Tránsito inteligente en edificios modernos

Los edificios modernos impactan el equilibrio de un entorno urbano y representan uno de los medios más importantes para llamar la atención del público y personificar el orgullo de los ciudadanos por sus ciudades. Representan una tipología constructiva importante que sigue creciendo en todo el mundo.

Una vez que se determinan la forma básica y la forma de los edificios, la parte más minuciosa es atender los servicios aliados, que pueden ayudar a mantener el edificio moderno en funcionamiento en todo momento. Como es el caso de la mayoría de las esferas de la vida social moderna, una mejor planificación y tecnología están mejorando enormemente los resultados de los planificadores de edificios. La gestión del movimiento de personas se convierte en la clave para poder sacar el máximo partido a las instalaciones de un edificio, y si esto se puede hacer de forma inteligente y energéticamente eficiente, la mitad de la batalla ya está ganada.

Los ascensores hicieron posible que las ciudades se expandieran hacia arriba y se convirtieran en motores globales de crecimiento económico y progreso. Las tendencias globales de hoy están creando nuevas oportunidades y desafíos para nuestra industria. Este crecimiento se puede atribuir en gran medida a los siguientes factores.

Urbanización

Más del 50% de la población mundial vive ahora en ciudades, y la migración está acelerando aún más esta tendencia. Solo en China, más de 12 millones de personas se trasladan del campo a las zonas urbanas cada año. Los ascensores seguirán desempeñando un papel más importante en el desarrollo urbano, porque el modelo emergente de vida urbana sostenible tiene que estar orientado verticalmente con ciudades de alta densidad conectadas por transporte público. Ya lo estamos presenciando en los países emergentes, especialmente en Asia. Aquí, los edificios tradicionales de un solo propósito uno al lado del otro a lo largo de una calle están dando paso a estructuras multipropósito más complejas conectadas por sistemas de transporte público ubicados subterráneos o elevados. Si bien la India sigue a la zaga incluso de las demás naciones en desarrollo en este sentido, hay planes para ponerse al día con esta tendencia.

Demografía

La urbanización va acompañada de tendencias demográficas relacionadas, como el aumento de personas en edad de formar un hogar en economías como India, América Latina, Turquía, el mundo árabe y China. En India, por ejemplo, se espera que el número de hogares urbanos de clase media crezca de menos de 10 millones en la actualidad a más de 87 millones para 2025. Este creciente mercado de consumidores impulsará la necesidad de más y mejores espacios residenciales, todos lo que conducirá a la demanda derivada de estructuras mejor elevadas.

Crecimiento del ingreso per cápita

El surgimiento de una clase media en gran parte del mundo en desarrollo, especialmente China e India, está creando nuevas sociedades de consumo que buscan nuevos y mejorados espacios residenciales. En muchas ciudades, las carreteras congestionadas, las instalaciones inadecuadas y las áreas comerciales sin desarrollar o fragmentadas ya están dando paso a nuevos sistemas de transporte público, aeropuertos, hospitales, centros comerciales y otra infraestructura urbana moderna.

Eficiencia energética

Se proyectan cambios políticos y sociales de gran alcance para acompañar estos desarrollos. Uno es el movimiento ecológico, que está transformando las industrias de la construcción y del automóvil, y ejerce cada vez más presión sobre la construcción de edificios y sus agencias aliadas, entre las que se encuentra la instalación de ascensores. Esto es especialmente relevante en términos de cómo los ascensores contribuyen a la eficiencia energética de un edificio.

Seguridad y confort

La seguridad y la comodidad siempre han sido vitales, pero lo son aún más porque nos enfrentamos cada vez más a estructuras y desafíos de escalas sin precedentes. Hoy en día, los edificios de más de 500 m de altura son cada vez más parte del paisaje urbano, lo que significa que debemos proporcionar viajes seguros y cómodos a velocidades superiores a 10 mps y permitir cambios de presión que literalmente harían estallar los oídos de los pasajeros. Luego, está la gestión del tráfico, la seguridad y el control de acceso, que deben ser cómodos, rápidos y seguros.

Innovación: una necesidad

Para hacer frente a cualquiera o todos estos desafíos de crecimiento, tenemos que innovar continuamente. Por ejemplo, Schindler ha avanzado mucho en la gestión del tráfico y el control de acceso. Esta tendencia debe continuar, junto con soluciones para mejorar la confiabilidad y la eficiencia energética. También debemos analizar detenidamente cómo llevamos a cabo el negocio de servicios a la luz de las consideraciones medioambientales.

La gestión del tráfico

HC_5% 

5 minutos. La capacidad de manipulación (HC5%) es el número total de pasajeros que un sistema de ascensor puede transportar en un período de 5 min. durante las horas pico de tráfico (Figura 1). El valor se expresa como porcentaje de la población de los pisos superiores.

TH_AQ 

El tiempo de viaje teórico (THAQ) es el tiempo de viaje para toda la altura de un edificio sin tener en cuenta el tiempo perdido por aceleración y desaceleración (Figura 2). Se recomienda que este valor sea de 20 s. para requisitos superiores, 25 s. para requisitos medios y 32 s. para los requisitos básicos.

RTT

El tiempo de ida y vuelta (RTT) es el tiempo entre dos inicios del mismo ascensor desde la entrada principal (Figura 3). Se evalúa mediante fórmulas matemáticas y una tabla predefinida para el número de paradas esperadas y el piso de inversión promedio. 

Intervalo

El intervalo es el lapso de tiempo promedio entre las sucesivas salidas de automóviles desde la parada principal (Figura 4). Se recomienda que sea de 25 s. para requisitos superiores, 32 s. para requisitos medios y 40 s. para los requisitos básicos.

Método de análisis de tráfico

Un análisis de tráfico debe cubrir una variedad de situaciones de tráfico importantes, especialmente al planificar nuevos edificios. Los valores informados deben ser lo más fiables y comparables posible. Sin embargo, los valores de rendimiento dependen de los métodos del análisis de tráfico y de los supuestos básicos de tráfico, para lo cual son necesarias las siguientes entradas preliminares:

• Propósito del edificio, incluidas las zonas previstas (p. Ej., Designaciones de áreas, como estacionamiento, restaurante, club de salud)
• Elevación del edificio, incluida la distancia exacta entre pisos
• Plano de ocupación del edificio y / o área del piso (p. Ej., Número de habitaciones de hotel, pisos residenciales por piso y pies cuadrados de área de oficinas alquiladas)

Simulación versus métodos de cálculo

En los métodos de simulación, un flujo de pasajeros real está siendo reemplazado por uno virtual creado con la ayuda de un generador aleatorio y cargado en el mismo algoritmo de control que se usa en un controlador de ascensor real. Por lo tanto, los resultados se pueden medir en diferentes condiciones de tráfico y reflejar la realidad esperada. Por el contrario, los métodos de cálculo se basan en fórmulas que solo cubren un rango muy limitado de situaciones de tráfico (generalmente, solo en las horas pico). Las fórmulas reflejan supuestos teóricos, más que un comportamiento realista de los grupos de ascensores, y los resultados suelen ser demasiado optimistas. Por lo tanto, los resultados de los cálculos no deben compararse con los resultados de la simulación.

El flujo de tráfico en un edificio cambia constantemente; No hay dos días iguales. Como regla general, el tráfico depende de muchos factores (como la ubicación del edificio, la estructura del inquilino, etc.) y puede variar considerablemente durante la operación del edificio. Un análisis de tráfico debe tener en cuenta estos factores y tratar en la medida de lo posible de cubrir situaciones de tráfico futuras.

En un edificio complejo, un solo supuesto de tráfico no es suficiente (por ejemplo, no es suficiente aplicar un patrón de tráfico medido en un edificio existente al diseño de un nuevo edificio). En particular, los límites de la capacidad de manipulación de ascensores no se pueden encontrar mediante tal examen. Las predicciones del rango de capacidad de manipulación de un grupo de ascensores solo pueden hacerse simulando una amplia gama de situaciones de tráfico. Un método de referencia aplica una situación de tráfico de referencia de intensidad de tráfico baja a muy alta; Esto permite detectar los límites de la capacidad de manipulación de los ascensores. Schindler utiliza un método de referencia que proporciona una evaluación neutral del sistema.

Sistemas de control de ascensores y gestión del tráfico

La arquitectura típica de un sistema de control de ascensores se ilustra en la Figura 7. Los tableros de control de un grupo de ascensores normalmente están situados en una sala de máquinas. Puede haber uno o varios controles de grupo en un grupo de ascensores. Uno de los controles de grupo es el maestro, que envía las llamadas de pasillo a los ascensores, y los otros controles de grupo son de respaldo. Otras funciones dentro de la cabina (por ejemplo, registro y cancelación de llamadas de cabina, control de puertas y medición de la carga de la cabina) son manejadas por el control del ascensor. Los controles de ascensores modernos proporcionan dispositivos integrados de supervisión de ascensores o sistemas de supervisión de edificios remotos para seguir el tráfico de ascensores. El software de control típico para un componente de ascensor incluye un sistema operativo; programas de programación de tareas; programas de entrada, salida y comunicación; y programas para controlar y optimizar la función de los componentes.

El control de grupo asigna las llamadas de pasillo a los ascensores más adecuados optimizando la función de costes. El objetivo de optimización más habitual en el control de un ascensor es minimizar los tiempos de llamada en el vestíbulo. Sin embargo, se ha descubierto que al optimizar los tiempos de viaje de los pasajeros, se reduce el número de paradas de ascensor, lo que aumenta la capacidad de manipulación. El mismo tráfico se puede manejar con menos ascensores de los que se necesitarían para un sistema convencional. En el sistema de control Miconic 10 ™ de Schindler, se utilizan teclados especiales en los pisos de aterrizaje. Los pasajeros pueden ingresar sus destinos en los pisos de aterrizaje, por lo que no se necesitan llamadas de automóviles dentro de los ascensores. Con los botones de llamada de pasillo arriba y abajo normales, los pisos de llegada de pasajeros, los tiempos y los pisos de destino no se pueden determinar.

Historia / Principios de control de grupo

Los primeros ascensores fueron operados por dispositivos mecánicos simples, como el control de "cuerda manual". Un pasajero podría llamar a un ascensor accionando una cuerda a ambos lados de la cabina. Dado que los pozos no estaban completamente cerrados, el funcionamiento de los ascensores era bastante inseguro. Una forma primitiva de control de ascensores en un solo automóvil se basaba en un interruptor de automóvil eléctrico operado por un asistente. Usando el interruptor, el asistente podría conducir manualmente el automóvil hacia arriba o hacia abajo y decidir en qué pisos detenerse. La eficiencia y la seguridad de los ascensores se incrementaron con dispositivos de señalización en los descansos. Los botones pulsadores se introdujeron en la década de 1920 para brindar al asistente información sobre la demanda del tráfico, y los huecos de los ascensores se cerraron. Cuando se memorizan las llamadas registradas, el ascensor puede recoger varias llamadas de pasillo durante el viaje de subida o bajada. Si solo hay un botón de llamada en cada piso, las llamadas pueden organizarse en una cola de tiempo de acuerdo con el orden registrado o ser atendidas colectivamente.

En el sistema de control selectivo de colas interconectadas, las llamadas de la sala se seleccionan una a la vez de la cola de tiempo para que la llamada más antigua se atienda primero. Este tipo de control se utiliza, por ejemplo, en hospitales, donde las llamadas de cama se atienden individualmente. En control colectivo, el automóvil se detiene en secuencia de piso en cada llamada de pasillo. El sistema de control colectivo descendente interconectado se utiliza a menudo en edificios donde el tráfico es principalmente bidireccional entre el nivel del suelo y los pisos superiores. Este tipo de tráfico se produce, por ejemplo, en edificios residenciales. El ascensor recoge las llamadas del pasillo durante el viaje de bajada (es decir, atiende las llamadas en secuencia), deteniéndose siempre en el piso de llamadas más cercano.

En edificios de gran altura, se adaptaron los botones de llamada de pasillo para las direcciones hacia arriba y hacia abajo. El principio de asignación de llamadas más común, especialmente en los controles de relé antiguos, es el sistema de control colectivo completo interconectado. Con dos botones en cada piso, un ascensor puede seleccionar la llamada de pasillo más cercana frente al automóvil en su dirección de viaje. Las llamadas de cabina dadas dentro del ascensor siempre se atienden en orden secuencial. Después de atender todas las llamadas en la dirección de viaje, el automóvil se mueve a la llamada de pasillo más lejana en la dirección opuesta, donde invierte su dirección.

La eficiencia del grupo de ascensores se mejoró con una lógica central común, el control de grupo. Las llamadas de pasillo se pueden compartir entre varios ascensores donde existe un botón de llamada de pasillo común en cada piso. El control de grupo elige el mejor ascensor de un grupo de cabinas de ascensor para atender una llamada de pasillo determinada. El control de grupo también envía automóviles a los pisos por otras razones que no sean las llamadas al pasillo, como para estacionarse o si se necesita más de un ascensor en un piso ocupado. Los ascensores se pueden desconectar del grupo para modos de servicio especiales, como servicio de emergencia, servicio de bomberos o servicio VIP. Un ascensor desconectado funciona independientemente de los otros ascensores.

Un inconveniente del principio de control colectivo es el agrupamiento de ascensores. Durante el tráfico pesado, hay muchas llamadas de pasillo para atender y los ascensores tienden a moverse uno al lado del otro (es decir, comienzan a amontonarse). Esto sucede porque los ascensores siempre se detienen en la llamada más cercana y evitan las llamadas de pasillo solo cuando están completamente cargados. Uno de los primeros métodos para prevenir la acumulación de ascensores fue adoptar un horario tipo autobús enviando automóviles desde el vestíbulo a intervalos específicos. Los ascensores se retrasaron en el vestíbulo durante cierto tiempo antes de ser enviados a los pisos superiores. Sin embargo, al retrasar los ascensores en el vestíbulo, se perdió parte de la capacidad de manipulación.

En la década de 1970, el control colectivo se adaptó por primera vez a los controles electrónicos. Esto mejoró los controles colectivos al dar prioridad a las llamadas de pasillo largas o temporizadas. Las llamadas de pasillo que habían estado encendidas durante un corto período de tiempo se omitieron en favor de un servicio más rápido para las llamadas agotadas. Hasta cierto punto, los ascensores se mantuvieron separados entre sí con este control. Las situaciones de tráfico pico se manejaron con modos de operación separados. En los modos de operación de pico, como el próximo automóvil, los intervalos de despacho, la zonificación de pisos y, más tarde, se utilizó una opción de canalización.

Los principios de asignación de relés y controles electrónicos se llevaron a los controles de microprocesador a principios de la década de 1980. Las llamadas de pasillo todavía se priorizaron de acuerdo con los tiempos de servicio de llamadas, y los tiempos de llamadas de pasillo se pronosticaron con cálculos matemáticos. Cuando se descubrió que una llamada de pasillo se alargaba con la orden de servicio normal, un automóvil evitaba algunas llamadas de pasillo para brindar un servicio más rápido a esta llamada antes de que se hiciera larga. Al omitir otras llamadas de pasillo, se verificó si los otros automóviles podían atender las llamadas omitidas dentro de un período de tiempo aceptable.

Una característica importante de los controles de supervisión de grupo modernos es el momento en que las llamadas de pasillo se reservan finalmente para los automóviles. El momento de la reserva se puede ver en la señalización en el piso de llamada. Tan pronto como finalmente se designa la llamada de pasillo a un automóvil, se ilumina una flecha sobre la apertura de la puerta del automóvil. Simultáneamente, se emite una señal de gong audible para informar al pasajero qué automóvil va a atender la llamada de pasillo determinada. La reserva final debe ser estable para que el pasajero no sea engañado. Para la optimización, la reserva se hace a menudo en el último momento posible (es decir, cuando el ascensor comienza a desacelerar hasta el piso de la sala de llamadas). El otro extremo es asignar las llamadas de pasillo a un ascensor inmediatamente después de que se haya dado la llamada de pasillo. Esto acorta el tiempo de espera psicológico de los pasajeros. Los pasajeros tienen más tiempo para reunirse alrededor del ascensor que llega, lo que acorta el tiempo de carga. Cuando las llamadas de la sala se asignan en una etapa temprana, los eventos de tráfico futuros cambian la situación, por lo que las reservas anticipadas no son tan óptimas como si la asignación se hiciera más tarde. En el curso del rápido desarrollo de la tecnología de microprocesadores, los algoritmos de asignación de llamadas se han vuelto más sofisticados y el tráfico de edificios se mide y aprende en pronósticos estadísticos.

El sistema de gestión del tráfico Schindler 7000 se basa en el siguiente principio de llevar a los pasajeros a sus destinos más rápido con menos aglomeraciones y más comodidad que un sistema de ascensor convencional (Figuras 8-10). A través del sistema de control de destino (DCS) Miconic 10 integrado, el software del sistema impulsa un programa lógico que optimiza sistemáticamente el flujo de tráfico de ascensores. Utiliza un algoritmo para gestionar las complejidades de los patrones de tráfico a medida que cambian a lo largo del día.

Ejemplo

En un ejemplo de una situación clásica simplificada en un pico, 24 personas llaman a los ascensores para viajar desde el vestíbulo a varios pisos diferentes durante un período de unos pocos segundos. Con el control convencional, las primeras 10 personas se apiñan en el primer automóvil disponible. Los siguientes ocho llenan el segundo, y los pocos restantes ocupan los otros autos. Este comportamiento aleatorio de los pasajeros significa que cada automóvil hace varias paradas, por lo que los tiempos de viaje se alargan y la mayoría de los pasajeros sufren hacinamiento. El sistema Schindler 7000, por el contrario, limita la carga máxima cómoda del automóvil a seis personas y ha registrado que los pisos cuatro y cinco tienen la mayor densidad de llamadas en las horas pico. El sistema dirige a los seis pasajeros que viajan a cada uno de los dos pisos ocupados a automóviles asignados individualmente y distribuye de manera óptima a los demás. Como resultado, garantiza que todos los pasajeros experimenten un viaje rápido de una o dos paradas, que nadie sufra hacinamiento y que el tiempo de tránsito sea más corto y más cómodo.

DCS versus lógica de control "híbrida"

Existen diferentes funciones de control en servicio, que deben adelantar los picos de tráfico por la mañana, durante el almuerzo y por la noche. Estas funciones de control a menudo se promueven con argumentos diferentes y parcialmente contradictorios. La siguiente comparación considerará el control híbrido (reforzadores de pico) versus DCS. Se deben considerar todos los aspectos, incluidos el rendimiento, los costos y la facilidad de uso.

Impulsores de pico

Los amplificadores de pico ascendente son una mezcla entre el control convencional y un DCS. Las interfaces de usuario con 10 dígitos en el vestíbulo y un panel de operación convencional con botones arriba y abajo en los otros pisos utilizan el concepto DCS solo en el vestíbulo principal y asignan ascensores a los usuarios según el destino indicado. El término "impulsores de horas pico" se asigna porque el concepto de DCS se usa solo para el tráfico de horas pico.

En el pico superior, la capacidad de manejo se puede aumentar (es decir, potenciar) reduciendo el número de paradas durante el viaje ascendente. El tiempo total, incluido el tiempo de espera y el tiempo de viaje dentro del automóvil y el tiempo de viaje, se acorta con la zonificación. El grupo de ascensores puede, por ejemplo, dividirse en zonas de modo que la mitad de los ascensores sirvan a la parte inferior del edificio y la otra mitad a la parte superior. En el piso de la entrada, las llamadas de automóvil se aceptan solo a los pisos atendidos del automóvil. Los pisos servidos de cada automóvil se indican encima de las puertas del rellano. Cuantos menos pisos tenga que atender un ascensor durante el viaje ascendente, más corto se volverá el RTT. Además, cuanto más corto sea el RTT, más aumentará la capacidad de manejo en los picos. Los pisos servidos de un grupo de ascensores se pueden dividir en tantos sectores como ascensores haya en el grupo. El intervalo de servicio y los tiempos de espera se alargan, ya que un pasajero que espera no puede entrar en ningún ascensor, sino que tiene que esperar a una cabina específica.

DCS

En un DCS, el sistema insiste en cada piso: la entrada al piso de destino. Aquí, los pasajeros con el mismo piso de destino se reúnen en el mismo automóvil. Se reduce el número de paradas durante el viaje de subida y aumenta la capacidad de manipulación. Los pasajeros dan la llamada de destino en el piso de aterrizaje, y el sistema de control le indica al pasajero a qué automóvil ingresar. El DCS implementa el concepto del amplificador en horas pico en todas las situaciones de tráfico, lo que le otorga flexibilidad y aplicabilidad.

Principal desventaja del sistema híbrido

Dado que el panel de control del automóvil se activa tan pronto como el automóvil abandona el piso principal, los pasajeros pueden ingresar pisos adicionales. Esto conducirá a una situación en la que los usuarios simplemente ingresarán a las cabinas del ascensor disponibles en el piso principal y luego ingresarán su piso de destino después de que el ascensor haya comenzado a moverse. Esto anularía totalmente la principal ventaja de DCS (es decir, menos tiempo hasta el destino debido a que hay menos paradas).

Conclusión

El rango de aplicación de los sistemas elevadores de presión se limita al edificio y al tipo de ascensor. Tiene más sentido para los ascensores de un piso y los edificios de oficinas de un solo inquilino. También limita la flexibilidad del sistema y la aplicación del edificio. Lerch Bates Inc. recomienda el uso de sistemas completos de llamada de pasillo de destino en las siguientes situaciones:

• Cuando las paradas probables sobre el vestíbulo de despacho principal incluyen seis o más descansos con tres o más ascensores
• Cuando se evalúan los sistemas tradicionales de dos botones, medidos por el intervalo promedio tradicional y la capacidad de manejo, se obtienen resultados marginales para el tipo de edificio.
• Cuando el edificio contiene múltiples vestíbulos de carga o un piso de destino intermedio (auditorio, cafetería, teatro, etc.) que requieren una consideración especial
• Cuando el tiempo medio hasta el destino supere los 60 s. con un sistema de control convencional de dos botones

Tránsito personalizado

La terminal de requisitos de ocupación personal (PORT) de Schindler crea un entorno en red y altamente personalizado que reconoce a los ocupantes y les responde de forma individual (ELEVATOR WORLD, enero de 2011). La tecnología se manifiesta para ayudar a la gestión general del movimiento de un edificio: ingreso, egreso y movimiento dentro del edificio (Figura 12). Puede regular este movimiento y, al hacerlo, proporcionar la línea de defensa primaria o secundaria para la seguridad del edificio a través del control de acceso. Esto puede reducir eficazmente o incluso eliminar la necesidad de que el personal u otros sistemas verifiquen los derechos de acceso de los ocupantes o visitantes.

El sistema también se puede programar para tener en cuenta las preferencias del usuario. Por lo tanto, un residente de un edificio puede optar por viajar siempre solo en un ascensor cuando vaya a su oficina o apartamento, en cuyo caso, el automóvil no se detendrá para nadie más durante ese viaje en particular. El viaje se puede personalizar completamente según las preferencias del usuario personalizando el entretenimiento en el automóvil, la iluminación, etc. Debido a que sus interfaces están equipadas con instrucciones visuales y verbales, PORT puede mejorar la accesibilidad: los ocupantes con una discapacidad visual, por ejemplo, pueden optar por Se le asignarán rutas equipadas con indicadores táctiles, mientras que un usuario de silla de ruedas puede optar por utilizar siempre un ascensor más espacioso o viajar solo.