفع في المباني المستقبلية واختبار كفاءة استراتيجيات التحكم في التأثير المختلفة ، ويتيح تصور النتائج التواصل الفعال بين الأطراف المختلفة في مشاريع المباني الشاهقة.

1. مقدمة

تم الجمع بين اتجاه البناء الأطول مع اتجاه إنشاء مباني فائقة النحافة. هذا الاتجاه الأخير مدفوع بقيمة الأرض المرتفعة في وسط المدينة ، وندرة توافرها ، وتطور التقنيات الهندسية والاتجاهات الجمالية.^[1] يخلق الاتجاه نحو المباني الشاهقة والنحيلة تحديات فريدة في الحفاظ على خدمة رفع جيدة مع الحفاظ أيضًا على راحة وسلامة الركاب العالية. تعتبر المشكلة صعبة بشكل خاص لأنها تتضمن تخصصات متعددة ، على سبيل المثال ، تصميم نظام ميكانيكي وكهربائي ونظام تحكم للمصعد وتخطيط حركة المرور وهندسة الرياح وهندسة المباني.

وصف روبرت إس. كابورال في أطروحته عام 2000 تحديات الأساليب التقليدية من قبل مهندسي الرفع لمعالجة تأثير الحبل.^[2] إما أن يتم تثبيط اهتزاز الحبل في حبال الرفع بواسطة الأجهزة ، أو يتم تقليل سرعة المصاعد بواسطة البرامج. يتمثل عيب حل الأجهزة في أن التخميد الفعال لحبال التعليق والتعويض على كل من السيارة وجانب ثقل الموازنة يتطلب ترتيبات معقدة ، وهي مكلفة في الإنتاج والتركيب والصيانة. يمكن أن يؤدي تقليل السرعة بواسطة البرامج ، وفي النهاية توقف خدمة الرفع في الظروف القاسية ، إلى فقدان الإيرادات وجعل مناطق المبنى أقل استحسانًا وأقل قيمة لأصحاب المباني. في الختام ، توقع Caporale أن تصبح استراتيجية ترطيب الأجهزة هي الخيار المفضل ، لكن تجربة المؤلفين تشير إلى أن حلول البرمجيات أصبحت معيار الصناعة.

منذ ذلك الحين ، تم نشر طرق مختلفة لمحاكاة الاستجابة الديناميكية لأنظمة الرفع الشاهقة ، على سبيل المثال ، بواسطة Rafael Sánchez Crespo ، وآخرون ،^[3] واستمر العمل للحد من آثار الحل القائم على البرامج حتى يومنا هذا. على سبيل المثال ، تم تقديم نهج يهدف إلى تحسين راحة ركوب الركاب وحركة المرور والبناء وتأرجح الحبال ،^[4] بالإضافة إلى نهج يتم فيه تقدير تأثير الحبل في الوقت الفعلي بناءً على موقع السيارة لتقليل التأثير على أداء نظام الرفع.^[5] ولكن هناك حاجة إلى طريقة لاختبار وإثبات فعالية استراتيجيات التحكم في التأثير المختلفة وللمساعدة في التواصل بين الخبراء في المجالات المختلفة.

تصف هذه الورقة كيفية بناء البيئة الحسابية من قطاعات لتحقيق هذه الأهداف. يمكن إعادة إنتاج بيانات حركة البناء باستخدام نموذج رياضي ، ويتم إنشاء بيانات تضخيم الحبل بناءً على الخصائص الفيزيائية للحبال ونظام الرفع والمبنى. تُستخدم خصائص المصعد والمبنى أيضًا في ملء معلومات تشغيل المصعد. يتم بعد ذلك حساب سعة اهتزاز الحبل بناءً على هذه المتغيرات. كخطوة أخيرة ، يمكن تصدير البيانات المعالجة إلى تنسيقات الإخراج المختلفة.

بينما تمت دراسة الجوانب المختلفة لهذه البيئة الحسابية في مكان آخر ، فإن الجمع بين العناصر المختلفة هو ما يوفر الوسائل لمحاكاة أنواع مختلفة من تغييرات التكوين بسرعة ولتقييم تأثيرها بصريًا على أداء نظام الرفع. يمكن أيضًا تحسين دقة المحاكاة عن طريق استبدال بعض العناصر الحسابية ببيانات مسجلة فعلية ، إذا كانت هذه المعلومات متاحة.

2. البيئة الحاسوبية

البيئة الحسابية هي سياق يجمع بين عدة عناصر حسابية معًا ويتيح إنشاء تصورات توضح تأثير تغييرات معلمات الإدخال أو شروط الحدود.

2.1 تغيير عملية الرفع ديناميكيًا

كان أحد الأسباب الرئيسية لبناء بيئة حسابية جديدة هو حقيقة أن عملية الرفع تتغير ديناميكيًا بناءً على حركة البناء ، وتأرجح الحبل المحسوب ووضع التشغيل المحدد. على سبيل المثال ، يعد تقليل سرعة الرفع إحدى الطرق الشائعة للتخفيف من مشاكل اهتزاز الحبل ، ويمكن اتخاذ قرار تقليل سرعة الرفع بناءً على سعة الحبل المحسوبة. ويؤثر خفض السرعة بدوره على تسلسل المكالمات التي يمكن تقديمها وبالتالي كيفية تطور تأثير الحبل.

علاوة على ذلك ، حتى لو كانت هناك أنواع مختلفة من الأدوات المتاحة لتقييم حركة المصاعد ، فإن تحليل حركة المرور يركز تقليديًا على ذروة حركة المرور وعلى قدرة المناولة للمصاعد.^[6] لذلك ، يتم استهداف هذه الأدوات لتقدير السرعة والكمية المطلوبة للمصاعد في الوضع التشغيلي العادي وهي ، على هذا النحو ، غير مناسبة لمحاكاة عملية الرفع في ظروف تأثير المبنى. أيضًا ، يتجاهل تحليل حركة المرور عادةً مصاعد الخدمة. من المرجح أن تخدم مصاعد الخدمة الطوابق التي يوجد بها صدى للحبال ، ويمكن تخصيصها كمصاعد لمكافحة الحرائق والإخلاء ، وفي هذه الحالة يجب ضمان السلامة الأساسية حتى في ظروف التأرجح الشديدة.

2.2 هيكل البيئة

يتم عرض بنية البيئة الحسابية في الشكل 1. مدخلات بيئة التأثير الحسابي هي بيانات حركة المبنى (2) ، والتي تتكون من مستويات التسارع والسعة للمبنى ؛ بيانات الرفع (3) ، والتي تتكون من كتل وأطوال مكونات الرفع ؛ بيانات البناء (4) ، والتي تتكون من خصائص المبنى ، مثل الترددات الطبيعية والمعلومات ، مثل كمية ومواقع الطوابق المخدومة ؛ ورفع بيانات الاتصال (5) ، وهو سجل المكالمات المخصصة للمصعد. بدلاً من ذلك ، يمكن تعبئة حركة المبنى بشكل مصطنع باستخدام حاسبة حركة المبنى (1) وبيانات الاتصال باستخدام نموذج الرفع الرئيسي (8) داخل البيئة الحسابية.

عادةً ما يتم استلام بيانات حركة المبنى وبيانات المبنى من مستشار هندسة الرياح الخاص بالمُنشئ. يتم استلام بيانات الرفع الأولية من فريق هندسة الرفع. يتم عرض ملخص مبسط لمجموعات البيانات هذه في الجدول 1. يمكن استخراج بيانات مكالمة الرفع من نظام مراقبة المصعد ، مثل KONE E-Link.

يتم تغذية بيانات الرفع ومعلومات الأرضية والترددات الطبيعية للمبنى إلى أداة تحليل تأثير المبنى (6) ، والتي تنشئ بيانات تضخيم الحبل (7) التي تحتاجها حاسبة التأثير في الوقت الحقيقي (9).

النموذج الرئيسي (8) هو المسؤول عن عملية الرفع. يستخدم المبنى (4) وبيانات الاتصال (5) لحساب بيانات تشغيل المصعد (أي سرعة وموقع المصعد). يقوم النموذج الرئيسي بتغذية بيانات رفع التشغيل إلى Real-Time Sway Calculator (9) ، والتي تعيد وضع تشغيل الرفع وفقًا لعتبات سعة التأثير المحددة مسبقًا. يغير النموذج الرئيسي وضع التشغيل في الخطوة الزمنية المحتملة التالية ويغذي السرعة الجديدة ومعلومات الموقع مرة أخرى إلى Real-Time Sway Calculator ، وبالتالي بدء الحلقة مرة أخرى.

يمكن أيضًا إرسال سجل بيانات تشغيل المصعد إلى Full-Scale Rope Sway Simulator (10) للتحقق من صحتها. من الناحية النظرية ، يوفر محاكي اهتزاز الحبل الكامل نفس المعلومات تمامًا مثل البيئة الحسابية الموضحة أعلاه ، ولكنها تتطلب قدرًا كبيرًا من سعة المعالج. تم تحسين البيئة الحسابية للأداء ، مما يوفر إمكانية إجراء عمليات محاكاة واسعة النطاق في فترة زمنية معقولة.

3. عناصر البيئة الحسابية

3.1 النموذج الرئيسي ومولد استدعاء الرفع

الغرض من نموذج الرفع الرئيسي هو تكرار وظائف جهاز التحكم الفعلي في الرفع. يتحكم في التسارع والسرعة المستهدفة للمصعد ، ويعين ملفات تعريف مختلفة للقيادة ويحسب موضع السيارة في كل خطوة زمنية. علاوة على ذلك ، فإن النموذج الرئيسي هو الكيان المسؤول عن تنفيذ أوضاع التشغيل - على النحو المطلوب من قبل وحدة التحكم في التأثير - في الخطوة الزمنية المحتملة التالية وفقًا لأولويتها. على سبيل المثال ، يمكن لوحدة التحكم في المصعد تشغيل وضع انتظار المصعد فقط بعد انتهائه من خدمة المكالمة الحالية.

يحاكي النموذج الرئيسي تشغيل المصعد من خلال الاستفادة من خصائص الأرضية (النوع والموضع) للمبنى وبيانات استدعاء المصعد المخزنة ، والتي يمكن أن تكون إما بيانات فعلية من مبنى قائم أو بيانات لمبنى مستقبلي تم إنشاؤه بواسطة حركة المرور برامج المحاكاة. بدلاً من ذلك ، يمكن لمولد نداء الرفع داخل النموذج الرئيسي تعبئة مكالمات عشوائية بناءً على توزيع احتمالي معين (على سبيل المثال ، نصف المكالمات إلى أو من الطابق الرئيسي) ، أو يمكن إعادة استخدام بيانات المكالمة من محاكاة سابقة لأغراض المقارنة.

استنادًا إلى مكالمات المصعد ، يحسب النموذج الرئيسي سرعة السيارة وموقعها ، والتي تحكمها التسارع المقدر ووضع التشغيل القابل للتطبيق للمصعد. يتم أيضًا استخدام معلمات أخرى ، مثل وقت التحميل لحساب إجمالي وقت الانتظار بين المكالمات. يجب أن يكون طول الخطوة الزمنية لحساب موضع السيارة أقصر بترتيب من حيث الحجم مقارنةً بحساب التأثير في الوقت الفعلي.

3.2 نموذج وحدة تحكم Sway وحاسبة Sway في الوقت الفعلي

يجمع نموذج وحدة التحكم في التأثير المدخلات المطلوبة (على سبيل المثال ، تسريع المبنى ، وموضع السيارة) ، ويحدد وضع التشغيل المناسب ويحافظ على أجهزة ضبط الوقت ، التي تحدد المدة التي يجب الحفاظ على وضع معين. الهدف من اختيار وضع تشغيل المصعد هو زيادة معدل الخدمة إلى أقصى حد دون التضحية براحة الركوب أو سلامة الركاب. تم توضيح العلاقة بين اختيار ملف تعريف السرعة وراحة الركوب مسبقًا بواسطة Roivainen et al. ،^[4] وهنا ينصب التركيز على الحد من اتساع الحبل دون تحديد مقدار الاهتزازات الجانبية في السيارة من أجل الحفاظ على مستوى أداء عالٍ.

3.2.1 أوضاع التشغيل

في كل وقت محدد ، يحدد جهاز التحكم في التأرجح وضع التشغيل الأنسب للرافعة. بدائل الوضع التشغيلي الأساسية ، بترتيب ذي أولوية من الأدنى إلى الأعلى ، هي السرعة العادية والمتغيرة (VAS) واختيار الأداء (PES) والمنتزه (PARK). يخصص ملف تعريف محرك VAS سرعة منخفضة للجزء العلوي أو السفلي من العمود. يضبط ملف PES الشخصي سرعة القيادة القصوى إلى مستوى أقل لفترة زمنية محددة. تقوم PARK بإيقاف السيارة في موضع انتظار محدد مسبقًا لفترة زمنية محددة. يمكن أن يكون هناك وضع واحد فقط نشطًا في كل مرة. يتم توضيح ملفات تعريف محرك VAS و PES في الشكل 2.

3.2.2 حساب تأثير الحبل في الوقت الفعلي

يحدث حساب اهتزاز الحبل في الوقت الفعلي داخل نموذج جهاز التحكم في التأثير. يتم تقدير سعة الحبل باستخدام معلومات موقع سيارة الرفع ، وبناء سعة التسارع وجداول البيانات الخاصة بالحبل لكل فترة من تسارع المبنى. الطريقة مستوحاة من الورقة من قبل Arai وآخرون.^[5]

ميزة حساب سعة الحبل بناءً على جداول محددة مسبقًا هي أن الحساب خفيف وسريع. هذا يعني أنه في التثبيت الفعلي للرفع ، يمكن تنفيذ هذا النوع من الحسابات بواسطة وحدة تحكم مجموعة الرفع في الوقت الفعلي دون إرهاق مواردها ، مع الأخذ في الاعتبار أنه يجب إجراء الحساب لكل من وضعي البناء الأساسي (x- و y - الاتجاهات) ولكل مصعد على حدة. في حالة المحاكاة ، فإن الحساب الفعال يجعل من الممكن حساب فترات طويلة في فترة زمنية قصيرة.

3.2.3 سعة تسريع البناء

يتم تحديد سعة تسارع المبنى من بيانات التسريع الدورية. السعة الفعالة â من السعة من الذروة إلى الذروة. هذا هو السعة الفعالة â يُعرَّف بأنه نصف الفرق بين أعلى وأقل قيمة في فترة التسارع. انظر الشكل 3 والشكل 4.

3.2.4 جدول تضخيم الحبل

جدول تضخيم الحبل عبارة عن مجموعة ثنائية الأبعاد ، يشار إليها فيما بعد باسم A، حيث يمثل كل صف مستوى الأرضية وكل عمود يمثل فترة تسريع ؛ انظر الشكل 5 للتوضيح. يتم حساب قيم الجدول مسبقًا عن طريق حل معادلة موجة مخمد من الدرجة الثانية ذات سعة تسريع ثابتة. عندما يُفترض أن شد الحبل لن يتغير بسبب إزاحة الحبل ، فإن المعادلة الناتجة تكون خطية. وهكذا ، فإن السعات الحبل u تتناسب طرديًا مع سعة التسارع ، أي ، ش ~ âA. وبالتالي ، بمجرد إنشاء الجدول لسعة تسريع واحدة ، يمكن استخدامه لأي سعة تسارع عن طريق استخدام القياس. قيمة خلية الجدول A_ij هو عامل التضخيم في الحبل المدروس بعد j فترات التسارع عندما تكون سيارة الرفع في حالة راحة عند i^th مستوى الأرض.

فيما بعد ، من المفترض أن يتم إنشاء جداول بيانات تضخيم الحبل باستخدام سعة تسارع الوحدة. وتجدر الإشارة إلى أن حساب مستويات الأرضية لا يلزم أن يتزامن مع مستويات هبوط السيارة. يتم تصور جدول البيانات في الشكل 6.

يتم تحديث سعة الحبل في خطوات زمنية منفصلة t₀, t₁, t₂و. . . مثل ذلك t_n-ر_{ن − 1}=T. افترض ذلك في الوقت المناسب t_n أقرب طابق لعربة الرفع في اتجاه السفر هو i^th أرضية. علاوة على ذلك ، دعونا في_n)A_ij تكون قيمة السعة في الصف i وهو الأقرب إلى السعة المحسوبة مسبقًا ش (ر_{ن − 1}). ثم السعة في الوقت المناسب t_n يحسب على أنه

حيث يتم إعطاء زيادة السعة بواسطة

أين في_n) هي سعة التسارع لـ n^th فترة التسارع. ومع ذلك ، إذا كانت السعة السابقة أعلى أو تساوي الحد الأقصى لقيمة الجدول في الصف i، السعة تتحلل أضعافا مضاعفة أو تبقى كما هي:

أين p_i هي النسبة المحسوبة مسبقًا بين فترة البناء وفترة الحبل عندما تكون السيارة في وضع الأرض F_i و هي قيمة نسبة التخميد.

3.3 حاسبة السلسلة الزمنية لحركة البناء

يتم حساب بيانات السلاسل الزمنية لحركة البناء عن طريق عملية النطاق الضيق^{[7] ، [8]} هو مبين في الشكل 7. حركة المبنى w₀(T) محسوبة من الضوضاء البيضاء الغوسية ξ(T) بواسطة مرشح من خطوتين. يتكون المرشح من مرشح تمرير منخفض ومرشح تمرير نطاق.

يتم اختيار معلمات المرشح مثل حركة المبنى w₀(T) لديه الخصائص الإحصائية المطلوبة. معامل المرشح α يحسب على أنه

أين Ω يعادل التردد الطبيعي للمبنى ويتوافق مع التردد المركزي لمرشح تمرير النطاق ، ζ و هو عرض النطاق لمرشح تمرير النطاق ، A₀ هي سعة سلسلة زمنية جيبية متناسقة لها نفس قيمة RMS مثل حركة المبنى w₀(T) و S₀ هو المستوى الثابت من طيف القدرة للضوضاء البيضاء ξ(T).

يتم إنشاء السلسلة الزمنية لحركة المبنى بقيمة RMS محددة مسبقًا ونسبة الذروة إلى RMS وبناء التردد الطبيعي. تقدر قيمة نسبة الذروة إلى RMS كـ^[9]

أين T_OBS يتوافق مع فترة المراقبة ، عادةً 600 ثانية أو 3,600 ثانية في ممارسة هندسة الرياح. وتجدر الإشارة إلى أن الحصول على قيمة محددة مسبقًا لنسبة الذروة إلى RMS لحركة المبنى w₀(T) لا يتم ضمان السلاسل الزمنية من خلال عملية النطاق الضيق الموضحة أعلاه. ومع ذلك ، يمكن الحصول عليها بسهولة لقيم نموذجية من الذروة إلى RMS من خلال تشغيل العملية بضوضاء بيضاء غوسية عشوائية جديدة ξ(T) السلاسل الزمنية حتى يتم الحصول على القيمة المطلوبة.

3.4 نموذج محاكاة كامل النطاق

يعتمد نموذج المقياس الكامل على معادلة الموجة المثبطة من الدرجة الثانية ، ويتم حل معادلة PDE الحاكمة عدديًا عن طريق طريقة الفروق المحدودة. نموذج المحاكاة المستخدم في البيئة الحسابية هو كود KONE مطور داخليًا. تم تقديم نهج مشابه جدًا لحل اهتزاز الحبل لنظام الرفع المتحرك بطريقة الفروق المحدودة.^[10] في النموذج الشامل ، يمكن اعتبار الأحداث الأكثر تعقيدًا بسهولة ، على سبيل المثال ، ضرب الحبال بمعدات عمود الدوران أو جدار عمود الدوران ، أو تطبيق حلول الأجهزة المذكورة في الفصل 1.

النموذج الشامل عبارة عن مجموعة من البرامج النصية ، والتي توفر درجة عالية من الحرية ولكنها تتطلب أيضًا مستخدمًا متمرسًا لديه معرفة عميقة بالمشكلة التي تتم دراستها. في حالة البيئة الحسابية قيد المناقشة ، يتم استخدام نموذج المقياس الكامل كنموذج مرجعي للتأكد من أن منطق حساب سعة الحبل باستخدام جداول بيانات التضخيم ينتج نتائج دقيقة.

3.5 حساب جدول بيانات تضخيم الحبل

يتم إنشاء جداول بيانات تضخيم الحبل الموصوفة في الفصل 3.2 باستخدام أداة تحليل اهتزاز الحبل. تطبق هذه الأداة نفس طريقة الفروق المحدودة مثل نموذج المقياس الكامل ، ولكنها تستخدم ملف إدخال مخصصًا وتقوم بتشغيل نصوص برمجية محدودة فقط لإنتاج ملفات إخراج محددة. تُستخدم هذه الأداة أيضًا لإنشاء نتائج حسابية لتقارير تحليل اهتزاز الحبال الخارجية.

في بداية المحاكاة ، تم ضبط إزاحة الحبل على الصفر ، ويبدأ المبنى في التأرجح مع فترة معينة T مع وحدة تسارع بسعة 1 مجم. يتم تعيين سعة تسارع الوحدة للمبنى على ارتفاع المبنى ، حيث يوجد مقياس تسارع المبنى المحدد للرفع ، أي ارتفاع غرفة الماكينة عادةً. تظل عربة الرفع ثابتة في موقع العمود المحدد F_i خلال تشغيل محاكاة واحدة. يتم تسجيل الحد الأقصى من الإزاحات المطلقة لأجزاء الحبل المختلفة كدالة للوقت وتخزينها مع فترة البناء T الفاصل الزمني كصف في جداول بيانات تضخيم الحبل المقابلة. عند تكرار المحاكاة المذكورة أعلاه لجميع أوضاع سيارة الرفع F_i بالنسبة للمصعد المدروس ، يتم الحصول على جداول بيانات تضخيم الحبل. وقت المحاكاة لكل موقع لسيارة الرفع F_i يجب أن يكون طويلًا بدرجة كافية بحيث يتم العثور على السعات القصوى المتقاربة لكل مقطع حبل.

4. النواتج

يمكن تكوين البيئة الحسابية لتوليد مخرجات مختلفة. يعرض هذا الفصل المخرجات الأساسية الثلاثة واستخداماتها.

4.1 مقارنة النماذج

لأغراض التحقق من الصحة ، يمكن تغذية بيانات تشغيل الرفع وبيانات البناء وبيانات حركة المبنى إلى محاكي الحبال واسع النطاق ، والذي يحسب السعات "الدقيقة" التي يمكن مقارنتها بعد ذلك بالنتائج "المقدرة" التي يوفرها الوقت الفعلي آلة حاسبة Sway. يوضح الشكل 8 نتائج أحد عمليات التحقق هذه. كما لوحظ ، من الممكن تحقيق ارتباط جيد بين النتائج بناءً على الجداول المحددة مسبقًا (نموذج الوقت الحقيقي) وطريقة الفروق المحدودة (نموذج المقياس الكامل).

4.2 البيانات العددية للتحليل

يتم عرض البيانات الرقمية التي تنتجها البيئة الحسابية باستخدام نموذج رفع بسفر 200 متر وسرعة مقدرة 8 م / ث و 34 هبوطًا. الحد الأدنى لأوقات المصعد في PES أو PARK هي 10 و 15 دقيقة في المقابل. تم تحليل سيناريوهين: أحدهما حيث يعمل المصعد كخدمة نقل بين الطابق السفلي والأعلى ، والآخر حيث توجد أيضًا طوابق وسيطة ويخدم المصعد مكالمات عشوائية. يتم تقييم كلا السيناريوهين أيضًا بافتراض أن إجمالي وقت الانتظار هو 180 ثانية أو 10 ثوانٍ عند عمليات الإنزال حيث يتوقف المصعد. يتم تقديم النتائج بثلاثة شروط: "مثالي" يمثل الموقف الذي لا توجد فيه ميزات للتحكم في التأثير ؛ يمثل "قديم" الموقف الذي يعتمد فيه التحكم في التأثير على بناء التسارع فقط ؛ و "جديد" يمثلان الموقف الذي يعتمد فيه التحكم في التأثير على حساب سعة الحبل في الوقت الفعلي. النتائج معروضة في الجدول 2.

4.3 الرسوم المتحركة

يمكن للنموذج الرئيسي إنشاء رسوم متحركة مباشرة لتصور البيانات الرقمية من البيئة الحسابية. يوضح الشكل 9 طريقة بسيطة وفعالة لتوضيح الارتباط بين الجوانب المختلفة لمشكلة اهتزاز الحبل. يُظهر الركن الأيسر العلوي الموضع النسبي للسيارة وثقل الموازنة في كل خطوة زمنية ، بينما يُظهر الركن الأيمن العلوي تسارع المبنى ويُظهر الجزء السفلي اتساع الحبل المحسوب لكل مقطع حبل.

5. نقاش

في أطروحته ، توقع Caporale أن الإجراءات المضادة الميكانيكية سوف تسود على الحلول البرمجية لأن العملاء سوف يفوقون المصاريف الأولية الأعلى على الانخفاض في أداء نظام الرفع. بناءً على تجربة المؤلفين ، لم يسير التطوير كما توقع Caporale. هناك عدد من الأسباب لذلك - وأكثرها وضوحًا هو التقدم السريع في أنظمة التحكم القائمة على البرامج. بالإضافة إلى ذلك ، جعلت التطورات في تكنولوجيا البناء المباني أقل حساسية للتأثير. كان أحد الأسباب الأقل وضوحًا هو الافتقار إلى الأدوات التي يمكن استخدامها لإثبات فعالية استراتيجيات التحكم في التأثير المختلفة بسهولة - سواء أكانت تعتمد على البرامج أو الأجهزة - على العميل. وقد أدى هذا النقص إلى ترك العملاء دون مبرر مناسب لاتخاذ القرار بين تكلفة الاستثمار قصير الأجل والربحية طويلة الأجل.

إن إدخال البيئة الحاسوبية لمحاكاة تأثير تأثير المبنى على المصاعد الشاهقة يلغي هذا القصور ويمنح العملاء إمكانية اتخاذ قرارات مستنيرة. يسمح تصور النتائج أيضًا بالتواصل الفعال بين الأطراف المختلفة في مشاريع المباني الشاهقة الذين قد لا يكون لديهم معرفة متعمقة بتعقيدات هندسة المصاعد. بالنسبة لمهندسي المصاعد ، تتيح البيئة الحسابية اختبار وتحسين استراتيجيات التحكم في التأثير المختلفة في أنواع مختلفة من المباني وفي ظروف مناخية مختلفة.

هذه الأنواع من الأدوات ضرورية للإجابة على التوقعات المتزايدة باستمرار للمباني الشاهقة والنحيلة للغاية.

اقرأ أيضا: التحكم في اهتزاز الحبال للارتفاعات العالية

---

مراجع حسابات

[1] إس ماركوس ، "The New Supers: Super-Slender Towers of New York ،" شيكاغو ، 2015.

[2] RS Caporale ، "تأثير بناء التأثير على حبال وكابلات الرفع ،" في مراجعة النقل العمودي ، Elevator World Inc.

[3] RS Crespo ، S. Kaczmarczyk ، P. Picton ، H. Su and M. ، نورثامبتون ، 2013.

[4] G. Roivainen، J. Saloranta، M. Ruokokoski، J. Kalliomäki and V. Sreenath، “Transient Dynamic Computation for Mega-High Rise Lifts،” Northampton، 2018.

[5] Y. Arai، K. Tanaka، J. Koizumi and S. Sasaki، "Application of Seismic Design to Elevators for Skyscrapers،" in Elevator Technology 22، Proceedings of Elevcon 2018، 22nd International Congress on Vertical Transportation Technologies، Berlin، الرابطة الدولية لمهندسي المصاعد 2018.

[6] GS Strakosch and RS Caporale ، دليل النقل العمودي ، الطبعة الرابعة ، نيويورك: John Wiley & Sons، Inc. ، 4.

[7] JW Larsen ، R. Iwankiewicz و SKR Nielsen ، "تحليل الاستقرار العشوائي غير الخطي لأجنحة توربينات الرياح بواسطة محاكاة مونت كارلو" ، المهندس الاحتمالي. ميكانيكي. 22 ، 181-193. ، 2007.

[8] S. Kaczmarczyk ، R. Iwankiewicz and Y. Terumichi ، "السلوك الديناميكي لنظام الحبل المعوض للمصعد غير الثابت في ظل الإثارة التوافقية والعشوائية" ، مجلة الفيزياء: سلسلة المؤتمرات 181 ، 2009.

[9] إيه جي دافنبورت ، "ملاحظة حول توزيع أكبر قيمة لدالة عشوائية مع التطبيق على التحميل السريع." وقائع ، معهد الهندسة المدنية ، 28 (2): 187-196 ، 1964.

[10] H. Kimura ، H. Ito و T. Nakagawa ، "تحليل الاهتزاز لحبل المصعد - الاهتزاز القسري للحبل بطول متغير مع الوقت" ، مجلة البيئة والهندسة. المجلد. 2 ، رقم 1 ، ص 87-96 ، 2007.

[11] P. Andrew and S. Kaczmarcyk، Systems Engineering of Elevators، Mobile: Elevator World، Inc.، 2011.