KONE Polaris Hibrit

Hedef kontrol sisteminin genetik algoritmaları ile tahsisler kapsanmaktadır.

Marja-Liisa Siikonen, Janne Sorsa ve Tuomas Susi tarafından

1970'lerin başında, Dr. GD Closs, erken varış noktası çağrı bilgisi ile, çağrıların asansörlere atanmasının daha verimli yapılabileceğini gösterdi.^[1] O zamanlar teknoloji bu keşfin gerçek uygulaması için hazır değildi. Günümüzde birçok büyük asansör üreticisi, her katta hedef operasyon panelleri (DOP'ler) bulunan bir varış noktası kontrol ürününe sahiptir. Ancak çoğu üretici, aynı grup kontrolünün hem hedef çağrılarını hem de normal iniş çağrılarını tahsis ettiği bir hibrit sisteme sahip değildir.

Hedef kontrol sisteminin (DCS) avantajı, yolcu varış katlarının ek bilgileriyle grup kontrolünün, aynı kalkış veya varış noktasına sahip insanları aynı arabada toplayabilmesidir. Bu, asansör duraklarının sayısını azaltır, asansörler bina içinde daha hızlı hareket eder ve özellikle DOP'ler yoğun trafiğe sahip katlara yerleştirildiğinde grubun taşıma kapasitesi (HC) artar. KONE'nin Polaris Hybrid DCS™ sisteminde, DOP'ler tipik olarak giriş katlarına, transfer ve restoran katlarına ve yoğun trafiğe sahip diğer katlara yerleştirilir ve bu da DOP'ler her kata yerleştirilmiş gibi aynı hizmet düzeyinde iyileştirme sağlar.

Polaris Hybrid, gün boyunca asansörlere giren ve çıkan yolcu sayısını 15 dakikada saymak için bir yük tartma cihazı ve kapı açılışında fotosel sinyalleri kullanır. dönemler. Grup kontrolü, her katta hem yukarı hem de aşağı yönde yolcu trafiği istatistiklerini derler. İstatistiklere dayanarak, her 15 dakikalık günlük trafiği tahmin eder. dönem (Şekil 1). Grup kontrolünün optimizasyonu trafik durumuna göre ayarlanır. Örneğin, hafif ve normal karışık trafik durumlarında yolcu bekleme süreleri optimize edilirken yoğun trafik sırasında yolcu yolculuk süreleri ve HC optimize edilir. Ofis binalarında giriş katlarına DOP yerleştirilmesi durumunda, özellikle trafiğin yoğun olduğu dönemlerde yolcu bekleme süreleri kısalmaktadır (Şekil 2). Sabah ve öğle yemeğinden sonra, DCS'nin geleneksel iki düğmeli sistemden daha verimli bir şekilde ele aldığı yoğun gelen trafik dönemleri vardır.

Genetik Algoritma ile Çağrı Tahsisi

Geleneksel iki düğmeli bir sistemde, mevcut aramalara hizmet vermenin en etkili yolu, bunları sürekli olarak, örneğin saniyede en az iki kez tahsis etmektir. Seçilen asansör kata doğru yavaşlamaya başladığı sürece, aktif bir kat çağrısı en iyi asansöre yeniden tahsis edilir. Ardından çağrı o asansöre sabitlenir ve yeniden tahsis edilmez. En iyi çağrı tahsisini bulmanın bir yolu, asansörlerin burada “asansör rotaları” olarak anılan mevcut durak çağrılarına hizmet etmesi için alternatif yolları test etmektir. Sürekli tahsisteki zorluk, alternatif rotaların sayısının katlanarak mevcut iniş çağrılarının gücüne göre artmasıdır. İçin L asansörler ve N aktif kat çağrıları, asansör rotalarının sayısı L^N. Örneğin, sekiz vagonlu bir grupta 20 aktif durak çağrısı varsa, alternatif asansör rotalarının sayısı 8 olacaktır.²⁰ 10¹⁷, gerçek zamanlı olarak hesaplanamaz.

DCS'de, hedef aramalar, arama kaydedildiğinde hemen sabitlenir. O halde, alternatif asansör rotalarının sayısı sadece asansörlerin sayısı kadardır, bu da hesaplama süresini kısaltır. Polaris Hybrid ile hem hedef aramalar hem de normal yukarı ve aşağı aramalar aynı algoritma tarafından tahsis edilir. Bu durumda, konvansiyonel kontrol sisteminde olduğu gibi, varış çağrıları anında sabitlenirken, varış çağrıları sürekli olarak yeniden tahsis edilir. Bu nedenle, hesaplama zorluğu geleneksel kontroldeki ile oldukça aynıdır.

Polaris Hybrid DCS, tüm alternatifleri hesaplamadan verimli asansör rotalarını hızlı bir şekilde bulmak için “Genetik Algoritma” (GA) adı verilen buluşsal bir optimizasyon yöntemi kullanır.^[3] Algoritma, ilkesini evrimsel biyolojiden ödünç alır. Aktif çağrıların hizmet veren asansörünü tanımlayan bir çözüm önerisi bir “kromozom” içinde kodlanır. Bu uygulamada, genetik algoritmanın bir kromozomu, bir tamsayı dizisi ile tanımlanır. Belirli bir "gen"in değeri, bir asansörü veya çift katlı bir asansörün güvertesini temsil eder.^[4] belirli bir iniş çağrısına hizmet etmesi önerildi.

Dubleks asansör grubu örneği Şekil 3'te gösterilmiştir. Asansörler “E1” ve “E2” olarak işaretlenmiştir. Asansör boşluklarının sağ tarafındaki üçgenler, aktif iniş çağrılarını temsil etmektedir. Yeşil renk yukarı yönü, kırmızı renk aşağı yönü gösterir. Kuyudaki sarı daire asansör E1 içinde verilen kabin çağrısını temsil etmektedir. Yeşil daireler, yukarı çıkan yolcuların varış yeri aramalarını temsil eder ve dairelerin içindeki sayılar varış katlarını gösterir. Sağda rastgele seçilmiş iki kromozom, her iki türün çağrılarına bağlı genlerle gösterilmiştir.

Genetik algoritma, rastgele bir küme (veya "popülasyon") ile başlar. M kromozomlar. Bir kromozom, her çağrı için hizmet veren asansörü tanımlar. Daha sonra asansörlerin rotaları oluşturulmakta ve rota üzerindeki her durağa tahmini varış süresi asansör dinamiklerinden hesaplanmaktadır. Son olarak kromozomun “fitness” değeri hesaplanır. Bu değerler, arama süresi, bekleme süresi, yolculuk süresi veya enerji tüketimi gibi optimizasyon hedefine göre kromozomların tercih edilme sırasını tanımlar. En iyi kromozomların bir kısmı (K, örneğin) en kısa yolcu bekleme süresine sahip popülasyondan seçilir. M kromozomlar. K yeni bir nesil oluştururken “ebeveyn” olarak kullanılacaktır. M "crossing over" veya "mutasyon" kullanarak kromozomlar. Bazı nesillerden sonra, sıralı nesillerde en iyi kromozomlar değişmeden kalır ve algoritma, üretilenler arasında en iyi çözüme yakınsar. Genetik algoritma bir buluşsal yöntem olduğundan, çözüm mutlaka global optimum değildir, ancak en azından optimale yakındır. Çözüm, gerçek zamanlı olarak hızlı bir şekilde bulunabilir.

Maksimum Yukarı-Peak HC

Sorsa, et al. zirvede HC'yi artırmanın en etkili yolunu araştırdı.^[5] İki tür imar uygulandı: bitişik bölgelerde asansörler bitişik katlara hizmet vermeye zorlandı veya böyle bir kısıtlama yoktu (Şekil 4). Hedef duraklar, dengelenerek, yani, göreli HC (%HC) ve gidiş-dönüş süresine (RTT) göre bölgelerin varyansını en aza indirerek optimize edildi. Yolcu varış oranı, tüm arabaların nominal yükün %80'i ile lobiden ayrılabilmesi için seçilmiştir.

Şekil 4'teki örnek durumların taşıma kapasitesi ve RTT'leri Tablo 1'de karşılaştırılmıştır. Kullanılan optimizasyon hedefi, optimum hedef kat seçimi üzerinde dikkate değer bir etkiye sahiptir. Durak sayısı, S, tüm test durumlarında aynıdır, ancak en yüksek geri dönüş katı, H, değişir. En kısa RTT ve maksimum HC'ye, bitişik bölgeleme ve HC %'si dengelenerek ulaşılır. Bu çözümle, teorik olarak, asansör grubunun toplam HC'si geleneksel kontrole kıyasla iki katından daha fazla.

ÖZET

KONE grubu, bir binadaki yolcu trafiğini ölçer ve öğrenir. Trafik modeli, her 15 dakikada bir optimizasyon hedefinin seçilmesinde kullanılır. her gün aralık. Polaris Hybrid ile normal iki düğmeli aramalar ve hedef aramalar aynı genetik algoritma tarafından tahsis edilir. Bu, aynı katta bile hem DOP'leri hem de normal yukarı ve aşağı çağrıları yapmayı ve tüm çağrıların hizmetini aynı anda optimize etmeyi mümkün kılar.

Polaris Hybrid, özellikle lobiden gelen trafik için HC'yi artırır. Tamamen yüksek bir durumda elleçleme kapasitesinin artırılabileceği miktar, DCS kontrol algoritmasına ve ayrıca gruptaki asansör sayısına bağlıdır. Bir simülasyon çalışmasının sonuçları, 20 katlı bir binadaki sekiz arabalı bir grubun % HC'sinin, yolcu varış yerlerinin bilgilerini kullanan verimli bir DCS algoritması ile iki katına çıkabileceğini göstermektedir.

DCS ile, yalnızca başlangıç ​​ve hedef çağrılarının yer değiştirdiği yukarı ve aşağı yoğun trafik yansıtılır. Bu nedenle, aynı yolcu varış oranı ile hem yukarı hem de aşağı piklerin HC'leri neredeyse eşittir. Konvansiyonel kontrol sistemleri, lobiye yalnızca bir hedef çağrı olduğundan, tepe noktasında verimli olan sürekli çağrı tahsisi kullanır. Ancak DCS, bekleyen yolcu sayısı hakkında daha kesin bilgiye sahiptir. Sonuç olarak, hizmet seviyesi, aşağı pik durumlarda geleneksel ve DCS kontrolleriyle hemen hemen aynıdır.

Polaris Hybrid, DOP'lara sahip zeminlerin HC'sini artırır. Binanın çok az asansöre sahip olduğu modernizasyon durumlarında, lobi veya turnikelere DOP'ler kurulabilir. Bu düzenleme ile trafik yönetimi, ana trafik zirveleri genellikle lobiden geldiğinden, her kata DOP yerleştirilmiş gibi iyileştirilebilir. Yeni binalarda, bu DCS, toplu kontrollü iki düğmeli sisteme kıyasla bir binada daha küçük veya daha az asansöre veya ek servis katlarına yol açabilir.

Referanslar
[1] Closs, GD “Büyük Asansör Sistemlerinde Yolcu Trafiğinin Bilgisayar Kontrolü.” Doktora tezi, Victoria University of Manchester, 1970.
[2] Siikonen, M.-L., Kaakinen, M. “TMS9000 Grup Kontrolü – Yolcu Hizmet Kalitesini Geliştirmek için Yapay Zeka Kullanımı.” Asansör, 1994. Cilt. 23, No. 3-4, s. 25-36.
[3] Tyni, T., Ylinen, J. “Asansör Araba Yönlendirme Probleminde Evrimsel İki Amaçlı Optimizasyon.” EJOR, 168, 2006, s. 960-977.
[4] Sorsa, J., Siikonen, M.-L. “Çift Güverte Varış Noktası Kontrol Sistemi.” Elevcon 2006 Bildiriler Kitabı: Elevator Technology 16, IAEE, 2006, s. 318-327.
[5] Sorsa, J., Hakonen, H., Siikonen, M.-L. “Hedef Kontrol Sistemiyle Asansör Seçimi.” ELEVATOR WORLD, Ocak 2006, s. 148-155.