Tecnologia da Construção: Sistemas Inteligentes de Gestão Predial

Uma análise das vantagens de integrar sistemas inteligentes de gestão predial ao controle das operações de automóveis.

Um retorno ao passado

Há cem anos, os supervisores e operadores de elevadores nos primeiros arranha-céus tinham pleno conhecimento das atividades nesses edifícios. Durante períodos de grande movimento, coordenavam a operação das cabines para reduzir o número de paradas, ou seja, o tempo de viagem de ida e volta, aumentando assim a capacidade de transporte ascendente e descendente. Ao alocar passageiros com o mesmo destino a uma cabine específica, as viagens ascendentes tornavam-se mais curtas. Da mesma forma, ao alocar passageiros que desciam a cabines específicas, o tempo de viagem descendente também era reduzido. A inteligência e a experiência humanas, a comunicação verbal e os sistemas de sinalização da época garantiam um desempenho eficiente. Posteriormente, os sistemas de intercomunicação aprimoraram ainda mais essa coordenação.

Os administradores do edifício utilizavam ascensoristas para controlar os grupos de passageiros. Essa era uma solução prática e eficaz, pois os ascensoristas estavam cientes das condições e tendências do fluxo de passageiros. Eles sabiam os destinos dos passageiros, as melhores soluções para situações momentâneas de congestionamento e podiam comunicar essas soluções aos passageiros.

Embora a tecnologia de elevadores seja responsável pela movimentação das cabines e portas, a coordenação das operações das cabines, ou seja, a alocação de passageiros a cabines específicas, é um problema à parte. A essência desse problema reside na comunicação entre os passageiros e os sistemas de controle inteligentes. Atendentes e painéis de entrada com instruções para os passageiros foram boas soluções, mas telefones celulares que permitem a comunicação direta com cada passageiro podem ser a solução definitiva. A melhor solução deve estar disponível para todos os grupos e pode ser alcançada transferindo o controle das operações das cabines para sistemas inteligentes de gerenciamento predial. Alternativamente, os controles inteligentes de grupos de elevadores podem incorporar funções de gerenciamento predial.

Quando os controles automáticos substituíram os controles de sinalização, há cerca de 60 anos, os supervisores e atendentes foram abolidos. Consequentemente, a eficiência e a qualidade do serviço dos trens em grupo foram substancialmente reduzidas. Desde então, os trens em grupo tradicionais, com botões de subida/descida nos andares e botões de sinalização nos vagões, passaram a ser controlados pelos destinos aleatórios dos passageiros. Essa perda de controle implica que a eficiência dos trens em grupo tradicionais é pior quando mais necessária, ou seja, durante os horários de pico.

Controles de destino para grupos de elevadores

O primeiro sistema de controle de grupos com destino foi instalado em Sydney no final da década de 1960. Ele falhou devido à tecnologia de relés inadequada. A reintrodução do controle de grupos com destino, com tecnologia moderna, há cerca de 25 anos, provou ser um sucesso. Atualmente, é o sistema de controle de grupos mais popular. Esses sistemas exigem que os passageiros insiram seu destino em painéis de controle no saguão. O controle responde atribuindo cada passageiro a um vagão específico. A principal diferença em relação aos grupos tradicionais é a ausência de botões no piso dos vagões.

Infelizmente, até agora, o potencial teórico de desempenho dos grupos era desconhecido. Por esse motivo, a geração atual de controles de grupos de destino utiliza algoritmos e sistemas de simulação para fins de controle. Esses controles são reativos, e não proativos ou inteligentes. Consequentemente, os controles de grupos de destino existentes não conseguem oferecer ou garantir o melhor desempenho possível em todas as condições de tráfego. A insegurança em relação ao desempenho dos grupos levou as empresas de elevadores a criarem seus próprios controles de grupos de destino proprietários, cada um alegando ser a melhor solução.

A descoberta da relatividade inerente das capacidades de transporte ascendente e descendente, das qualidades de serviço dependentes do tempo e dos requisitos de espaço e energia dos grupos possibilitou o desenvolvimento de sistemas inteligentes de controle de grupos de elevadores. Esses controles permitem o melhor desempenho possível de qualquer grupo em todas as condições de tráfego. Um artigo anterior, “O Planejamento e o Desempenho de Grupos de Elevadores” (ELEVATOR WORLD, outubro de 2011), revelou que os controles inteligentes podem melhorar a eficiência de grupos de quatro elevadores em 25%. Para grupos de seis elevadores, o potencial de melhoria é ainda maior. Este artigo e um livro com o mesmo título podem ser lidos ou baixados no site: www.elevatorgroupcontrols.com.

Habilidades de aprendizagem

Os sistemas inteligentes de controle de grupos de destino geram uma ampla gama de dados, pois monitoram e analisam permanentemente as operações dos veículos, a lotação dos carros, as chamadas de serviço e outros dados. Esses sistemas e suas capacidades de aprendizado fornecem padrões para a densidade do tráfego (em sentidos ascendentes e descendentes), chamadas de serviço, ocupação dos andares e outros dados específicos do edifício ou zona atendida por um grupo. Esse conhecimento, ou experiência artificial, é utilizado para antecipar as condições de tráfego e fornecer a melhor resposta possível a cada chamada de serviço, considerando as condições momentâneas do trânsito.

Os dados revelados pelos sistemas de aprendizagem também podem ser de interesse para gestores e inquilinos de edifícios. Consequentemente, é vantajoso integrar controles inteligentes de destino e suas funções de aprendizagem em sistemas inteligentes de gestão predial.

Sistemas de comunicação direta

Uma característica essencial dos sistemas inteligentes de gestão predial é a comunicação direta entre os usuários e os sistemas de gestão. Embora um sistema de comunicação direta possa ser integrado a qualquer sistema de controle de elevadores, o local lógico para tal sistema é o sistema de gestão predial. Essa arquitetura de sistema apresenta muitas vantagens.

A comunicação direta pode ser realizada por meio de telefones celulares que contatam automaticamente o sistema de gerenciamento predial quando um usuário entra no edifício. O sistema pode informar ao usuário: “O carro 'E' partirá para o 14º andar em 11 segundos”. O usuário pode cancelar essa solicitação registrando outro destino. Ele receberá imediatamente instruções atualizadas. Visitantes deverão se identificar na recepção ou na portaria, informando o motivo da visita e portando um dispositivo móvel que permita o acesso a andares específicos. Alternativamente, o telefone celular do visitante pode ser programado para permitir o uso dos elevadores. Se um visitante deixar um carro em um andar restrito, ele e a segurança serão informados automaticamente. O acesso a um número limitado de andares pode ser aplicado tanto a visitantes quanto a usuários do edifício. Restrições de acesso também podem ser aplicadas em períodos de tempo definidos.

A comunicação direta implica que o sistema de gestão predial pode monitorar a flutuação da população em cada andar. Esses dados também serão de interesse para os inquilinos que desejam visualizar o fluxo de funcionários e visitantes. Os dados de ocupação do andar também podem ser úteis para o sistema de ar condicionado ou para reduzir a iluminação em determinadas áreas quando um andar estiver vazio. Os padrões de densidade populacional e de tráfego em cada andar serão relevantes na avaliação dos contratos de locação. Uma redução nos picos de tráfego pode ser alcançada se o horário de funcionamento dos inquilinos for discutido com base nos dados relevantes de ocupação e densidade de tráfego do andar. Embora os sistemas de gestão predial do passado certamente tenham sido uma fonte interessante de informações para os administradores de edifícios, é evidente que os sistemas inteligentes de gestão predial são capazes de muito mais.

Eficiência de grupo aprimorada

A comunicação direta implica que o sistema de gestão predial dispõe, em todos os momentos, de dados completos relativos às necessidades de transporte, ou seja, às condições de tráfego momentâneas. A densidade de tráfego momentânea de entrada e saída de cada andar, o número de passageiros em espera em cada andar e os seus destinos são conhecidos em todos os momentos. O tempo de espera e de viagem no veículo de cada passageiro, bem como o tempo até ao destino (a soma dos tempos de espera e de viagem), serão registados. Estes dados podem ser analisados ​​e avaliados para qualquer período de tráfego. Isto implica que os padrões de densidade de tráfego e outros dados do edifício servido por um determinado grupo serão precisos. Significa também que os edifícios podem ser “inteligentes”, ou seja, ter o conhecimento das condições de tráfego momentâneas e previstas, e a capacidade de comunicar aos passageiros qual o veículo que garante a chegada mais rápida possível ao seu destino.

Passageiros em viagem descendente aguardando em um andar superior podem ser alocados em um vagão que segue para o andar superior e para nesse andar, pois este está programado para realizar a reversão em breve. Isso evitará que outro vagão, ou o próprio vagão em questão, pare nesse andar durante a viagem descendente. Da mesma forma, um passageiro em viagem ascendente em um andar inferior pode ser alocado em um vagão que segue para o andar inferior e para nesse andar, pois este está designado para atender ao destino do passageiro após a reversão no térreo. Se um passageiro entrar em um vagão não alocado por engano, a alocação desse passageiro em outro vagão será automaticamente cancelada. O passageiro em questão será orientado sobre os próximos passos. O autor espera que a comunicação direta contribua com uma melhoria adicional de eficiência de aproximadamente 10%.

Construindo Segurança

Um problema comum em edifícios altos é a segurança, que pode ser melhorada com comunicação direta. Durante uma emergência, o administrador do prédio pode informar os moradores do(s) andar(es) afetado(s) sobre uma situação de perigo. Se um visitante deixar um carro em um andar não autorizado, o passageiro e a segurança serão informados automaticamente. A segurança poderá entrar em contato com o passageiro imediatamente e acompanhar seus movimentos. Se um visitante pegar um dispositivo móvel emprestado na recepção e não o devolver, poderá ser impedido de sair do prédio.

Avaliação do desempenho do grupo

É possível realizar comparações exatas da qualidade de serviço de diferentes tipos e/ou marcas de sistemas de controle de tráfego. O método de comparação consiste na simulação de tráfego com base em listas de tráfego idênticas. Isso implica que o melhor desempenho de sistemas de controle de tráfego inteligentes pode ser comprovado independentemente dos sistemas matemáticos e da lógica publicados no site mencionado anteriormente.

Planejamento de grupo

Os grupos de destino inteligentes tornarão o planejamento das configurações e da qualidade dos serviços em grupo um exercício preciso. A qualidade dos serviços, acordada mutuamente, poderá ser garantida contratualmente. O monitoramento contínuo de toda a qualidade dos serviços em grupo permite que os gestores do edifício verifiquem a conformidade com os dados garantidos contratualmente.

Edifícios inteligentes

Os edifícios do futuro serão inteligentes e contarão com muitas novidades, incluindo uma melhor qualidade de serviço nos elevadores. Seus conjuntos de elevadores geralmente serão compostos por cinco ou seis cabines, com cargas contratuais muito menores. O posicionamento dos poços de elevador poderá ser em linha reta ou em lados opostos. Em comparação com os conjuntos existentes, essas configurações reduzirão substancialmente o tempo de espera e de deslocamento nas cabines.

Os passageiros ficarão mais tranquilos, pois não precisarão registrar o destino em um painel no saguão nem anotar o carro designado. Eles irão diretamente ao carro indicado e saberão o horário de partida. Em comparação com os grupos existentes, a frequência do serviço será até 100% maior para grupos de seis carros. Isso significa que o número de passageiros nos carros e o tempo de espera serão menores. Na maior parte do tempo, o serviço de elevador será semelhante ao de táxi, com poucos passageiros em cada carro, indo para um número ainda menor de destinos. Durante os horários de pico, os carros não ficarão muito cheios, pois o controle do número de paradas permitidas inclui o controle da lotação dos veículos.

O aumento da densidade do tráfego exige uma redução no número de paradas permitidas para aumentar a capacidade de transporte. Isso implica em um aumento do tempo de espera, mas uma redução no tempo médio de viagem nos veículos. Uma característica inerente aos sistemas de controle inteligentes é que a redução do tempo médio de viagem no veículo supera o aumento do tempo médio de espera. Consequentemente, o tempo médio de deslocamento dos passageiros até o destino é reduzido. Essa característica poderia ser garantida contratualmente para a faixa de densidades de tráfego que fundamentam os projetos e as premissas de um edifício específico.

A modernização com controles inteligentes pode melhorar substancialmente a qualidade dos serviços prestados por grupos existentes. As melhorias na qualidade do serviço e a economia de energia podem ser demonstradas antes mesmo da formalização do pedido de modernização. Essas melhorias e economias podem ser garantidas contratualmente.

Todas as funcionalidades mencionadas baseiam-se na capacidade de aprendizagem dos controles inteligentes. Um grupo de elevadores que desconhece os padrões de tráfego e a população dos andares do edifício atendido por um determinado grupo não consegue tomar decisões de controle inteligentes. Se, há 100 anos, os grupos fossem operados por diferentes atendentes a cada dia, estes não teriam conseguido realizar um bom trabalho.

Quando os controles de grupo de destino foram introduzidos no final da década de 1980, a modernização de edifícios existentes acelerou a aceitação mundial desses controles. A modernização de edifícios existentes com controles inteligentes pode muito bem ter o mesmo efeito.