Yukarı-Pik Gidiş-Dönüş Süresi Yöntemine Dayalı Trafik Analizi: Neden Çalışır ve Nasıl İyileştirilebilir

Bu makale ilk olarak Eylül 2'de 2012. Asansör ve Yürüyen Merdiven Teknolojileri Sempozyumu'nda sunulmuştur (www.liftsymposium.org). CIBSE Lifts Group ve The University of Northampton'ın izniyle Sempozyum kitaplarından yeniden yayınlanmıştır.

Yukarı-Peak Gidiş-Dönüş Süresi (UPRTT) yöntemi, 1960'larda George Strakosch tarafından sunulan bir trafik düzenine dayanmaktadır. Bu trafik düzeni ve insanların asansörleri nasıl kullandığına ilişkin tüm kavram, Dr. Gina Barney[1] tarafından “hayal gücünün bir ürünü” olarak adlandırılmıştır. Barney, “Sayısız bina 'illüzyonuna' göre tasarlandı ve tasarımlar işe yarıyor” diyerek devam ediyor.

UPRTT yönteminin arkasındaki bilim incelenir ve açıklanır. Başlangıçta gerçeği yansıtmayan bir trafik tahmini kullanmanın doğruluğu araştırılır. Önerilen binalar için asansör çözümleri UPRTT yöntemi kullanılarak geliştirilmiştir. Aynı önerilen binalar, simülasyon kullanılarak ve modern trafik tahminleri uygulanarak ve yeni teknolojilerin uygulanmasıyla da değerlendirildi.

UPRTT yöntemi kullanılarak geliştirilen çözümlerin iyi trafik yönetimi sağladığı gösterildi. Simülasyon kullanılarak geliştirilen farklı çözümlerin, daha düşük maliyetli ve daha sürdürülebilir olurken, eşit veya daha iyi trafik yönetimi sağladığı bulundu.

Olayın Arka Planı

UPRTT hesaplaması, sabah zirve sırasında bir asansör sisteminin performansını belirleme yöntemidir. Uygun asansör sayısı, kapasiteleri ve hızları, önerilen bir bina için istenen miktar ve hizmet kalitesini elde etmek için bu hesaplamanın birden fazla yinelemesi kullanılarak belirlenebilir.

Barney, en yoğun trafik boyutlandırmasının bir asansör kurulumunun temelindeki yeteneği tanımladığını belirtir[1]. Tepe boyutlandırmanın bir asansör kurulumunun altında yatan kapasiteyi belirlemenin önemli bir yolu olduğuna inanıldığından, bu süreci anlamak önemlidir.

Yukarı-pik boyutlandırma, bir asansörün yukarı-pik periyodu boyunca gidiş-dönüş süresinin hesaplanmasına ve ardından bu gidiş-dönüş süresinin, aralığı ve taşıma kapasitesini hesaplamak için kullanılmasına dayanır. Bu kavram ilk olarak 1923'te Basset Jones tarafından öne sürüldü ve daha sonra 1980'de Schroeder tarafından olası yüksek çağrı geri dönüş tabanının istatistiksel bir belirlemesini içerecek şekilde rafine edildi [1]. 

En yüksek gidiş-dönüş yolculuğu basitçe tanımlanabilir. Lobide bir asansör belirir ve yolcular asansörü kapasitesine kadar doldurur. Asansör daha sonra yolcuları birden fazla üst kata bırakır. Asansör boşaldığında ilave yolcuları almak için lobiye döner. Bu gidiş-dönüş sırasında ne katlar arası ne de aşağı doğru trafik olmadığına dikkat edilmelidir.

Bir zirve trafik analizi aşağıdakileri gerektirir:

1. Binanın özelliklerinin tanımı. Buna bina tipi (ofis, apartman, okul, hastane vb.), bina sınıfı (A Sınıfı, B Sınıfı, lüks, devlet konutu), kiracı tipi (tek, çoklu), doluluk (kişi başına alan, kişi başına alan) dahildir. kat), konum (şehir merkezi, banliyö, gelişmekte olan ülke, gelişmiş ülke), kullanıcıların kültürel beklentileri, kattan kata yükseklikler ve katların göreceli olarak arzu edilirliği[2].
2. Kaldırma özellikleri. Bu özellikler asansör sayısı, kapasite, hız, kapı tipi ve kapı hızını içerir.
3. Trafik talep seviyesi veya varış oranı.

Kabin boyutuna ve zemin katın üzerindeki kat sayısına bağlı olarak, kabinin yapacağı muhtemel durak sayısı aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplanır[3]:

Nerede: S olası durakları temsil eder

N  ana katın üzerindeki kat sayısıdır

p yolculuk başına yolcu sayısıdır

Tipik bir yolculukta ulaşılacak en yüksek kat, bir binadaki kat sayısının ve yolculuk başına düşen yolcu sayısının bir fonksiyonudur. Yüksek çağrı geri dönüş katı şu şekilde hesaplanır[1]:

Nerede:  H yüksek çağrı geri dönüş katıdır

           N ana katın üzerindeki kat sayısını temsil eder

           p yolculuk başına yolcu sayısını temsil eder

Hesaplanan olası durak sayısını ve yüksek çağrı geri dönüş katını kullanarak, tam hızda koşmak için harcanan süreyi, hızlanmak ve yavaşlamak için harcanan süreyi ve olası durmaların her birini yapmak için harcanan süreyi hesaplamak mümkündür. Tüm bu sürelerin toplamı gidiş-dönüş süresidir.

Gidiş dönüş süresi (RTT) kullanılarak aralık (INT), RTT'nin bir asansör grubundaki asansör sayısına bölünmesiyle hesaplanır. Örneğin, üç arabalık bir gruptaki bir arabanın RTT'si 90 s ise, aralık 30 s'dir. Teoride, lobiye her 30 saniyede bir asansör gelmelidir. asansörler mükemmel aralıklıysa ve gerçek RTT, ortalama RTT'ye eşitse. Aşağıdaki aralık[1] için denklemdir:

Nerede: I aralık

                RTT gidiş-dönüş süresini temsil eder

                NC araba sayısı

Ortalama bekleme süresi (WT), ortalama aralığın yarısı olacaktır. Yolcuların gelişi eşit zaman aralıklı olsaydı, ilk yolcu asansör kapıları kapanırken gelirdi ve aralığa eşit bir süre beklerdi. Aynı şekilde lobiye en son gelen yolcu da asansör kapıları kapanmaya başladığı anda asansöre girecek ve bekleme süresi olmayacaktı. (WT) için basitleştirilmiş denklem [3]:

                                                                                                               (4)

Nerede:  WT bekleme süresini temsil eder

           I aralığı temsil eder

Bir yolcu lobide görünen ilk asansöre girebilseydi, WT süresi ikiye bölünen aralığa eşit olurdu. Ancak, sabahın yoğun olduğu saatlerde bu her zaman mümkün değildir. Bu nedenle WT'nin aralığın yaklaşık %60'ı olduğu varsayılır[3].

Daha önce belirtildiği gibi, en yüksek trafik analizi aşağıdakileri gerektirir:

1. Binanın özelliklerinin tanımı
2. Kaldırma özellikleri
3. Trafik talep seviyesi veya varış oranı

İlk iki gereksinim bilinen verileri içerirken üçüncü gereksinim bir tahmindir. UPRTT yöntemi, trafik talebinin tahminine dayalı olarak asansör sistemi performansının bir tahminidir. 

Trafik talep seviyesinin çok kiracılı binalarda bina nüfusunun %12'si ve tek kiracılı binalarda bina nüfusunun %18'i olduğu varsayılmaktadır[3]. Bu değerlerin kaynağı, Şekil 1'de gösterilen trafik düzeninden gelmektedir. Bu trafik düzeni, Strakosch Trafik Düzeni olarak bilinir. Sabah pik zirvesi sırasında talep seviyesi %12 olarak görülebilir.

Analiz Örneği

UPRTT yöntemini daha iyi anlamak ve simülasyon ile UPRTT yöntemi arasındaki sonuçları karşılaştırmak ve karşılaştırmak için varsayımsal bir bina değerlendirilir.

Varsayımsal yapı:

• Katlar: 18 (Lobi +17)
• Seyahat 66.8 m
• Kat başına kişi sayısı: 62

Önerilen kaldırma sistemi:

• Arabalar: Altı
• Kapasite: 1600 kg
• Hız: 2.5 mps

UPRTT sistem performansı bir bilgisayar programı kullanılarak değerlendirildi. Sonuçlar aşağıdaki gibidir:

• 5 dakika. taşıma kapasitesi: %12.6
• Aralık: 31.2 sn.

%12 talep ile geliştirilmiş en yüksek nokta hesaplamasının kullanılması aşağıdaki sonuçları verdi:      

• Aralık 29.7 sn.

Bu sonuca dayanarak, önerilen asansör sisteminin en yoğun koşullarda bina nüfusunun %12'sini kaldırabilecek kapasitede olacağı varsayılabilir. Bununla birlikte, bir simülasyon %12'lik bir varış oranına sahip erken bir mikroişlemci tabanlı kontrol sistemi tarafından kullanılan bir dağıtım algoritması kullanılarak çalıştırıldığında, sistem Şekil 2'de görüldüğü gibi doymuştur. iyi röle tabanlı sistem.

Şekil 3, varsayımsal binada %10 talep seviyesinde aynı asansör sisteminin en yüksek performansının simülasyonunun sonuçlarını göstermektedir. 

UPRTT yöntemi, önerilen sistemin bina sisteminin %12'sini idare edebileceğini öngörmüştür. Önerilen sistem %12 düzeyinde doymuş ancak %10'luk bir talep düzeyini karşılayabilir. Gerçek trafik seviyesi %10 veya daha az olduğu sürece, önerilen sistem kabul edilebilir bir performans sağlayacaktır. Gerçek binalardaki gerçek trafik seviyelerinin %12'den az olduğu sonucuna varılmalıdır, çünkü Barney'nin belirttiği gibi “tasarımlar işe yaramıştır”[1]. 

Hesaplamalarda kullanılan talep seviyesi ile gerçek trafik seviyeleri arasındaki fark bir güvenlik faktörü olarak görülebilir.

Güvenlik Faktörleri

Güvenlik faktörleri, cihazın arızalanmasının sonuçlarının önemli mali kayıplara, ciddi yaralanmalara veya ölüme neden olacağı hemen hemen her cihazın tasarımında yaygın olarak kullanılır[4]. Düşük bir bina, düzgün bir şekilde kaldırılmış bir bina ile aynı kiraları alamayacağı için önemli mali kayıplara neden olabilir. Bununla birlikte, kötü bir şekilde kaldırılmış bir binanın bir sonucu olarak çok az yaralanma veya ölüm riski vardır.

Endüstriyel tasarımdaki güvenlik faktörleri, ilgili risklere, bileşenin değişkenliğine, aşınma tahminlerine ve tasarımda kullanılan tahminlerin doğruluğuna göre seçilir. Asansörler için tel halatlar minimum 12[5] güvenlik faktörü gerektirir. Bununla birlikte, bazı uçak bileşenlerinin güvenlik faktörü 1.2[4]'dir.

Altı Sigma gibi kalite kontrol süreçleri nedeniyle düşük ürün değişkenliği varsa daha düşük güvenlik faktörleri mümkündür. Sonlu Elemanlar Metodu gibi geliştirilmiş hesaplama yöntemleri, yapısal performans tahminlerini daha doğru hale getirir ve bu nedenle daha düşük güvenlik faktörleri mümkündür[4].

UPRRT yöntemi, Şekil 1'de gösterilen trafik düzenine dayanmaktadır. UPRTT yöntemi bir hesaplama aracıdır. Bu araç tarafından geliştirilen tasarımlar işe yarar çünkü tasarımlar 5 dakikalık bir güvenlik faktörüne dayanmaktadır. taşıma kapasitesi seçilmiştir. 5 dakikalık bir tasarım. %12'lik taşıma kapasitesi bir güvenlik faktörüne sahiptir, çünkü asansör sisteminin karşılaşacağı gerçek trafik, tümü yukarı doğru hareket eden bina nüfusunun %12'sinden daha az talepkar olacaktır.

Daha iyi hesaplama yöntemleri, daha düşük güvenlik faktörlerinin kullanımına izin verir. Simülasyonun, tahminleri ile gerçek sistem performansı arasında çok yüksek bir korelasyona sahip olduğu gösterilmiştir[6]. Simülasyon yöntemleri, asansör sistemi performansını daha iyi tahmin etme yeteneğine sahiptir.

UPRTT yönteminin, önerilen bina için gerekli asansör sayısını hesaplamak için simülasyon kullanılması halinde gerekli olacak daha fazla asansör gerektirdiği gösterilmiştir[7].

Buna bir örnek olarak, UPRTT yöntemine dayalı olarak altı asansör gerektiren varsayımsal bina, simülasyon kullanılarak beş yüksek performanslı asansörün uygulanmasına ve Dr. Richard Peters tarafından CIBSE Guide D[8]'de sunulan modern trafik tahminlerine dayalı olarak değerlendirilmiştir. Şekil 4-7, modern zirve ve modern öğle yemeği sırasında beş asansörün performansını kaydeder.

Beş araba yüksek performans grubu için bekleme süreleri, CIBSE Guide D[2010]'in 8 baskısındaki Hizmet Kalitesi kriterlerine göre dört yıldızlı ve beş yıldızlı bir bina arasındadır.

Beş arabalı yüksek performans grubunun geçiş süreleri, altı yıldızlı ve yedi yıldızlı bir bina arasındadır.

Bu grubun performansı büyük olasılıkla beş yıldızlı bir binanın performansıdır. Bir prestij binası, CIBSE Guide D[8]'de beş yıldızlı bir bina olarak tanımlanmaktadır.

Bulgular ve Sonuçlar

UPRTT hesaplama yöntemi, öngörülen bir trafik tahmini ile birlikte önerilen bir binanın ve önerilen bir asansör sisteminin parametrelerini kullanır. Kullanılan tahmini trafik seviyeleri bir güvenlik faktörü oluşturur. Bir binadaki gerçek trafik seviyesi normalde UPRTT yönteminde önerilenden daha düşüktür.

Bir Güvenlik Faktörünün dahil edilmesi, UPRTT yönteminin neden işe yaradığını açıklar. Simülasyon, UPRTT yönteminden daha doğru bir hesaplama yöntemi sağlar. Simülasyon tarafından sağlanan daha doğru hesaplama, insanların asansörleri nasıl kullandığına dair daha doğru bir anlayış ve trafik modellerinin daha doğru tanımları, asansör tasarımlarının sistem performansının daha iyi bir tahmincisi olmasını sağlar. Daha iyi performans tahminleri, daha az asansörlü tasarımlara yol açacaktır. Daha az asansörlü bir bina daha ekonomik ve daha sürdürülebilirdir.

Referanslar
[1] G. Barney, Asansör Trafik El Kitabı. Londra: Spon Press (2003)
[2] Los Angeles Şehir Merkezi İş Geliştirme Bölgesi. (2007) Mevcut Ofis Alanları: https://downtownla.com/dbh_office_space.asp. Erişim tarihi: 12 Ağustos 2007.
[3] G. Strakosch, Dikey Taşıma El Kitabı. Wiley, New York (1998)
[4] Vikipedi. Güvenlik Faktörü. Şuradan erişilebilir: https://en.wikipedia.org/wiki/Factor_of_safety. Erişim tarihi: 13 Temmuz 2012.
[5] Avrupa Standardı EN-81A1 (1998) Asansörlerin yapımı ve kurulumu için Güvenlik Kuralları – Bölüm 1: Elektrikli Asansörler (1998).
[6] R. Peters ve R. Smith, Destination Control Asansör Teknolojisi ile Asansör Performansı ve Yolcu Talebi Analizi 17, ELEVCON 2008 Bildirileri (Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği).
[7] R. Smith, Yeni Teknolojilere ve Modern Trafik Modellerine Dayalı Asansör Trafiği Tasarım Gereksinimlerinin Belirlenmesi, Northampton Üniversitesi, Northampton (2011).
[8] Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE) Binalarda Ulaşım Sistemleri, Kılavuz D. CIBSE, Norwich (2010).