关于电梯交通模拟的常见误解

电梯专业人士和电梯客户通过传统的、基于公式的电梯交通分析和复杂的电梯模拟程序来评估潜在和现有电梯在适当交通处理方面的性能。 有时，此类工作中涉及的术语和概念会被误解或误用。 本文讨论了五种常见的误解，试图澄清升降机概念、统一术语并解释工具限制。

学习目标

看完这篇文章，你应该已经学会了：
♦ 处理量和到货率的区别
♦ 提高电梯速度并不总能改善乘客服务。
♦ 描述电梯交通的常用方法
♦ 自动电梯监控系统可以提供和不可以提供哪些功能。
♦ 自动电梯监控系统如何严重低估乘客等待时间。

电梯专业人员经常使用电梯交通模拟来评估新建筑物的拟议电梯配置或站立建筑物中的现有电梯配置。 除了建筑物和电梯特性之外，这些模拟还需要了解电梯乘客的类型和速率作为输入，并依靠专门的软件来模拟给定输入条件下电梯的性能。 电梯模拟可以产生多种类型的输出，包括乘客等待时间和乘客到达目的地的时间，这使电梯专业人员能够判断电梯配置是否可以在相关建筑物中提供可接受的性能。

观察表明，许多对电梯性能、分析和模拟感兴趣的电梯专业人士和客户并不完全理解所使用的概念，误解很常见。 本文描述了五种常见的误解，试图澄清与电梯和电梯交通模拟相关的各种术语和情况。

第一：“‘处理能力’就是电梯系统在给定的时间内处理了多少人。[1-4]”

多年来，处理能力计算一直被用作关键的电梯性能标准。 传统上，处理能力是基于公式的指标，并在非常具体的性能假设下计算。 早在基于软件的电梯模拟程序可用之前，处理能力计算就被用于确定将多少电梯放入新建筑物并评估现有建筑物中的交通注意事项，并且它们今天仍在使用。 不幸的是，历史术语“处理能力”已与较新的术语“到达率”混淆，后者是应用于作为电梯模拟输入的乘客到达电梯大厅的比率的术语。 许多人现在交替使用这两个术语，这可能会产生问题。

最初，处理能力是指电梯在 5 分钟内可以移动的建筑人口的最高百分比。 平均而言，给定一组特定的建筑物特征（例如，建筑物的楼层数和楼层高度）和电梯特征（例如，速度和大小）。 传统的处理能力，由于其计算方式，是一个稳态值，这意味着，理论上，电梯系统可以在持续的一段时间内为计算出的交通量提供服务。 虽然处理能力会产生一个稳态值，但计算出的百分比通常被视为电梯系统的峰值能力，并且通常得出的结论是每天只有很短的时间才能达到峰值能力，当众多乘客都要求时同时提供电梯服务。 确定正确的电梯数量是基于确定所考虑的电梯数量是否可以产生在电梯交通高峰期间移动人数所需的处理能力。

电梯交通模拟研究使用专门设计的软件来模拟虚拟建筑物中电梯的性能，使用输入数据来定义在模拟期间将有多少乘客请求电梯服务。 输入是在模拟执行之前确定的，与传统的处理能力不同，它是相关公式的输出（而不是输入）。

如果电梯专业人员设计的交通输入场景的高峰交通量为建筑人口的 10%，则执行模拟将输出电梯性能指标（例如，平均等待时间），可用于确定电梯系统是否可以处理 10% 的高峰流量。 但是，结果不会告诉专业人士 10% 是否是系统可以处理的最大值。 如果电梯系统真的只能处理 8% 的人口峰值，那么交通输入模式峰值为 10% 的模拟结果将表明无法处理 10%。 但是，在没有使用不同流量输入的进一步研究的情况下，模拟仅显示 10% 无法处理； 它并不表示实际的最大处理量。 类似地，如果仿真结果表明电梯系统可以处理 10% 的人口，它不会自动表明它实际上是否可以处理超过 10%（或超过 10%）。

很容易理解为什么术语“处理能力”可能会与到达率混淆，因为定义处理能力的目标通常是设计一个可以处理高峰流量的系统。 因此，如果模拟表明电梯配置设计可以处理建筑物中预期的高峰流量，那么个人可能会倾向于将该高峰流量称为电梯系统的“处理能力”。 当多个人讨论相同的电梯配置时，就会产生混淆，但有些人使用术语“处理能力”来表示系统的最大处理能力，而另一些人则使用它来指代预计到达的交通率建筑物。 这些可能不是一回事。 另一个混淆点是期望值是计算出的处理能力值还是一组模拟结果。

为避免混淆，建议使用术语“传统处理能力”或“计算处理能力”来表示通过概率公式计算的值，术语“最大处理能力”用于表示电梯系统的点不能再成功处理额外的乘客，术语“到达率”或“需求率”用于表示用作电梯模拟输入的乘客流量。

第二点：“提高电梯速度将提供更好的服务。”

提高电梯的速度有时会提供更好的服务，但很多时候却不会。 如果电梯经常经过一个很长的快车区，很可能提高电梯的速度会让乘客乘坐得更快，而且到达等候走廊的乘客所用的时间也会更短。 但是，如果电梯在彼此靠近的楼层频繁停靠，则更改速度可能对服务影响很小或没有影响。 这是因为当电梯短距离移动时，它没有时间达到全速。 电梯在离开停止位置时需要加速，到达目标楼层时需要减速。 如果原始停靠点和后续停靠点之间的距离很短，则电梯可能需要在完成全加速阶段并达到全速之前开始减速。

例如，如果电梯以 4 mps、2 mps1 加速度和 2 mps1.6 急动度的运动曲线从停止位置运行 3 m，则电梯将花费大约 4.5 秒。 从第一个位置移动到第二个位置（假设没有启动或机器延迟）。 电梯将达到的最高速度约为 1.4 mps。 如果电梯的速度增加到 3 mps，它仍然需要大约 4.5 s。 覆盖距离，它达到的最高速度将保持在 1.4 mps。 因此，当电梯短距离运行时，将速度从 2 mps 增加到 3 mps 不会带来性能优势。

以 8 mps 的速度运行 2 m 的电梯（其他参数与前一个示例相同）将需要 6.4 s。 移动距离，而将速度提高到 3 mps 将使电梯在 6.1 秒内从启动到停止运行，节省 0.3 秒。 当使用 8 mps 的合同速度时，2 m 的距离允许电梯实现全速，即使只是很短的时间。 当使用 3 mps 的合同速度时，电梯在达到 2.2 mps 的最高速度时开始减速，但没有达到全速。 然而，如果所讨论的速度为 8 mps 和 7 mps，那么 8 m 的较长距离仍然不足以区分电梯速度。 在这种情况下，两种运动曲线都不会允许电梯在 8 m 内达到全速，并且以 8 mps 运行 7 m 的电梯与以 8 mps 运行 8 m 的电梯之间没有性能差异。 与 3 mps 的情况一样，以 7 或 8 mps 行驶的电梯一旦达到 2.2 mps 的速度就开始减速，并且没有足够的加速时间来达到全合同速度。

第三名：““40-40-20”的描述讲述了人们需要知道的关于电梯交通输入的一切。[5]”

电梯客流量经常用一系列三个数字来描述，其中最常见的是“40-40-20”和“45-45-10”。 第一个数字是指从大厅上行的乘客百分比，第二个数字是指下到大厅的乘客的百分比，第三个数字是指“楼层间”移动的乘客百分比，这样他们的出发地和目的地都是大堂。 这三个数字的总和必须为 100%。 这个三位数速记是描述每种电梯流量百分比的绝佳方式，但它并不表示流量的持续时间或数量。 因此，很容易产生误解。

有时，个人在被要求设置“40-40-20”交通模拟场景时，会自动假设该模拟应使用一种交通模式，即在 40 小时内将 1% 的建筑物人口从大厅向上移动，40 1 小时内建筑物人口的百分比下降到大厅。 在同一小时内，建筑物中 20% 的人口从一个非大堂楼层转移到另一个非大堂楼层。 虽然这似乎是一个很好的猜测，但“40-40-20”实际上仅指被移动人员的目的地百分比，而不是指分布是移动了建筑物的所有人口还是建筑物人口的某些百分比。 “40-40-20”也没有给出这些人使用电梯的时间范围。

为了准确地描述用于模拟的交通分布，需要将“40-40-20”短语与人数或建筑物人口的百分比以及时间范围结合使用。 例如，可以说“每 10 分钟移动 5% 的建筑物人口。 45 分钟。 使用‘40-40-20’配置”或“在 550 分钟内均匀移动 30 人。 使用‘45-45-10’配置。”

第一个示例意味着，如果您有一栋建筑，里面有 1,000 人，那么在九个 5 分钟的时间段中。 每个，将有 100 人尝试使用电梯（10 人的 1000%）。 这 40 人中的 100%（即 40 人）将尝试从大厅上行，另外 40% 的人将尝试从大厅下行，而这些人中的 20%（即 20 人）将在楼层间移动。

第二个示例意味着，如果您有一座容纳 1,000 人的建筑物，那么只有 55% 的人口（即 550 人）将使用电梯系统超过 30 分钟。 将 550 除以 5（30 分钟内的 92 分钟周期数）意味着在这 5 分钟的每一分钟内，大约有 45 人需要电梯服务。 使用“45-10-45”配置，这 92 人中有 42%（即大约 45 人）想要从大厅向上移动，42%（即大约 10 人）想要向下移动到大厅，并且剩下的 XNUMX%（即大约 XNUMX 人）将在楼层间移动。

 第四名：“自动电梯监控系统很棒，因为它们可以告诉你人们等待电梯的时间。”

这种误解主要适用于用于监控传统两厅呼叫按钮电梯配置的自动系统。 自动电梯监控系统可以安装在大多数现代电梯环境中，以自动和定期收集与电梯性能相关的数据并制成表格。 这些系统可以是非常有用的工具，但前提是理解和使用正确。

电梯监控系统只能跟踪具有机械或电子组件的元素，这些组件可以将信息传输到运行监控系统的计算机。 例如，电梯到达楼层的时间、轿厢操作面板上按下的按钮数量以及按下外召按钮的时间和位置都可以被监控。 电梯轿厢的重量可以被监控，或许还可以用来估计轿厢内的人数。 但是，除了目的地输入系统（其中每个乘客用电子设备指示目的地）外，不会监控在走廊里等待电梯的乘客数量。 可能允许跟踪乘客的精心制作的摄像头、视频或射频识别跟踪机制目前对于电梯性能监控的常规使用来说过于昂贵。

电梯监控限制的结果是，电梯监控系统跟踪电梯响应时间，即在某个楼层按下外呼按钮到电梯到达满足该楼层需求之间所经过的时间，但无法跟踪乘客等待时间.

乘客的等待时间是指从乘客到达电梯大厅到为其提供服务的电梯到达之间的时间。 电梯响应时间与乘客等待时间很容易混淆，因为电梯和实际按下外呼按钮的人的时间值通常相同。

当评估员查看自动监控报告时，在使用自动监控系统时会犯一个典型的错误，发现平均“等待”时间约为 30 秒。 并假设电梯服务很好。 尽管大多数系统报告“等待”时间，但这些系统并不是真正报告乘客等待时间，而是报告电梯到达时间。 即使这些指标被正确标记为“响应时间”，许多评估者也认为这与等待时间相同。 如果只有一名乘客在等待，那么电梯到达时间（外呼按钮被激活与电梯到达楼层之间的时间差）和乘客等待时间（乘客到达走廊与乘客进入电梯之间的时间差）基本上是，同样的事情。

然而，考虑这样一种情况，第一个人到达走廊并按下门厅呼叫按钮，然后第二个人到达走廊 10 s。 之后。 然后电梯到达 20 秒。 之后。 电梯到达时间为 30 秒，第一位乘客的等待时间也是如此。 然而，第二位乘客的等待时间仅为 20 秒。 这两名乘客的平均等待时间为 25 秒，比报道的“等待”时间略短，实际上是 30 秒的汽车到达时间。

上述等待时间差异夸大了实际平均等待时间，可能不会被视为大问题。 真正的问题发生在排队时，即不是所有在走廊等候的人都能进入下一辆车。 在这种情况下，每次电梯到达楼层时，电梯到达时间将被重置，但那些留下的乘客的实际乘客等待时间将继续累积。 这意味着当排队发生时，自动监控系统报告的“等待”时间可能会严重低估电梯高峰期间的等待时间。 如果在这些条件下根据报告的等待时间评估电梯性能，则评估可能非常不正确。

第五个：“当您拥有自动电梯监控系统时，很容易确定建筑物的交通模式。”

如果这是真的，那就太好了，但通常情况下，事实并非如此。 如“第四部分”所述，自动监控系统在跟踪单个乘客的能力方面受到限制，尤其是在传统的两厅呼叫按钮系统中。

在双按钮系统中，只有沿特定方向到达走廊的第一位乘客才会按下门厅呼叫按钮。 因此，监控系统无法知道是一个人在等电梯还是很多人在等。 即使等待的乘客进入电梯，按下轿厢内的呼梯按钮，也很难知道有多少人进入了轿厢，有多少人留在了走廊里，因为轿厢太拥挤了。 只有第一个到达特定楼层的人才会被登记为按下该楼层的轿厢呼叫按钮，如果在轿厢到达之前已经按下了该按钮，则不会登记再次按下按钮。 因此，监控系统无法准确确定有多少人进入电梯或每个人要去哪里。 到达率和特定乘客的出发地/目的地组合是建筑物交通模式的关键因素。 自动监控系统（计算门厅呼叫、轿厢呼叫和轿厢到达时间，并且无法跟踪每位乘客的到达时间、轿厢进入时间或目的地）无法轻松生成准确的建筑物交通模式。

在目的地输入系统中，自动监控报告更有可能更准确。 这是因为在目的地输入系统中，每个乘客都需要使用目的地输入设备，系统将能够在输入设备上监控每个乘客的到达时间、出发楼层和目的地楼层。 然而，一直观察到，在实际操作中，有些人不输入目的地，而是依赖之前输入的目的地或他们组中的其他人输入的目的地。 此外，一些人多次进入他们的目的地，希望电梯更快到达和/或电梯不那么拥挤。 在目的地输入系统中，使用与其设计相反的系统的人越多（即，每个乘客进入一个且仅一个目的地），通过监控目的地条目确定的任何交通模式就越不准确。

学习强化问题

使用以下学习强化问题来学习继续教育评估考试，网址为 www.elevatorbooks.com 或在第本期第107期。
♦ 到达率（即输入交通模式）对电梯模拟研究有什么影响？
♦ 到达率与处理能力有何不同？
♦ 在描述电梯交通时，必须考虑哪些特征？
♦ 为什么在考虑标称电梯速度时停靠点之间的距离很重要？
♦ 自动电梯监控系统只有可通过机械或电子方式感知的信息。 这对可报告的指标有何影响？

案例
[1] GR Strakosch，垂直运输手册。 John Wiley & Sons, Inc.，纽约（1998 年）。
[2] GR Strakosch，垂直运输：电梯和自动扶梯，第二版。 John Wiley & Sons, Inc.，纽约（1983 年）。
[3] NEIEP 电梯术语，插图词汇表。 国家电梯行业教育计划。 美利坚合众国（1987 年）。
[4] G. Barney，电梯交通手册，理论与实践。 Spon Press，伦敦（2003 年）。
[5] K. Butcher，编辑，CIBSE 指南 D：2010，建筑运输系统，建筑服务工程师特许学会，伦敦（2010）。