目的地调度中连续分组的价值

概述

本文简要说明了电梯调度在电梯系统中的作用。 然后描述了传统电梯系统和目的地调度方法之间的区别，并解释了目的地调度将特定乘客引导到特定电梯。 然后，本文探讨了连续分组（将前往相邻或接近相邻楼层的乘客分组进入同一部电梯）比使用非连续分组提供更好的电梯服务的原因。

电梯调度

为了最有效地为乘客提供服务，现代电梯系统使用专有的电梯调度算法，通常统称为电梯调度器，以确定一组电梯中的哪个轿厢应该响应特定的服务需求。 调度员选择特定轿厢以支持向其所有用户提供最佳整体电梯服务的方式为特定请求提供服务。 除其他目标外，调度员可以考虑人们在走廊等待多长时间、人们在电梯中花费多长时间以及系统消耗多少能量。

考虑这个例子：一名乘客正在 3 楼等待电梯将他带到 12 层楼的更高楼层，并且有 8 部电梯能够为这位乘客提供服务。 电梯调度员必须选择将三部电梯中的哪一部分配给该服务请求。 如果第一部电梯正在下行至大厅并且已经坐满了乘客，第二部电梯在 9 层向上行驶以在 10 层和 2 层放下两名乘客，而第三部电梯在 XNUMX 层是空的，那么调度员有一个容易做出的决定——空车可能是最好的选择。

但情况通常比上面描述的简单情况更复杂。 电梯调度员的设计必须能够平衡现有的已知情况（例如，每辆车当前位于何处）、现有的未知情况（例如，有多少人在走廊里等这辆车）和未来的未知情况（例如，有多少人将到达10 楼，想在接下来的几秒钟内下车？）并选择合适的轿厢，以便在合适的时间内满足特定的服务请求，而不会中断系统的整体效率。 电梯公司花费大量资源来开发可能处理这些复杂场景的最佳调度算法。

电梯调度员必须为所有乘客提供良好的服务。 电梯调度员不允许一些乘客等待很长时间，同时极快地为其他乘客提供服务，即使这种方法可能会产生可接受的“平均”响应时间。 这种调度方法会导致长时间等待的乘客不高兴和电梯服务质量不佳的投诉。 相反，调度员必须平衡所有位置的所有乘客的请求，以确保没有乘客等待太久或在电梯中花费太多时间。

传统电梯调度

传统的电梯系统通过允许潜在的电梯乘客按下大厅中的按钮来工作，该按钮向电梯系统发出信号，表明乘客想要在建筑物中上下楼。 与第一个乘客一起或在第一个乘客之后到达的人如果想沿同一方向旅行，则不需要再次按下大厅按钮。 调度员指定一部电梯前往登记信号的楼层，并且必须在不知道乘客确切目的地的情况下这样做。

当指定的电梯到达楼层并打开它的门时，它还指示它将行进的方向。 大厅内所有想沿指定方向行驶的乘客进入电梯轿厢。 一旦乘客进入电梯轿厢，他们就会通过按下轿厢内轿厢操作面板上的按钮向电梯系统指示他们的目的地楼层。 如果所需目的地已被其他人登记，相应的按钮将亮起，新进入的乘客无需再次登记。

在传统方法中，电梯系统直到乘客进入轿厢后才知道乘客的目的地，并且电梯轿厢在下一次行程中必须服务于通过轿厢操作面板进入的所有目的地。

目的地调度

目的地调度电梯系统通过允许潜在的电梯乘客按下大厅中的目的地输入设备（例如键盘或触摸屏）上的按钮来工作，该按钮告诉电梯系统乘客的确切目的地。 例如，通过按下“7”按钮，乘客告诉系统他或她要去 7 层。与传统界面不同，每个到达电梯的人都必须通过目的地输入设备输入自己的服务请求。 目的地调度员评估系统的状态并决定哪辆车应该响应服务请求； 选择的轿厢显示在目的地输入设备上，以便乘客知道哪个电梯将为他或她服务。 通常，乘客会移动到指定的轿厢前，以便在轿厢到达时他可以迅速上车。

在电梯系统中使用目的地调度意味着并非电梯大厅中所有等待的乘客都在等待同一辆车。 当一名乘客被告知使用轿厢 A 时，另一名乘客可能被指示等待轿厢 C。由于电梯系统已经知道分配给每部电梯的目的地，乘客一旦进入电梯就无需输入目的地车。

与传统调度相比，目的地调度可以在许多建筑和交通场景中提供更高的性能。 改进通常是由于调度员在乘客进入轿厢之前就知道乘客想要去哪里旅行，并且调度员能够将单独的轿厢分配传达给每个乘客。 与传统系统相比，目的地调度系统提供的性能改进的质量和类型取决于编程调度员使用附加信息和通信能力的技能。

有趣的是，目的地调度系统必须立即为乘客分配汽车。 与传统的双按钮调度系统不同，后者可以在最后一秒进行实际的汽车分配，使系统能够最大限度地利用当前系统知识，目的地调度系统会立即将汽车分配传达给乘客，并且随后无法在不让乘客感到沮丧的情况下对其进行更改。乘客。 有时，这可能会给传统的电梯调度方法带来性能优势。 然而，总的来说，如果调度算法设计得当，目的地调度系统可以在观察到的时间段内提供可比或更好的电梯性能。

乘客分组

乘客分组是将前往同一楼层的人分配到同一电梯轿厢的做法，这在传统电梯系统中无法很好地完成，因为很难与每个乘客沟通他们应该进入哪个轿厢。 然而，在目的地系统中，调度员识别每个人的目的地，并可以通过目的地输入设备上的响应消息将乘客引导至特定的汽车。 众所周知，在高峰流量中使用分组可以减少往返时间，因为它减少了电梯离开大厅后的停靠次数。 往返时间的减少带来了减少乘客等待时间的理想效果，同时增加了系统的乘客处理能力。

考虑图 1 中所示的示例。这栋 17 层的建筑在大堂上方的每层有 85 人，并使用四部电梯以 800 fpm 的速度将他们运送到目的地。 在传统场景中，如左图所示，在大厅交通繁忙时，16 名乘客将进入电梯，电梯门在大厅打开。 这 16 名乘客中的一些会去同一楼层，并且，根据概率论，可以计算出，电梯平均会停 11 次并运行到 16 层，然后它会反转并返回大厅。 然而，使用分组，前往相同目的地的人们将被引导至同一辆车。 因此，即使电梯中可能仍然有 16 名乘客，该电梯（如右图所示）平均仅会停靠 4 次并运行到 14 层，然后再转向并返回大厅。

每次电梯停靠都会迫使电梯花时间减速，打开门，等待乘客转移，然后在运行到下一站时再次加速。 减少停靠站的数量可以显着改善往返时间。 在图 1 示例中，通过使用分组方法，构建传统的往返时间 170.6 秒减少到 92.6 秒。 五分钟处理能力从12.4%增加到23.8%。

 单个汽车在给定行程中服务的不同乘客目的地的数量取决于调度算法。 例如，奥的斯 Compass 目的地管理系统提供了一个灵活的界面，可以将其配置为使用井道中的楼层数除以预定的电梯轿厢数、获知交通量的百分比和数量或固定的最大值确定要在一辆汽车中分组的不同乘客目的地的数量。 其他调度员可能使用不同的方法。

连续分组

Compass 调度器不仅将前往同一目的地的乘客安排在同一辆车中，还进一步定义了组，使任何一辆车中的所有乘客都可能前往邻近或接近邻近的目的地。 例如，可能因为使用进入设备的前四名乘客请求这些楼层，而不是将乘客分组到一个轿厢中的 4、8、11 和 15 层，而是 Compass 调度员识别出井道中的连续区域并分配乘客，以便乘客在特定的电梯中，将行驶到连续或半连续的楼层。 这种方法进一步减少了往返时间并增加了系统处理能力。

考虑图 2，该图说明了如果电梯运行相同距离时，电梯停靠的站点彼此靠近而不是明显分开，则电梯系统可以提高其效率。 这是真的，因为当停靠点彼此靠近时，电梯可以全速行驶更多距离，并且在加速和减速阶段花费的时间更少。

图 2 说明了两种情况。虽然电梯轿厢将行驶相同的距离来为这两种情况提供服务，但轿厢在连续停靠点场景中花费的时间比在等距停靠点场景中少。 运输时间的差异源于汽车在每个场景中的加速和减速阶段所花费的时间。

电梯需要 62.5 英尺才能以 800 fpm 的运动曲线、3.3 fps2 的加速度和 5.2 fps3 的加速度达到全速。 在图 2 左侧所示的连续停靠场景中，电梯在从大厅到 800 层 156 英尺的距离内以 13 fpm 的全速运行。在图 2 右侧所示的等距停靠场景中，电梯在任何时候都不会超过 60 英尺，也不会达到全速。 在 Equally Spread Stops 场景中，行驶中的汽车将其所有行驶时间都花费在加速或减速阶段，并且从未获得全速行驶的好处。 Contiguous Stops 情景车确实实现了全速行驶，从而节省了 2.2 秒的上行运输时间。

Compass 调度员通过使用这些自然法则并通过连续分组逻辑而不是使用非连续分配来分配乘客旅行请求，减少了往返时间并提高了处理能力。

除了由于较短的运输时间而减少往返时间之外，Compass 调度员还受益于由连续分组导致的降低的平均高呼叫反转点。

图 3 说明了连续分组情况下平均往返时间的计算。 平均值是通过为每个组取最坏的情况并平均这些结果来计算的。 连续分组情况的平均高呼叫逆转将取决于适用的组大小和组数。 在图 3 所示的示例中，平均高位呼叫反转发生在 10 层，这意味着，平均而言，电梯轿厢在反转方向之前将上升至 10 层。

图 4 比较了三种情况下的往返时间和处理能力值 - 传统调度方法、非连续分组方法和给定场景的连续分组方法。 从这个例子中很容易看出，使用连续分组会导致最短的往返时间和最佳的处理能力。 Compass 目的地调度系统中连续分组的好处是减少往返时间，这是由于更多的全速时间和减少的平均高呼叫逆转楼层。 平均而言，由于较低的平均高呼叫反转楼层，减少了运输时间和不走远的组合增加了处理能力。 在图 4 所示的示例中，Compass 系统 25% 的处理能力优于其他任何一种方法的处理能力。

电梯调度是一种复杂的情况，可以非常有效地使用连续分组以在许多交通情况下产生更好的性能。 然而，有时严格的连续分组可能不是有效处理观察到的实际交通情况的最佳方法。 Otis Compass 目的地调度系统基于其已证实的优势使用连续分组，但也监控当前和最近的交通状况，以确定何时调整分组以包括一些不连续或几乎连续的乘客停靠点。 这种灵活性允许 Compass 调度员将连续分组与非连续分组结合使用，以提供最佳系统性能。