Analisi delle prestazioni

Le configurazioni di gruppo definiscono l'efficienza e le prestazioni del gruppo

Tutti i gruppi con auto grandi sono inefficienti. Durante i periodi di traffico intenso, le auto di grandi dimensioni effettuano molte soste lunghe per distribuire e/o raccogliere un numero elevato di passeggeri. Ciò implica lunghi tempi di andata e ritorno (RTT). Le loro prestazioni ed efficienza sono peggiori durante i periodi con traffico più intenso. In condizioni di traffico medio, gli RTT sono brevi e pochi passeggeri godono di un ampio spazio auto.

Lo scopo di questo articolo è dimostrare che la configurazione dei gruppi (e, in particolare, il rapporto tra il numero di auto e il numero di piani serviti) definisce il potenziale prestazionale dei gruppi. Finora non si conosceva il potenziale teorico delle prestazioni dei gruppi. Questo è stato un grande handicap per la pianificazione di gruppi che offrono prestazioni ed efficienza ottimali in tutte le condizioni di traffico. La scoperta della relatività intrinseca delle caratteristiche di gruppo ha risolto questo problema, perché rende trasparente il potenziale di prestazione dei gruppi. Successivamente, ha consentito la progettazione di controlli intelligenti del gruppo di destinazione. Questi sviluppi consentono agli appaltatori di ascensori, ai consulenti e agli architetti di controllare tutti gli aspetti dei gruppi, comprese le qualità del servizio e i requisiti di spazio ed energia.

La relatività intrinseca delle caratteristiche di gruppo

Per apprezzare la logica della relatività, considera un edificio servito da un grande ascensore e confronta le sue prestazioni con un gruppo di due ascensori. Le auto del gruppo delle due auto possono essere molto più piccole, in particolare se consideriamo anche che effettueranno meno fermate (ovvero, riducendo i loro RTT). Di conseguenza, i loro carichi contrattuali possono essere inferiori al 50% della grande auto singola che sostituiscono. I passeggeri delle auto più piccole beneficeranno di tempi di attesa e di viaggio più brevi.

Ogni aumento del numero di auto di un gruppo consente l'uso di auto più piccole e migliora la qualità del servizio dipendente dal tempo. Questa logica è vera per qualsiasi gruppo e qualsiasi tipo di controllo di gruppo. È una caratteristica intrinseca dei gruppi. Un gruppo tradizionale a sei auto, capacità di 800 kg (con pulsanti su/giù nelle hall e pulsanti di piano nelle auto) supererà le prestazioni e fornirà qualità di servizio dipendenti dal tempo di gran lunga migliori rispetto a un quattro auto, capacità di 1600 kg gruppo tradizionale. I loro requisiti di spazio sono identici e il consumo energetico del gruppo di sei auto è inferiore di circa il 25%.

L'aumento del carico contrattuale di un tradizionale gruppo di sei auto con utilitarie non influisce sulla qualità del servizio dipendente dal tempo. Le auto più grandi non faranno altro che migliorare il comfort dei passeggeri. Se aumentiamo il carico contrattuale per aumentare le capacità di trasporto allo scopo di servire piani aggiuntivi, gli RTT e tutte le qualità del servizio dipendenti dal tempo saranno peggiori. I gruppi tradizionali esistenti con sei auto di grandi dimensioni di solito servono tre o quattro piani in più rispetto al numero di un gruppo di quattro auto. Questi gruppi di sei auto offrono prestazioni peggiori rispetto ai gruppi di quattro auto, sebbene i loro costi di capitale e di manutenzione siano molto più alti.

Simulazione del traffico

I fatti della relatività delle caratteristiche del gruppo possono, naturalmente, essere confermati con la simulazione del traffico. Sebbene la simulazione del traffico avrebbe potuto essere utilizzata per il confronto sistematico di gruppi con diverse configurazioni, sembra che questa possibilità sia stata trascurata. Attualmente, le simulazioni del traffico vengono utilizzate principalmente per analizzare la qualità del servizio dipendente dal tempo di gruppi specifici. Per ulteriori informazioni sulla simulazione del traffico e/o confronti di gruppi con diverse configurazioni, fare riferimento ai capitoli 10 e 8 del libro dell'autore sul sito Web: elevatorgroupcontrols.com.

Comandi del gruppo ascensore

I tradizionali controlli di gruppo con pulsanti su/giù sugli atterraggi sono ancora ben noti come una reliquia del passato. Sono stati seguiti dai controlli del gruppo di destinazione. I controlli del gruppo di destinazione richiedono che i passeggeri registrino le loro destinazioni; il controllo di gruppo reagisce assegnando ogni passeggero a un'auto specifica. Questo concetto è stato inventato negli anni '1960 da Leo Weiser Port. Durante gli anni '1980, questi controlli sono stati reintrodotti da Schindler sulla base della tecnologia moderna. Successivamente, tutte le principali società di ascensori hanno introdotto sistemi di controllo dei gruppi di destinazione proprietari. Sfortunatamente, l'attuale generazione di controlli proprietari del gruppo di destinazione non è intelligente, perché non si basa sulla relatività intrinseca delle caratteristiche del gruppo.

Controlli intelligenti del gruppo di destinazione

I paragrafi precedenti non dovrebbero lasciare alcun dubbio sul fatto che i valori dei parametri di prestazione del gruppo dipendono dalla configurazione del gruppo. La qualità di questi parametri dipende dall'intelligenza artificiale dei controlli di gruppo. Questo requisito consente di definire la funzione essenziale dei controlli intelligenti del gruppo di destinazione per ridurre al minimo ed equalizzare gli RTT di tutte le auto in ogni momento.

La qualità dei parametri di prestazione dipendenti dal tempo è definita dalla loro coerenza. Ad esempio: tempi di attesa che variano da 0-100 s. non significa alta qualità. Questa larghezza di banda è troppo ampia. Quando gli RTT sono equalizzati e ridotti al minimo, tutti i parametri di prestazione dipendenti dal tempo rifletteranno questa qualità (cioè, le larghezze di banda saranno le più strette possibile ei parametri medi saranno i più brevi possibile). Gli RTT ridotti al minimo massimizzano le capacità di trasporto e, di conseguenza, riducono al minimo i carichi medi delle auto e la loro larghezza di banda.

…i valori e la qualità dei parametri di prestazione del gruppo possono essere controllati da un unico criterio: il numero di fermate consentite relativo all'aumento e alla diminuzione della densità di traffico.

La scoperta della relatività intrinseca delle caratteristiche del gruppo e lo sviluppo di controlli intelligenti del gruppo di destinazione ha rivelato che i valori e la qualità dei parametri delle prestazioni del gruppo possono essere controllati da un unico criterio: il numero consentito di fermate relative all'aumento e alla diminuzione della densità del traffico.

L'essenza dei controlli di gruppo di destinazione intelligenti

Possiamo immaginare le vetture di un gruppo di ascensori come una serie di vetture che ruotano in un edificio o in una zona edificabile. Sebbene le auto si muovano indipendentemente nei propri vani di corsa, formano una serie virtuale di auto. Un controllo di gruppo intelligente è la stringa virtuale flessibile che collega le auto, controlla le loro posizioni e riduce al minimo ed equalizza gli RTT relativi alle densità momentanee del traffico.

La riduzione al minimo e l'equalizzazione degli RTT si ottengono controllando il numero di fermate consentite rispetto alle densità di traffico in aumento e in diminuzione momentanee. Il numero totale di fermate consentite per ogni viaggio di andata e ritorno è definito dal totale delle densità di traffico in salita e in discesa momentanee. Questo numero totale di fermate consentite è diviso in proporzione alle densità di traffico momentanee e assegnato ai segmenti in salita e in discesa del prossimo viaggio di andata e ritorno per controllare i tempi di viaggio dei viaggi in salita e in discesa come richiesto per soddisfare le densità di traffico momentanee.

Durante i periodi di traffico intenso, i controlli intelligenti devono privilegiare i tempi medi più brevi possibili per raggiungere la destinazione, and bilanciare su e giù le capacità di trasporto. Sebbene i tempi di attesa aumentino quando i numeri consentiti per le fermate in salita e/o in discesa devono essere ridotti per aumentare le capacità di trasporto, la fila di auto ruoterà più velocemente, riducendo i tempi di viaggio nelle auto. Anche per le densità di traffico su e giù più estreme, i gruppi intelligenti assicureranno a tutti i passeggeri le qualità di servizio dipendenti dal tempo eque più brevi possibili. Fortunatamente, la maggior parte del tempo il traffico non è pesante, consentendo ai gruppi intelligenti di concentrarsi su tempi di attesa coerenti più brevi possibili, in combinazione con tempi medi più brevi possibili verso le destinazioni.

Comunicazione diretta tra passeggeri e controlli intelligenti

I controlli di gruppo intelligenti trarranno grande vantaggio dalla comunicazione diretta tra i singoli passeggeri e i controlli di gruppo. Consentiranno al controllo di accogliere ogni passeggero e identificare l'auto assegnata e il periodo di tempo fino alla sua partenza per la destinazione abituale di un passeggero specifico. Il passeggero (ovvero un utente autorizzato dell'edificio) può modificare la destinazione e ottenere immediatamente un'assegnazione dell'auto modificata. Occasionalmente, un passeggero potrebbe dover essere informato di un cambio dell'auto assegnata. I visitatori devono recarsi alla reception/banco di sicurezza per l'ingresso nell'edificio.

All'inizio del XX secolo, questo tipo di comunicazione era compito degli addetti agli ascensori e dei supervisori. Attualmente, i telefoni cellulari consentono una soluzione molto migliore. La comunicazione diretta con i singoli passeggeri implica che i controlli di gruppo intelligenti dispongano di dati completi, nel rispetto delle esigenze momentanee di tutti i passeggeri (cioè le condizioni del traffico) in ogni momento. È ovvio che i sistemi di sicurezza degli edifici possono essere notevolmente migliorati da controlli di gruppo intelligenti.

Efficienze interdipendenti del trasporto verticale

Le operazioni efficienti dell'auto implicano che le auto che completano il viaggio in salita prima assicurino anche un servizio più tempestivo ai passeggeri in discesa. È ovvio che le qualità del servizio per i passeggeri in salita e in discesa sono interdipendenti. Il metodo per bilanciare la qualità del servizio con il numero di fermate consentite per i viaggi in salita e in discesa spiega anche perché i gruppi di destinazione intelligenti possono garantire le migliori qualità di servizio possibili ed eque per i passeggeri in entrambe le direzioni in tutte le condizioni di traffico. Spiega anche perché i gruppi intelligenti possono aumentare e/o diminuire le capacità di trasporto in qualsiasi momento riducendo il numero di fermate consentite su e/o giù. Queste decisioni di controllo aumentano il tempo medio di attesa; tuttavia, il tempo di percorrenza in auto sarà più breve, e il tempo medio verso le destinazioni sarà ridotto, salvo pochissime fermate consentite.

Configurazioni di gruppi con controlli di destinazione intelligenti

È probabile che i gruppi con controlli di destinazione intelligenti abbiano auto sempre più piccole. Le configurazioni delle auto in linea saranno attraenti, perché fanno risparmiare spazio e facilitano la pianificazione di gruppi con, ad esempio, cinque o sette auto. Tutti i passeggeri saranno a conoscenza dell'auto assegnata e dell'orario di partenza. Di conseguenza, il loro comportamento sarà rilassato. Brevi intervalli di partenza e tempi di attesa implicano un basso numero di passeggeri in attesa, che si distribuiscono nella hall in base alle assegnazioni delle auto.

Le dimensioni dell'auto non influiscono sulla qualità del servizio dipendente dal tempo. Se, ad esempio, una o più auto di un gruppo di sei auto deve avere un carico contrattuale di 1000 kg o più per requisiti diversi dal trasporto di passeggeri, questo è del tutto privo di problemi per il controllo di gruppo intelligente. Auto sempre più piccole possono causare costi aggiuntivi; tuttavia, gruppi efficienti e un'esatta pianificazione di un nuovo edificio di solito consentiranno a un progetto di costruzione di aumentare la superficie affittabile e/o il numero di piani. Di conseguenza, è probabile che un'esatta pianificazione di gruppo renda un progetto di costruzione più attraente e più redditizio.

La notevole efficienza dei gruppi intelligenti a sei auto

Il traffico simultaneo su e giù è la situazione più impegnativa per qualsiasi gruppo. L'esempio seguente dimostrerà le prestazioni di un gruppo intelligente di sei auto per densità di traffico in salita e in discesa del 7% della popolazione per 5 min. Questo gruppo serve una zona bassa con 14 piani superiori, corsa di 56 m, carico contrattuale di 800 kg, velocità contrattuale di 2.5 mps e popolazione di 1,050 persone (75 per piano).

Per le presunte condizioni di traffico estremo, i controlli di destinazione intelligenti consentiranno solo quattro fermate aggiuntive durante i viaggi in salita al piano superiore e solo quattro fermate aggiuntive durante i viaggi in discesa fino al piano zero. Ciò implica che durante i viaggi in salita, le auto servono cinque destinazioni, compreso l'ultimo piano. Durante le discese dall'ultimo piano, le vetture servono quattro piani intermedi prima di arrivare al piano zero. L'ultimo piano può anche essere letto "piano di inversione". In queste condizioni, il carico medio dell'auto, in salita e in discesa, sarà di circa sei persone.

Il tempo di volo porta a porta per un viaggio diretto non-stop al 14° piano e viceversa è di 30.4 s. Le soste aggiuntive durante i viaggi di salita e discesa aumentano l'RTT di 8 s. ciascuno, per un totale di 64 secondi. Si presume che il tempo di salita e discesa dall'auto sia di 2 s. per passeggero, per un totale di 24 s. L'RTT medio sarà costantemente di circa 150 s. e l'intervallo medio tra le partenze delle auto sarà di circa 25 s.

Durante gli intervalli regolari, una media di 6.1 persone entreranno nell'edificio (7% di 1050 = 73.5 persone per 300 s.; cioè 6.1 per 25 s). In base alla formula matematica delle probabili fermate, questi passeggeri hanno 5.1 probabili destinazioni. Ciò significa che circa l'82% dei passeggeri in arrivo può essere assegnato alla prima vettura in partenza. Il loro tempo medio di attesa sarà di circa 13 s. Il restante 18% dei passeggeri in arrivo sarà assegnato alla seconda vettura in partenza che parte circa 25 s. dopo. In queste circostanze, le auto verso l'alto avranno presto un carico medio di sei passeggeri. I passeggeri in discesa hanno il piano zero come destinazione principale. Possiamo presumere che sperimenteranno tempi di attesa e di viaggio medi non peggiori di quelli dei passeggeri in salita. Durante le condizioni di traffico estremo del nostro esempio, la larghezza di banda del tempo di attesa per tutti i passeggeri sarà di circa 40 s., con il tempo medio di attesa inferiore a 20 s.

I dati di cui sopra sono prudenti, perché presumono che le auto siano sempre in retromarcia all'ultimo piano. Inoltre, il numero di probabili destinazioni per i passeggeri in arrivo è conservativo, poiché la formula matematica per le probabili fermate presuppone che tutti i piani siano occupati e le loro ore di lavoro siano identiche. Di conseguenza, il numero di fermate probabili è molto probabilmente inferiore a 5.1 e le qualità del servizio dipendenti dal tempo saranno probabilmente inferiori alle medie calcolate di questo esempio. Saranno anche altamente coerenti.

Conclusioni

Questo articolo ha dimostrato che la configurazione di un gruppo definisce il suo potenziale di prestazioni. I controlli sulla base delle fermate consentite consentono di ridurre al minimo ed equalizzare gli RTT in tutte le condizioni di traffico. Di conseguenza, tutte le qualità del servizio possono essere ottimizzate in ogni momento.

Quando un gruppo fornisce qualità di servizio eccezionali ai passeggeri in entrata e in uscita durante il traffico più intenso in salita e in discesa, come dimostrato dall'esempio, le sue qualità di servizio in condizioni di traffico meno gravose non saranno peggiori.

Va notato che la relatività intrinseca delle caratteristiche di gruppo rende la valutazione dell'efficienza di gruppo molto più semplice. L'autore apprezzerebbe molto i commenti e le domande dei lettori tramite ELEVATOR WORLD all'indirizzo e-mail: [email protected].