Tecnología de construcción: planificación y rendimiento de grupos de ascensores

Un estudio de la calidad del servicio de la planificación de grupos y los controles de grupos de destino.

Ascensores Paternoster

Hace mucho tiempo, algunos edificios de oficinas de poca altura eran atendidos por una serie interminable de pequeños autos abiertos que giraban lentamente en ascensores y descensos. Estas instalaciones se llamaron paternósters. Los tiempos de espera fueron cortos porque los pasajeros siempre podían ver un automóvil que llegaba y subirse en el momento adecuado. Los tiempos de viaje fueron largos, lo que dio a los pasajeros tiempo suficiente para concentrarse en el momento adecuado para saltar.

Los grupos modernos de alta velocidad intentan imitar a los paternosters. Para un grupo de cuatro automóviles, existe una posición ideal de los automóviles cuando un automóvil está en el piso cero o cerca de él, un segundo automóvil está a la mitad del camino hacia el piso superior, un tercer automóvil está en o cerca del piso superior y un cuarto automóvil está a mitad de camino descendiendo al piso cero. Los coches son elementos de una cadena imaginaria de coches giratorios. El grupo de control es la cadena imaginaria.

Un aumento en el número de autos en esta cadena reducirá la distancia de tiempo promedio entre autos. Aumenta la capacidad de transporte del grupo. Un coche adicional implica que el número medio de pasajeros por coche se reduce sustancialmente en todas las condiciones de tráfico. En consecuencia, los automóviles hacen menos paradas, los tiempos de ida y vuelta son más cortos y la cadena imaginaria de automóviles gira más rápido. Es obvio que un vehículo adicional aumenta la capacidad de transporte al doble. En consecuencia, los coches pueden ser mucho más pequeños. Este ejemplo de operaciones de grupo muestra tanto la importancia de la planificación como la función esencial de los controles de grupo.

Los grupos tradicionales con autos grandes son ineficientes

El grupo más común de ascensores consta de cuatro coches grandes con una carga contractual nominal de aproximadamente 1600 kg (20 pasajeros). La mayoría de los grupos existentes tienen controles tradicionales con botones arriba / abajo en los rellanos y botones del piso en los autos. Durante períodos con densidades de tráfico ligero o medio, estos grupos brindan calidades de servicio satisfactorias, porque los automóviles transportan pocos pasajeros. Los tiempos de ida y vuelta y de viaje en los coches son cortos, porque los coches hacen pocas paradas que consumen mucho tiempo.

Durante los períodos de mucho tráfico, los autos llenos hacen muchas paradas que causan largos viajes de ida y vuelta y tiempos de viaje. El control de grupo tiene poca o ninguna influencia en las operaciones, porque los pasajeros controlan todos los movimientos del automóvil con los botones del piso. Esto implica que la eficiencia de los grupos tradicionales es peor cuando más se necesita.

A principios del siglo pasado, los asistentes de los ascensores y sus supervisores evitaron esta pérdida de control y eficiencia al asignar pasajeros con el mismo destino a automóviles específicos. Su inteligencia y experiencia con los destinos de los pasajeros aseguraron calidades de servicio satisfactorias durante períodos de tráfico intenso. Esta inteligencia se perdió cuando se abolieron los asistentes y sus supervisores / despachadores.

La planificación grupal es siempre un compromiso

La planificación y el desempeño de cada grupo es un compromiso entre los siguientes cuatro conjuntos de características interdependientes:

1. Capacidad de transporte hacia arriba y hacia abajo
2. Calidades de servicio dependientes del tiempo
3. Requisitos de espacio y energía
4. Costos de capital y mantenimiento

El mejor compromiso posible es una configuración de grupo que optimiza las calidades de servicio de grupo 1 y 2 y minimiza las características 3 y 4.

Este artículo demuestra que las mejores configuraciones y la eficiencia posibles se definen por la relación entre las capacidades de transporte del grupo y las calidades de servicio dependientes del tiempo. Esta lógica demuestra que los grupos con autos grandes son ineficientes y revela:

• Los ascensores grandes requieren demasiado espacio de construcción y consumen demasiada energía.
• Los ascensores grandes son ineficientes y provocan largas esperas y tiempos de viaje durante períodos de mucho tráfico, porque pierden el tiempo haciendo demasiadas paradas.

Considere lo siguiente: Un automóvil grande y único puede servir en un edificio bajo o en una zona de edificio corto. Si sustituimos el automóvil individual por un grupo de dos automóviles con cargas contractuales que equivalen al 50% del automóvil individual, todas las calidades de servicio mejoran. En comparación con el automóvil grande, el número promedio de paradas por viaje de ida y vuelta de los automóviles pequeños será menor en todas las condiciones de tráfico. En consecuencia, sus tiempos medios de ida y vuelta son más cortos en todo momento. El grupo de dos coches puede, en todas las condiciones de tráfico, transportar más pasajeros que el gran coche individual; es decir, el grupo de dos autos es más eficiente que el de un solo auto. Además, el tiempo medio de espera (AWT) y el tiempo medio de viaje en los coches (ATTC) del grupo de dos coches se reducen para todas las condiciones de tráfico.

Cada aumento en el número de automóviles de un grupo permite cargas de contrato más pequeñas y mejora la eficiencia del grupo (capacidades de transporte) y la calidad del servicio dependiente del tiempo. La mayor eficiencia de los grupos con más automóviles y más pequeños permite que los grupos atiendan más pisos o poblaciones más grandes. Los grupos con cinco o seis vagones pueden tener pequeñas cargas de contrato y ofrecerán altas capacidades de transporte en combinación con excelentes calidades de servicio dependientes del tiempo. Esta lógica es válida para cualquier grupo y cualquier sistema de control de grupo. Es una característica inherente de los grupos de ascensores.

La configuración de grupos tradicionales

Como se mencionó anteriormente, la mayoría de los edificios son atendidos por grupos tradicionales de cuatro autos con autos grandes. Para grupos con controles tradicionales (es decir, controles reactivos no inteligentes), estas configuraciones de cuatro autos son el mejor compromiso posible.

No existen grupos tradicionales con seis coches pequeños, aunque estas configuraciones permitirían una reducción de la carga contratada a 800 kg. Estas configuraciones de seis coches se pueden acomodar en el mismo espacio requerido para grupos tradicionales con cuatro coches grandes. Se reduce el consumo de energía de un grupo de seis coches pequeños a prorrata a las cargas totales del contrato (6400/4800 kg), es decir, en un 25%. Las capacidades de transporte del grupo de seis coches son aproximadamente un 5% más altas. El grupo de seis coches pequeños duplica el número de viajes de ida y vuelta durante los períodos con mucho tráfico; es decir, duplica la frecuencia del servicio, reduciendo sustancialmente tanto los tiempos de espera como los de viaje.

Existen grupos tradicionales con seis coches grandes, sobre todo en muchos edificios prestigiosos. Estos grupos utilizan sus mayores capacidades de transporte para atender tres o cuatro pisos adicionales. Los pisos adicionales aumentan sustancialmente la población atendida por un grupo. Además, el tiempo medio de ida y vuelta de cada automóvil aumenta en todas las condiciones de tráfico. La eficiencia de cada automóvil se reduce en consecuencia. El resultado de esta práctica de planificación falsa es un aumento del tiempo medio hasta el destino (la suma del tiempo medio de espera y de viaje) en todas las condiciones de tráfico.

Aunque los grupos tradicionales de seis automóviles con automóviles grandes son más costosos, requieren más espacio de construcción y consumen más energía, sus calidades de servicio dependientes del tiempo son peores que las de los grupos tradicionales de cuatro automóviles. Sus capacidades de transporte son aproximadamente un 5% menos. Un grupo tradicional de cuatro automóviles generalmente puede servir de 12 a 14 pisos. Este número depende de las poblaciones del suelo. Un aumento del 50% en el número de automóviles permite un aumento del 25% en el número de pisos atendidos debido a la reducción de la eficiencia del grupo.

Controles inteligentes de grupo de destino

Durante los últimos 20 años, los controles de grupos de destino se convirtieron en el sistema de control preferido para grupos en edificios altos. Estos requieren que los pasajeros ingresen sus destinos en los paneles de control en los vestíbulos. El control responde asignando a cada pasajero un automóvil específico. La diferencia esencial con los grupos tradicionales es la ausencia de botones de piso en los automóviles.

Los controles de grupos de destino existentes se diseñaron antes de que el autor descubriera la relatividad de las características del grupo. En consecuencia, los grupos existentes con controles de destino aún no poseen la inteligencia artificial y la experiencia artificial esenciales para lograr la mejor eficiencia y calidades de servicio posibles. Los controles de destino existentes son reactivos pero aún no proactivos.

Los controles de grupo de destino inteligentes tendrán sistemas de aprendizaje que monitorean, registran y analizan continuamente las operaciones de los automóviles, las cargas de los automóviles, las llamadas de servicio y otros datos específicos del grupo y del edificio. Estos sistemas facilitan el control del grupo para crear patrones de densidad de tráfico hacia y desde cada piso, patrones de llamadas de servicio, etc. Estas habilidades de aprendizaje hacen que los controles de destino inteligentes sean proactivos.

Las capacidades de aprendizaje también permiten controles de grupo inteligentes para crear estructuras de datos que revelan datos de rendimiento para todas las posibles condiciones de tráfico. Estas estructuras de datos hacen que el potencial de rendimiento de un grupo sea transparente, es decir, predecible y controlable. Controlable porque los grupos inteligentes tienen un único objetivo de control: minimizar e igualar los tiempos de ida y vuelta (RTT) en todas las condiciones de tráfico. Este objetivo maximiza las capacidades de transporte y optimiza simultáneamente todas las calidades de servicio dependientes del tiempo para todas las condiciones de tráfico, es decir, en todo momento.

El objetivo de RTT se logra minimizando e igualando el número permitido de paradas para cada automóvil y para cada viaje hacia arriba y hacia abajo en relación con las densidades de tráfico momentáneas y / o anticipadas. Este sistema permite, en todo momento, la asignación inmediata de pasajeros a automóviles específicos.

Rendimiento y configuraciones de grupos con controles de destino inteligentes

Una característica notable de los grupos inteligentes es la capacidad de reducir los tiempos medios hasta el destino cuando aumenta la densidad del tráfico. Es fácil explicar esta característica.

Una densidad de tráfico creciente requiere un RTT promedio más corto; es decir, se debe reducir el número de paradas permitidas. El AWT aumenta y el ATTC se reduce. La reducción del ATTC supera el aumento del AWT.

Los grupos con controles de destino inteligentes ofrecerán, para todas las condiciones de tráfico, las capacidades de transporte ascendentes y descendentes necesarias en combinación con las mejores calidades de servicio posibles en función del tiempo para densidades de tráfico momentáneas. Las calidades de servicio dependientes del tiempo serán equitativas tanto para los pasajeros de subida como de bajada.

Para los edificios nuevos, los controles de destino inteligentes permitirán ahorros sustanciales de espacio y energía. Por ejemplo, la carga contractual mínima óptima para grupos inteligentes de cuatro coches será de unos 1200 kg. Para los grupos de seis coches, este mínimo será de unos 800 kg, y para los grupos de cinco coches, de unos 1000 kg. Las cargas de contrato mínimas dependen de la cantidad de automóviles y la cantidad de pisos atendidos y su población. Si se excede el óptimo para el número de pisos que pueden ser atendidos por un grupo específico, se requerirá una carga mínima de contrato más alta. Aumentan los requisitos de espacio y energía. La eficiencia del grupo y la calidad del servicio dependiente del tiempo empeorarán.

Los grupos con controles de destino inteligentes pueden tener cargas contractuales más grandes y automóviles más grandes para mejorar la comodidad de los pasajeros; sin embargo, los automóviles más grandes no afectan las mejores calidades posibles de servicio que dependen del tiempo. Planificar la configuración y desempeño de los grupos inteligentes será un ejercicio exacto, con calidades de servicio que se pueden garantizar contractualmente.

La industria de los ascensores

La relatividad de las características que definen el desempeño y la eficiencia de los grupos presenta un dilema para las empresas de ascensores y los consultores de ascensores. Negar simplemente la existencia de la relatividad parece imposible. Aceptar y adoptar la relatividad requiere el desarrollo de controles de grupo inteligentes y el abandono de métodos de planificación y evaluación del desempeño incorrectos (empíricos). Estos métodos incorrectos son la causa de prácticas comerciales especiales en la industria de los ascensores.

Hasta ahora, se desconocía el potencial teórico de rendimiento de los grupos. Los controles de grupo que ofrecen el mejor rendimiento posible en todas las condiciones de tráfico no estaban (y siguen estando) disponibles. Esta situación ha provocado (y sigue provocando) inseguridad entre urbanistas y propietarios sobre el desempeño de los grupos. Esta inseguridad ha creado una demanda de consultores independientes de ascensores. Los planificadores y propietarios se sienten más seguros al obtener asesoramiento independiente con respecto a la planificación de ascensores. Esta práctica es conveniente para los contratistas de ascensores, porque aparentemente un tercero asume la responsabilidad del desempeño del grupo.

Esta situación ha sido perjudicial para todos los interesados. Los contratistas de ascensores han perdido, en gran medida, su influencia en la planificación de ascensores. Se redujo la implicación e interés del personal de ventas e I + D en la planificación de grupos. Se ha oscurecido el hecho de que la planificación de grupos y su desempeño son interdependientes. Los consultores han perdido oportunidades para hacer que su trabajo sea más significativo e importante. Los propietarios y planificadores no pueden planificar ni comprar los grupos más económicos y de mejor rendimiento.

Para la industria de los ascensores, los controles de grupo de destino inteligente presentan nuevos problemas que pueden parecer poco atractivos. En última instancia, el mejor desempeño de grupo posible provocará la estandarización de los controles de grupo. Es probable que esto afecte la competencia por nuevos proyectos y el mantenimiento de los grupos existentes. La integración de los controles del grupo de ascensores en los sistemas de gestión de edificios podría ser un próximo paso. En vista de la importancia de construir sistemas de seguridad, tal desarrollo parece lógico.

Los controles de destino inteligentes monitorean el tráfico hacia y desde cada piso. Pueden registrar e informar el ir y venir de miembros individuales. Los administradores de edificios y los inquilinos están interesados ​​en estos datos. También podrían usarse para controlar el aire acondicionado o incluso la iluminación. El autor recomienda que los propietarios y planificadores de edificios exijan grupos eficientes que brinden las mejores calidades de servicio posibles en todas las condiciones de tráfico. Las calidades del servicio deben estar sujetas a garantías contractuales. Los controles de grupo de destino inteligentes son simples y fáciles de realizar, porque sus estructuras de datos hacen que el rendimiento sea transparente y controlable.

Leo Weiser Port inventó los controles de grupo de destino (Sydney, década de 1960). El desarrollo de controles de destino inteligentes (proactivos) es el siguiente paso. La demanda del mercado es fundamental para que esto suceda. Este artículo demuestra que la planificación de edificios y los controles inteligentes son decisivos para el desempeño del grupo. Cuando los propietarios de edificios, arquitectos y consultores se den cuenta de que pueden definir y controlar la planificación y el rendimiento de los ascensores, seguirá la demanda. El primer edificio con grupos inteligentes demostrará su rendimiento superior y provocará un gran avance.

En el libro The Planning and Performance of Groups of Elevators, se demuestra matemáticamente la relatividad inherente de las capacidades de transporte grupal y sus cualidades de servicio dependientes del tiempo. Describe en detalle la lógica, los sistemas, las matemáticas y las funciones de los controles de grupo de destino inteligente. Se puede acceder a este libro a través del sitio web del autor: www.elevatorgroupcontrols.com.