建筑技术：电梯组的规划和性能

群规划与目的地群控制的服务质量研究

帕特诺斯特电梯

很久以前，一些低层写字楼由一连串无休止的小型开放式汽车服务，这些汽车在上升和下降的井道中缓慢旋转。 这些装置被称为paternosters。 等待时间很短，因为乘客总是可以看到到达的汽车并在适当的时候跳进去。 旅行时间很长，让乘客有足够的时间专注于合适的时刻跳下车。

现代高速团体试图模仿 paternosters。 对于四车组，理想的轿厢位置是一车在或接近零层，第二车在半升至顶层，第三车在或靠近顶层，第四车正在下降到零层。 汽车是想象中的旋转汽车串中的元素。 组控制是虚构的字符串。

该字符串中汽车数量的增加将减少汽车之间的平均时间距离。 集团的运输能力增加。 增加一辆汽车意味着在所有交通条件下每辆汽车的平均乘客人数都大大减少。 因此，汽车的停靠次数更少，往返时间更短，并且假想的汽车串旋转得更快。 很明显，一辆或多辆汽车增加了两倍的运输能力。 因此，汽车可以小得多。 这个小组操作的例子显示了计划的重要性和小组控制的基本功能。

拥有大型汽车的传统团体效率低下

最常见的一组电梯由四个大轿厢组成，标称合同载荷约为 1600 公斤（20 名乘客）。 现有的大多数组都有传统的控件，在轿厢中的平台和楼层按钮上有向上/向下按钮。 在轻或中等交通密度期间，这些群体提供令人满意的服务质量，因为汽车运送的乘客很少。 汽车的往返和旅行时间很短，因为汽车很少有耗时的停留。

在交通繁忙期间，满载的汽车会多次停靠，从而导致往返和旅行时间较长。 群控对操作影响很小或没有影响，因为乘客通过楼层按钮控制所有轿厢运动。 这意味着在最需要的时候，传统团体的效率是最差的。

上个世纪初期，电梯服务员及其主管通过将具有相同目的地的乘客分配到特定轿厢来防止这种控制和效率的丧失。 他们对乘客目的地的智慧和经验确保在交通繁忙期间提供令人满意的服务质量。 当服务员和他们的主管/调度员被废除时，这种情报就丢失了。

团体计划总是一种妥协

每个小组的计划和绩效是以下四组相互依赖的特征之间的折衷：

1. 上下运输能力
2. 与时间相关的服务质量
3. 空间和能源要求
4. 资本和维护成本

最好的折衷方案是优化组服务质量 1 和 2 并最小化特征 3 和 4 的组配置。

本文证明了最佳配置和效率是由团体运输能力和与时间相关的服务质量之间的关系来定义的。 这个逻辑表明拥有大型汽车的群体效率低下，并披露：

• 大型电梯需要太多的建筑空间，消耗太多的能源。
• 大型电梯效率低下，在交通繁忙期间会导致长时间的等待和旅行时间，因为它们会因停靠次数过多而浪费时间。

考虑以下事项： 一辆大型单车可以服务于低建筑物或短建筑物区域。 如果我们用合同载荷等于单车 50% 的两车组代替单车，所有服务质量都会提高。 与大型汽车相比，小型汽车在所有交通条件下每次往返的平均停靠次数会更少。 因此，他们的平均往返时间始终较短。 两车组在所有交通条件下，比单车大的载客量多； 即，两车组比单车更有效率。 此外，两车组的平均等待时间 (AWT) 和平均行驶时间 (ATTC) 在所有交通条件下都减少了。

集团汽车数量的每一次增加都可以减少合同负荷，并提高集团效率（运输能力）和与时间相关的服务质量。 拥有更多和更小汽车的团体的更高效率使团体能够为更多楼层或更多人群提供服务。 拥有五辆或六辆汽车的团体可能具有较小的合同负荷，并且将提供高运输能力以及出色的与时间相关的服务质量。 该逻辑适用于任何组和任何组控制系统。 这是电梯组的固有特征。

传统组的配置

如前所述，大多数建筑物由配备大型汽车的传统四车组提供服务。 对于具有传统控制（即反应式非智能控制）的群体，这些四车配置是最好的折衷方案。

传统的六辆小型车组不存在，尽管这些配置可以将合同负载减少到 800 公斤。 这些六辆汽车的配置可以容纳在与拥有四辆大型汽车的传统团体所需的相同空间内。 六小车组能耗降低 按比例 到总合同载荷 (6400/4800 kg)，即 25%。 六车组的运输能力提高了约 5%。 六小车组在交通拥堵期间往返次数翻倍； 即，服务频率翻倍，大大减少了等待和旅行时间。

拥有六辆大型汽车的传统团体确实存在，尤其是在许多著名的建筑中。 这些团体利用其更大的运输能力为另外三个或四个楼层提供服务。 额外的楼层大大增加了一个群体所服务的人口。 此外，在所有交通条件下，每辆车的平均往返时间都会增加。 每辆车的效率也相应降低。 这种错误规划做法的结果是增加了所有交通条件下到达目的地的平均时间（平均等待和旅行时间的总和）。

传统六车组大型车虽然价格较高，需要更多建筑空间，消耗更多能源，但其时效性服务质量比传统四车组差。 它们的运输能力减少了约 5%。 传统的四车组通常可以服务12-14层。 这个数字取决于楼层人口。 由于团队效率的降低，轿厢数量增加 50% 可以使服务的楼层数量增加 25%。

智能目的地组控制

在过去的 20 年中，目的地组控制成为高层建筑中组的首选控制系统。 这些要求乘客在大堂的控制面板上输入目的地。 控制器通过将每个乘客分配到特定的车厢来做出响应。 与传统团体的本质区别是车厢内没有楼层按钮。

现有的目的地组控制是在作者发现组特征的相关性之前设计的。 因此，具有目的地控制的现有团体尚不具备实现最佳效率和服务质量所必需的人工智能和人工体验。 现有的目的地控制是被动的，但还不是主动的。

智能目的地群组控制将具有学习系统，可以持续监控、记录和分析汽车运行、载货量、服务呼叫以及其他特定于群组和建筑物的数据。 这些系统有助于群控创建进出每个楼层的交通密度模式、服务呼叫模式等。这些学习能力使智能目的地控制具有主动性。

学习能力还使智能组控制能够创建数据结构，公开所有可能交通状况的性能数据。 这些数据结构使组的性能潜力变得透明，即可预测和可控。 可控，因为智能组有一个单一的控制目标——在所有交通条件下最小化和均衡往返时间 (RTT)。 这一目标最大限度地提高了运输能力，同时优化了所有交通条件下所有与时间相关的服务质量，即在任何时候。

RTT 目标是通过相对于瞬时和/或预期交通密度最小化和均衡每辆车以及每次上下行程的允许停靠次数来实现的。 该系统始终可以将乘客立即分配到特定的车厢。

具有智能目的地控制的组的性能和配置

智能组的一个显着特点是能够在交通密度增加时减少到达目的地的平均时间。 很容易解释这个特性。

增加的流量密度需要更短的平均 RTT； 即，允许停靠的次数必须减少。 AWT 增加，ATTC 减少。 ATTC 的减少超过了 AWT 的增加。

具有智能目的地控制的团队将针对所有交通状况提供所需的上下运输能力，并结合针对瞬时交通密度的最佳时间相关服务质量。 与时间相关的服务质量对于上下乘客来说都是公平的。

对于新建筑，智能目的地控制将节省大量空间和能源。 例如，智能四车组的最优最小合同载荷将在1200公斤左右。 对于六车组，这个最低限度约为 800 公斤，对于五车组，约为 1000 公斤。 最低合同负荷取决于汽车的数量和服务的楼层数量及其人口。 如果超过了特定组可以服务的楼层数的最佳值，则需要更高的最低合同负载。 空间和能源需求增加。 团队效率和时间相关的服务质量将恶化。

具有智能目的地控制的团体可能有更大的合同负载和更大的汽车，以提高乘客的舒适度； 然而，较大的汽车不会影响最佳的与时间相关的服务质量。 规划智能组的配置和性能将是一项精确的工作，服务质量可以通过合同得到保证。

电梯行业

定义团队绩效和效率的特征的相关性给电梯公司和电梯顾问带来了两难境地。 简单地否认相对论的存在似乎是不可能的。 接受和采用相对性需要开发智能组控制并放弃不正确的（经验）绩效评估和规划方法。 这些不正确的方法是导致电梯行业特殊商业行为的原因。

到目前为止，组的理论性能潜力是未知的。 在所有交通条件下提供最佳性能的组控制曾经（现在仍然）不可用。 这种情况已导致（并将继续导致）建筑规划者和业主对团体表现的不安全感。 这种不安全感催生了对独立电梯顾问的需求。 规划人员和业主在获得有关电梯规划的独立建议时感到更加安全。 这种做法对电梯承包商来说很方便，因为第三方显然承担了集体绩效的责任。

这种情况对所有有关方面都是不利的。 电梯承包商在很大程度上失去了对电梯规划的影响。 销售和研发人员对团体计划的参与和兴趣减少。 团体的计划和他们的表现是相互依存的这一事实已经被掩盖了。 顾问失去了使他们的工作更有意义和更重要的机会。 业主和规划者无法规划或购买最经济和表现最佳的群体。

对于电梯行业而言，智能目的地组控制带来了可能看起来没有吸引力的新问题。 最好的群体绩效最终会导致群体控制的标准化。 这可能会影响新项目的竞争和现有集团的维护。 电梯组控制在楼宇管理系统中的集成可能是下一步。 鉴于构建安全系统的重要性，这样的发展似乎是合乎逻辑的。

智能目的地控制监控进出每个楼层的交通。 他们可以记录和报告个人成员的来来去去。 建筑经理和租户对这些数据感兴趣。 它们还可用于控制空调甚至照明。 作者建议建筑业主和规划者需要高效的团队，在所有交通条件下提供最佳服务质量。 服务质量应受合同保证。 智能目的地组控制简单易实现，因为它们的数据结构使性能透明可控。

Leo Weiser Port 发明了目的地组控制（悉尼，1960 年代）。 下一步是开发智能目的地（主动）控制。 要实现这一点，市场需求是必不可少的。 本文展示了建筑规划和智能控制对团队绩效的决定性作用。 当业主、建筑师和顾问意识到他们可以定义和控制电梯规划和性能时，需求就会随之而来。 首座拥有智能组群的建筑将展示其卓越的性能并带来突破。

在《电梯组的规划和性能》一书中，组群运输能力及其随时间变化的服务质量的内在相关性得到了数学证明。 它详细描述了智能目的地组控制的逻辑、系统、数学和功能。 这本书可以通过作者的网站访问： www.elevatorgroupcontrols.com.