电梯群管理方法与流程

1.本发明涉及电梯领域，具体涉及一种电梯群管理方法。


背景技术：

2.目前，对于同时配置有多台电梯的建筑物，几乎无一例外地都会采用电梯群管理系统对各台电梯进行整体调配，从而提高电梯的运送效率。当处于非高峰客流时段，如果需要乘坐电梯的电梯使用者数量或者来自于电梯使用者的乘梯请求信号数量较少时，为了降低电梯能耗，通常是在未被分配给乘梯请求信号超过一定时间后，将电梯转入待机状态。由于待机状态下的电梯，通常会采用关闭轿内照明、通风、不必要的显示等手段，因此相对于正常工作状态下的电梯，待机状态下的电梯能耗会更低、更为节能。
3.对于用于判定是否将电梯由正常工作状态转入待机状态的参数——持续时间，通常是由电梯在出厂时由厂家设定并在后期使用中保持不变。该参数设置的过小，会使得电梯频繁转入待机状态并可能被频繁唤醒以响应新出现的乘梯请求信号，从而导致轿内照明、通风、显示等频繁的开通关断，对这些装置的使用寿命造成不利影响；该参数设置的过大，又会造成电梯不必要的电能消耗。而且，即使在电梯在使用初期对该参数进行了合理设置，随着使用时间的延长，电梯性能，特别是能耗发明也会发生变化，从而导致原来合理的参数也变得不合理。另一方面，由于该参数的设置是离线的，并未考虑实际的客流情况及其变化趋势，因此持续时间这一参数也必然不能很好地适应实际客流变化对电梯运送能力的需求。
4.此外，对于待机状态下的电梯而言，即使已经采取关闭轿内照明、通风、不必要的显示等手段，但其控制印版、充电回路等仍是处于正常工作状态，仍然消耗大量电能。当处于夜间几乎无乘梯需求的时段，仅仅是将电梯转为待机状态，仍然存在着电能消耗。
5.因此，如何进一步地降低电梯能耗就成为一个有待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.为了解决前述技术问题，本发明提供一种电梯群管理方法，包括如下步骤：
7.步骤s1、估算平均时间间隔，所述平均时间间隔为时序相邻的两个乘梯请求信号的产生时刻间的平均时间间隔；
8.步骤s2、估算等候能耗，所述等候能耗为服务电梯在所述平均时间间隔内的电能消耗；
9.步骤s3、估算额外能耗，所述额外能耗为改变服务电梯数量时服务电梯完成同样运送任务所需付出的电能消耗的变化量；
10.步骤s4、计算所述等候能耗与所述额外能耗间的差值；
11.步骤s5、根据所述差值与阈值间的大小关系调整服务电梯的数量。
12.优选地，所述步骤s3估算减小服务电梯数量时的额外能耗，且当所述步骤s4中的所述等候能耗与所述额外能耗间的差值大于阈值时，所述步骤s5调整服务电梯的数量，否
则保持服务电梯的数量不变。
13.优选地，所述步骤s5中服务电梯数量的调整量与所述步骤s3中服务电梯数量的改变量相等。
14.优选地，所述群管理方法根据时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的产生时刻数据估算所述平均时间间隔，其中，t≥n*t0，n为正实数，t0为距离当前时刻最近的两个乘梯请求信号的产生时刻间的时间间隔；或者根据历史数据估算所述平均时间间隔，即以当前时刻为中心的时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的历史产生时刻数据估算所述平均时间间隔。
15.优选地，所述群管理方法根据时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的产生时刻数据估算所述平均时间间隔，其中，t为距离当前时刻最近的m个乘梯请求信号的产生时刻间的平均时间间隔或其加权和，m为正整数；或者根据历史数据估算所述平均时间间隔，即以当前时刻为中心的时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的历史产生时刻数据估算所述平均时间间隔。
16.优选地，所述服务电梯为正常工作状态下的电梯，所述改变服务电梯数量包括减小服务电梯数量和增大服务电梯数量。
17.优选地，所述减小服务电梯数量是指通过将一台电梯由正常工作状态切换为待机状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗与待机状态下的电能消耗的差值；或者所述服务电梯为正常工作状态或待机状态下的电梯，所述减小服务电梯数量是指通过将一台电梯由正常工作状态或待机状态切换为断电状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗或待机状态下的电能消耗。
18.优选地，所述额外能耗包括服务电梯数量减小后，被分配给新产生的乘梯请求信号的响应电梯由其当前位置移动至乘梯请求信号的出发楼层的平均移动距离相对于服务电梯数量减小前的平均移动距离的增加量，服务电梯移动该平均移动距离的增加量的电能消耗。
19.优选地，当所述减小服务电梯数量是指通过将一台电梯由正常工作状态或待机状态切换为断电状态时，所述额外能耗包括服务电梯数量减小后，电梯完成运送任务后实现分散待机时的平均移动距离的增加量，服务电梯移动该平均移动距离的增加量的电能消耗。
20.优选地，所述增大服务电梯数量是指通过将一台电梯由待机状态切换为正常工作状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗与待机状态下的电能消耗的差值；或者所述服务电梯为正常工作状态或待机状态下的电梯，所述增大服务电梯数量是指通过将一台电梯由断电状态切换为正常工作状态或待机状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗或待机状态下的电能消耗。
21.优选地，所述额外能耗包括服务电梯数量增大后，被分配给新产生的乘梯请求信号的响应电梯由其当前位置移动至乘梯请求信号的出发楼层的平均移动距离相对于服务电梯数量增大前的平均移动距离的减小量，服务电梯移动该平均移动距离的减小量的电能消耗。
22.优选地，当所述增大服务电梯数量是通过将一台电梯由断电状态切换为正常工作状态或待机状态时，所述群管理方法估算电梯由断电状态切换到待机状态或正常工作状态
时的所需要时间，并提前所述所需要时间启动增大服务电梯数量的切换。
23.优选地，当所述增大服务电梯数量是通过将一台电梯由待机状态切换为正常工作状态时，所述群管理方法选择距离新产生的乘梯请求信号的出发楼层最近的待机状态电梯作为其响应电梯。
24.与现有技术相比，本发明提供的电梯管理方法充分利用电梯的客流信息(相邻两次的乘梯请求信号的产生时刻间的时间间隔)，根据等候能耗与额外能耗间的关系来增减服务电梯，以此实现电梯能耗的最小化。
附图说明
25.图1为本发明电梯群管理方法步骤示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可以由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，本领域技术人员在不背离本发明的精神下可以进行各种类似推广和替换。
27.实施例1
28.如图1所示，本实施例提供一种电梯群管理方法，所述电梯群管理方法包括如下步骤：
29.步骤s1、估算平均时间间隔，所述平均时间间隔为时序相邻的两个乘梯请求信号的产生时刻间的平均时间间隔；
30.步骤s2、估算等候能耗，所述等候能耗为服务电梯在所述平均时间间隔内的电能消耗；
31.步骤s3、估算额外能耗，所述额外能耗为改变服务电梯数量时服务电梯完成同样运送任务所需付出的电能消耗的变化量；
32.步骤s4、计算所述等候能耗与所述额外能耗间的差值；
33.步骤s5、根据所述差值与阈值间的大小关系调整服务电梯的数量。
34.优选地，所述步骤s3估算减小服务电梯数量时的额外能耗，且当所述步骤s4中的所述等候能耗与所述额外能耗间的差值大于阈值时，所述步骤s5调整服务电梯的数量，否则保持服务电梯的数量不变。
35.优选地，所述步骤s5中服务电梯数量的调整量与所述步骤s3中服务电梯数量的改变量相等，改变量相等即表示绝对值相等且正负号相同(指同增、同减)。
36.本实施例主要是针对现有技术中采用持续时间决定是否将电梯转为待机状态而展开。
37.本实施例中，电梯的两个状态分别为待机状态和正常工作状态。这两个状态间的转换不是决定于没有被分配给该服务电梯的乘梯请求信号持续时间超过时间阈值，而是决定于将该电梯保持为正常工作状态时相对于待机状态所需要付出的等候能耗以及将其转化为待机状态后为其余服务电梯响应乘梯请求信号所付出的电能消耗相对于未将该电梯
转化为待机状态时服务电梯响应乘梯请求信号所付出的电能消耗的增加量间的大小关系。
38.待机状态与正常工作状态的转换为分成两种：由正常工作状态到待机状态的切换；或者由待机状态到正常工作状态的切换。
39.本实施例对由正常工作状态到待机状态的切换进行详细说明，由待机状态到正常工作状态的切换在实施例2中说明。
40.现有技术中，只要电梯未被分配乘梯请求信号持续时间超过时间阈值，该电梯就会由正常工作状态被切换为待机状态。
41.本实施例中，所述服务电梯为正常工作状态下的电梯，所述改变服务电梯数量为减小服务电梯数量。
42.所述减小服务电梯数量是指通过将一台电梯由正常工作状态切换为待机状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗与待机状态下的电能消耗的差值；或者所述服务电梯为正常工作状态或待机状态下的电梯，所述减小服务电梯数量是指通过将一台电梯由正常工作状态或待机状态切换为断电状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗或待机状态下的电能消耗。
43.所述额外能耗包括服务电梯数量减小后，被分配给新产生的乘梯请求信号的响应电梯由其当前位置移动至乘梯请求信号的出发楼层的平均移动距离相对于服务电梯数量减小前的平均移动距离的增加量，服务电梯移动该平均移动距离的增加量的电能消耗。
44.保持在正常工作状态的电梯运力应当满足乘客乘梯对电梯运力的需求，因此需要确定乘客乘梯对电梯运力的需求(体现为相邻两次乘梯请求信号的产生时刻间的评价时间间隔)。确定乘客乘梯对电梯运力的需求可以采用如下任一方式：
45.方式1、基于当前数据
46.方法1：根据时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的产生时刻数据估算所述平均时间间隔，其中，t≥n*t0，n为正实数，t0为距离当前时刻最近的两个乘梯请求信号的产生时刻间的时间间隔；
47.或者，根据时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的产生时刻数据估算所述平均时间间隔，其中，t为距离当前时刻最近的m个乘梯请求信号的产生时刻间的平均时间间隔或其加权和，m为正整数。
48.方式2、基于历史数据
49.根据历史数据估算所述平均时间间隔，即以当前时刻为中心的时间长度为t的时间窗内的乘梯请求信号的历史产生时刻数据估算所述平均时间间隔。
50.计算方法与方式1中的方法相同，区别在于数据来源。这里的数据采用的是(如过去一周内的)历史数据。在确定数据时，以当前时刻作为方式1中时间长度为t的时间窗的中心来确定历史数据的范围。
51.上述的平均时间间隔t表示了相邻两个乘梯请求信号间的时间间隔。假定处于正常工作状态下的电梯的单位时间内的能耗为e0，电梯在完成当前的乘梯请求信号后等候下一次出现的乘梯请求信号而需要的等候时间就是上述的平均时间间隔，所有服务电梯在该期间的等候中消耗的电能之和为：e0*t*i，其中i为电梯总数量。当将其中的1台电梯转入待机状态后，相应的等候中消耗的电能为：e0*t*(i-1)，则通过将其中的一台电梯转入待机状态，等候能耗的减少量为e0*t，即对应于该转入待机状态的等候能耗为e0*t。
52.额外能耗包括如下情况中的至少一种：
53.情形1、服务电梯数量减小后，被分配给新产生的乘梯请求信号的响应电梯由其当前位置移动至乘梯请求信号的出发楼层的平均移动距离相对于服务电梯数量减小前的平均移动距离的增加量，服务电梯移动该平均移动距离的增加量的电能消耗。假定建筑物共有31层、设有7台电梯，且乘客的目的楼层为随机的，乘梯请求信号的产生楼层也是随机分布。当7台电梯全部处于正常工作时，电梯在完成全部乘客运送后停止在原地不动(如：分别停靠在1楼、6楼、11楼、16楼、21楼、26楼和31楼)，相邻两台电梯的垂直距离的平均值为5层，由于乘梯请求信号的产生楼层也是随机分布的，则其出现在不同电梯间的各个楼层的机会是均等的，则其产生楼层与最近的电梯的平均距离为2.5层，即电梯为响应乘梯请求信号而驶向并到达乘梯请求信号的产生楼层需要的平均空驶距离为2.5层；当有1台电梯转入待机状态时，剩余5台电梯处于正常工作状态，当出现新的乘梯请求信号时，电梯群管理系统从处于正常工作状态的5台电梯中选择其响应电梯，因此，相当于5台电梯分散在31层，这5台电梯完成全部乘客运送后停止在原地不动(如：分别停靠在1楼、7楼、13楼、19楼、25楼和31楼)，相邻两台电梯的垂直距离的平均值为6层，由于乘梯请求信号的产生楼层也是随机分布的，则其出现在不同电梯间的各个楼层的机会是均等的，则其产生楼层与最近的电梯的平均距离为3层。这样，对于同样的乘梯请求信号，服务电梯为响应该乘梯请求信号，服务电梯需要多空驶0.5层的距离，这多出了的0.5层的空驶距离就是该情况下的额外能耗。
54.情形2、
55.当通过将一台电梯由正常工作状态切换为待机状态且电梯在完成全部乘客运送后需要执行分散待机时，在实施例的假定的情况下，电梯在完成乘客运送后的楼层是随机的，假定7台电梯执行分散待机后的楼层为1楼、6楼、11楼、16楼、21楼、26楼和31楼，则电梯由其完成乘客运送后的楼层移动至待机楼层的平均距离为2.5层；在将1台电梯由正常工作状态切换为待机状态后，假定6台电梯执行分散待机后的楼层为在1楼、7楼、13楼、19楼、25楼和31楼，则电梯由其完成乘客运送后的楼层移动至待机楼层的平均距离为3层。这样，对于同样的分散待机，电梯需要多空驶0.5层的距离，这多出了的0.5层的空驶距离就是该情况下的额外能耗。
56.在得到等候能耗和额外能耗后，即可根据等候能耗和额外能耗决定是否将一台正常工作状态的电梯转入待机状态，即：当等候能耗与额外能耗的差大于阈值时，电梯群管理方法通过将一台正常工作状态的电梯转入待机状态来减小服务电梯的数量，否则保持服务电梯的数量不变。并且，在完成一次转入后，还可继续判断，直至等候能耗与额外能耗的差不再大于阈值为止。
57.本实施例和实施例2通过计算和比较等候能耗与额外能耗，使调整电梯工作状态更智能化，同时兼顾电梯能耗、部件寿命和客流变化。
58.实施例2
59.本实施例在实施例1的基础上，进一步说明如何决定是否通过将待机状态的非服务电梯转入正常工作状态来增加服务电梯数量，以此来实现电梯能耗的最小化。
60.本实施例中，所述服务电梯为正常工作状态下的电梯，所述改变服务电梯数量为增大服务电梯数量。
61.所述增大服务电梯数量是指通过将一台电梯由待机状态切换为正常工作状态，所
述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗与待机状态下的电能消耗的差值；或者所述服务电梯为正常工作状态或待机状态下的电梯，所述增大服务电梯数量是指通过将一台电梯由断电状态切换为正常工作状态或待机状态，所述等候能耗为正常工作状态下的电能消耗或待机状态下的电能消耗。
62.所述额外能耗包括服务电梯数量增大后，被分配给新产生的乘梯请求信号的响应电梯由其当前位置移动至乘梯请求信号的出发楼层的平均移动距离相对于服务电梯数量增大前的平均移动距离的减小量，服务电梯移动该平均移动距离的减小量的电能消耗。
63.在得到等候能耗和额外能耗后，即可根据等候能耗和额外能耗决定是否将一台待机状态的电梯转入正常工作状态，即：当额外能耗与等候能耗的差大于阈值时，电梯群管理方法通过将一台待机状态的电梯转入正常工作状态来增加服务电梯的数量，否则保持服务电梯的数量不变。并且，在完成一次转入后，还可继续判断，直至额外能耗与等候能耗的差不再大于阈值为止。
64.示例可在实施例1中的示例基础上稍加修改得到，此处不做赘述。
65.实施例3
66.本实施例在实施例1的基础上做进一步说明。与实施例一的不同之处在于，当所述减小服务电梯数量是指通过将一台电梯由正常工作状态或待机状态切换为断电状态时，所述额外能耗包括服务电梯数量减小后，电梯完成运送任务后实现分散待机时的平均移动距离的增加量，服务电梯移动该平均移动距离的增加量的电能消耗。此时的等候能耗为零(因为断电)，其余与实施例1相同。
67.本实施例通过将电梯切换为断电状态能进一步降低能耗。
68.实施例4
69.本实施例在实施例2的基础上做进一步说明。与实施例2的不同之处在于，当所述增大服务电梯数量是通过将一台电梯由断电状态切换为正常工作状态或待机状态时，所述群管理方法估算电梯由断电状态切换到待机状态或正常工作状态时的所需要时间(主回路预充电过程以及永磁同步电机时的学磁极过程)，并提前所述所需要时间启动增大服务电梯数量的切换。
70.由于电梯断电再上电后在运送乘客前还需要完成一系列的准备工作。如：对于采用交直交主回路的电梯而言，需要先完成对主回路的预充电过程，该过程的完成需要花费一定的时间；对于采用永磁同步电机的电梯而言，需要先完成磁极学习过程，该过程的完成也需要一定的时间。
71.计算等候能耗与额外能耗和实施例二是相同的，但在确定决定是否切换时的比较阈值时，为了避免频繁切换导致前述准备工作导致的能耗，阈值应当大于前述准备工作导致的能耗。
72.当所述增大服务电梯数量是通过将一台电梯由待机状态切换为正常工作状态时，所述群管理方法选择距离新产生的乘梯请求信号的出发楼层最近的待机状态电梯作为其响应电梯。
73.本实施例在评估计算时进一步考虑了电梯状态切换时准备工作导致的能耗和时间，使群管理进一步智能化。
74.以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，上述实施例仅仅是本发明的较
佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。