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原文传递一种群组电梯的智能控制系统

专利名称：	一种群组电梯的智能控制系统
摘要：	一种群组电梯的智能控制系统，属于智能控制技术领域。手机客户端将预乘梯信息传送给数据库；客流模式确定模块根据预乘梯信息确定客流模式，电梯运行方式选择模块根据客流模式确定电梯运行方式；电梯分配模块获取预乘梯电梯编号；电梯运行控制模块控制预乘梯电梯编号对应的电梯使用确定的电梯运行方式去接载乘客；传感器模块获取电梯运行信息，通过电梯运行控制模块存储到数据库中；电梯运行方式优化模块基于数据库中的信息对客流模式与电梯运行模式的对照关系进行不断完善。所述智能控制系统能为用户提前预约将要乘坐的电梯，选择效率最高的电梯运行方式，还能在乘梯客流发生突然变化或紧急情况时，对电梯运行方式进行及时有效的调整，电梯运行方式优化模块基于数据库中的信息对客流模式与电梯运行模式的对照关系进行不断完善。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京化工大学
发明人：	毕超;孙哲伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910391893.X
公开号：	CN110155827A
代理机构：	北京理工正阳知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王民盛
分类号：	B66B1/06(2006.01);B;B66;B66B;B66B1
申请人地址：	100029 北京市朝阳区北三环东路15号北京化工大学机械楼203
主权项：	1.一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：包括手机客户端、数据库、客流模式确定模块、电梯运行方式选择模块、电梯到达时间预测模块、电梯分配模块、电梯运行控制模块、传感器模块和电梯运行方式优化模块；所述智能控制系统相连接的电梯包括且不限于轿厢单元和动力系统；其中，手机客户端包括信息传输单元、预乘梯信息操作单元、预乘梯信息输入单元、紧急模式呼叫单元、预乘坐电梯编号提示单元和电梯运行状态监控单元；其中，预乘梯信息输入单元输入的信息包括乘客所处楼层、乘客目标层及乘梯人数；其中，数据库包括信息执行过程记录单元和电梯运行过程记录单元；其中，电梯分配模块包括电梯分配指标计算单元和分配决策单元；其中，传感器模块的数量为n个，记为传感器模块1、传感器模块2、···传感器模块n；其中，每个传感器模块包括但不限于一个或多个平层传感器、计数传感器、称重传感器；所述群组电梯的智能控制系统中各模块与单元的连接关系如下：手机客户端与数据库相连，客流模式确定模块与数据库相连；电梯运行方式选择模块与客流模式确定模块相连；电梯分配模块与电梯运行方式选择模块、数据库相连；数据库、电梯运行控制模块与电梯到达时间预测模块相连；电梯运行控制模块与电梯到达时间预测模块、数据库、电梯分配模块、传感器模块相连；传感器模块与电梯运行控制模块、电梯相连；电梯运行方式优化模块分别与数据库和电梯运行方式选择模块相连；具体地：手机客户端中的预乘梯信息输入单元与预乘梯信息操作单元相连；手机客户端中的紧急模式呼叫单元和预乘梯信息操作单元经信息传输单元与数据库中的信息执行过程记录单元相连；数据库中的电梯运行过程记录单元分别与客流模式确定模块、电梯运行方式选择模块、手机客户端中的电梯运行状态监控单元、电梯到达时间预测模块、电梯运行控制模块相连；电梯分配模块中的电梯分配指标计算单元与分配决策单元相连；数据库中的信息执行过程记录单元、电梯运行控制模块、电梯运行方式选择模块与电梯分配模块相连；电梯运行控制模块分别与与数据库中的信息执行过程记录单元、电梯运行过程记录单元、电梯运行控制模块、传感器模块1到传感器模块n中的平层传感器、轿厢门红外对射传感器、称重传感器相连；数据库中的信息执行过程记录单元分别与手机客户端中的预乘坐电梯编号提示单元、电梯分配模块和电梯运行控制模块相连；传感器模块1到传感器模块n中的平层传感器、计数传感器、称重传感器分别与电梯1至电梯n相连；传感器模块1到传感器模块n中的平层传感器、计数传感器、称重传感器都与电梯运行控制模块相连；电梯运行方式优化模块分别与数据库和电梯运行方式选择模块相连；其中，手机客户端中预乘梯信息输入单元输入的预乘梯信通过预乘梯信息操作单元提交后经过信息传输单元传送给数据库中的信息执行过程记录单元进行记录；客流模式确定模块根据信息执行过程记录单元中的预乘梯信息进行客流模式的确定，存储到信息执行过程记录单元，并发送给电梯运行方式选择模块；电梯运行方式选择模块根据客流模式和预设客流模式与电梯运行方式对照关系确定电梯运行方式，存储到电梯运行过程记录单元，并发送给电梯分配模块；电梯分配模块根据信息执行过程记录单元发来的预乘梯信息、确定的客流模式和确定的电梯运行方式利用电梯分配指标计算单元和分配决策单元为乘客分配电梯，获取预乘梯电梯编号；然后，电梯分配模块将预乘梯电梯编号发送给电梯运行控制模块，并发送给信息执行过程记录单元进行存储；信息执行过程记录单元将预乘梯电梯编号发送给预乘电梯编号提示单元提醒乘客乘坐哪部电梯；电梯运行控制模块根据预乘梯电梯编号选择对应编号的电梯，电梯运行控制模块再使用电梯运行方式选择模块确定的电梯运行方式去接载乘客；在电梯运行过程中，电梯运行控制模块通过传感器模块获取电梯运行的信息，包括电梯所在楼层、电梯预计停靠楼层、电梯运行方向、电梯内人数、电梯总重量、乘客登梯时间、乘客出梯时间、信息执行进度、是否全部登梯；电梯运行控制模块将采集的电梯所在楼层、电梯运行方向、电梯内人数、电梯总重量传输给电梯运行过程记录单元进行存储，将乘客登梯时间、乘客出梯时间、信息执行进度、是否全部登梯传输给信息执行过程记录单元进行存储，将电梯预计停靠楼层传输给电梯到达时间预测模块；电梯到达时间预测模块计算得到电梯预计到达时间传送给电梯运行过程记录单元进行存储，电梯运行过程记录单元将电梯预计到达时间发送给电梯运行状态监控单元显示；电梯运行方式优化模块基于数据库中信息执行过程记录单元和电梯运行过程记录单元存储的全部信息测计算，得到电梯评价指标，针对电梯评价指标的比较输出不同客流模式所对应的最佳运行方式，并传输给电梯运行方式选择模块。 2.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：预乘梯信息操作单元能够对预乘梯信息输入单元输入的信息进行提交、取消和更改，单位时间内提交、取消和更改功能只能使用一次。 3.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：紧急模式呼叫单元在乘客出现紧急情况，直接对电梯进行紧急运行信息呼叫，更快乘梯，单位时间内只能呼叫一次。 4.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：信息传输单元通过无线网络、蓝牙或NFC技术与数据库中的信息执行过程记录单元进行通讯。 5.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：手机客户端中预乘坐电梯编号提示单元显示来自信息执行过程记录单元的信息，提醒乘客将要乘坐的电梯编号。 6.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：手机客户端中电梯运行状态监控单元显示来自电梯运行过程记录单元的信息，包括电梯所在楼层、电梯预计停靠楼层、电梯预计到达时间、电梯运行方向。 7.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：数据库中信息执行过程记录单元记录的信息包括乘客所处楼层、乘客目标层、乘梯人数、信息生成时间、信息被分配电梯编号、信息被分配给电梯的时间、乘客登梯时间、乘客出梯时间、信息执行进度、是否全部登梯。 8.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：数据库中电梯运行过程记录单元记录的信息包括电梯所在楼层、电梯预计停靠楼层、电梯预计到达时间、电梯运行方向、电梯内人数和电梯总重量。 9.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：电梯运行控制模块能够控制电梯启停、开关门和通过传感器模块采集电梯运行的信息。 10.根据权利要求1所述的一种群组电梯的智能控制系统，其特征在于：所述智能控制系统的工作过程包括如下步骤：步骤Ⅰ：乘客通过手机客户端基于乘梯规则进行电梯呼叫，手机客户端将乘客的预乘梯信息通过蓝牙、无线网或NFC传送给数据库中的信息执行过程记录单元进行存储；其中，乘梯规则为：规定乘客在单位时间内只能提交一次预乘梯信息或紧急运行信息，此规定设置是为了防止恶意用户多次提交信息，扰乱了电梯分配模块对预乘梯信息的分配；预乘梯信息包括乘客所处楼层、乘客目标层以及乘梯人数；步骤Ⅱ：服务器中的数据库为步骤I传来的预乘梯信息进行编号并记录信息生成时间；信息执行进度变量标记为“信息为被分配给电梯”状态；客流模式确定模块对尚未被分配的预乘梯信息进行客流模式分类，并传输给信息执行过程记录单元进行存储；其中，客流模式分类是由客流模式确定单元根据单位时间内尚未被分配的预乘梯信息的类型及该类型预乘梯信息中人数来确定；其中，预乘梯信息的类型包括由一层出发的上行信息、到达一层的下行信息、层间通行信息和紧急运行信息；其中，不同类型预乘梯信息中人数按群组电梯运载最大允许乘梯人数的百分数计算；其中，群组电梯运载最大允许乘梯人数由构成该群组电梯的每台电梯所允许的最大承载人数之和表示；客流模式类型分类具体为： Ⅱ.A若单位时间内所有由一层出发的上行信息中人数之和大于群组电梯运载允许最大乘梯人数的特定比例，则客流模式被确定为集中上行客流模式； Ⅱ.B若单位时间内所有到达一层的下行信息中人数之和大于群组电梯运载允许最大乘梯人数的特定比例，则客流模式被确定为集中下行客流模式； Ⅱ.C若单位时间内出发层为特定层的层间通行信息中人数之和大于群组电梯运载允许最大乘梯人数的特定比例，则客流模式被确定为特定层集中客流模式； Ⅱ.D若单位时间内出现紧急运行信息，则客流模式被确定为紧急客流模式； Ⅱ.E若单位时间内所出现的预乘梯信息不满足上述四种情况，则客流模式被确定为常规客流模式；其中，不同客流模式类型对应的群组电梯运载允许最大乘梯人数的特定比例不同；步骤Ⅲ：电梯运行方式选择模块根据客流模式与电梯运行方式的预设对照关系确定电梯运行方式，将确定的电梯运行方式传送给电梯分配模块，并传输给电梯运行过程记录单元存储电梯运行方式；电梯运行方式是由电梯运行方式选择模块基于客流模式来确定，对照关系具体为： Ⅲ.A若客流模式被确定为集中上行客流模式，则选用由单层运行方式和双层运行方式构成的复合型电梯运行方式；其中，单层运行方式中电梯只接收单数层停层信息；其中，双层运行方式中电梯只接收双数层停层信息； Ⅲ.B若客流模式被确定为集中下行客流模式，则选用由上行运行方式和下行运行方式构成的复合型电梯运行方式；其中，上行运行方式中电梯只接收上行停层信息；其中，下行运行方式中电梯只接收下行停层信息； Ⅲ.C若客流模式被确定为特定层集中客流模式，则选用由单层运行方式和双层运行方式构成的复合型电梯运行方式； Ⅲ.D若客流模式被确定为紧急客流模式，则选用紧急应对运行方式；其中，紧急应对方式为电梯接到任意一条紧急运行信息后，安置电梯内乘客至最近楼层后去接载紧急呼叫乘客； Ⅲ.E若客流模式被确定为常规客流模式，则选用普通运行方式；其中，普通运行方式为电梯接收所有乘梯信息；步骤Ⅳ：信息执行过程记录单元中的预乘梯信息、客流模式确定模块确定的客流模式和电梯运行方式选择模块确定的电梯运行方式都发送给电梯分配模块，电梯分配模块利用电梯分配指标计算单元得到每台电梯对应的分配指标；其中，电梯分配指标计算单元对分配指标进行分类和计算，具体如下： Ⅳ.A当电梯处于运行状态，电梯因上行乘梯信息而向上运行时，，分为以下两种情况：情况一是当预乘梯信息为上行乘梯信息时，乘客所处楼层比电梯所在楼层高两层以上，且乘客所处楼层不高于电梯预计停靠楼层，分配指标△T通过公式(1)计算：其中，fstart为乘客所处楼层，Fcurrent为电梯所在楼层，△F＝\|fstart-Fcurrent\|-1，He为每层电梯高度，TstopN和VmaxN为多层电梯的停止时间和最大运行速度；情况二是当预乘梯信息为上行乘梯信息时，电梯正在从比电梯预计停靠楼层低一层的楼层上行到电梯预计停靠楼层的过程中，且乘客所处楼层与电梯预计停靠楼层相同，分配指标△T通过公式(2)计算：其中，上行乘梯信息为乘客目标层大于乘客所处楼层的信息； Ⅳ.B当电梯处于运行状态，电梯因下行乘梯信息向下运行时，分为以下两种情况：情况一是当预乘梯信息为下行乘梯信息时，乘客所处楼层比电梯所在楼层至少低两层，且乘客所处楼层不低于电梯预计停靠楼层，分配指标△T通过公式(1)计算；情况二是当预乘梯信息为下行乘梯信息时，电梯正在从比电梯预计停靠楼层高一层的楼层下行到电梯预计停靠楼层的过程中，且乘客所处楼层与电梯预计停靠楼层相同，分配指标△T通过公式(2)计算；其中，下行乘梯信息为乘客目标层小于乘客所处楼层的信息； Ⅳ.C当电梯处于运行状态，电梯因下行乘梯信息向上运行时，分为以下两种情况：情况一是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层比电梯所在楼层至少高两层且电梯预计停靠楼层与电梯所在楼层相隔至少两层时，分配指标△T都通过公式(1)计算；情况二是预乘梯信息为下行乘梯信息，满足乘客所处楼层不低于电梯预计停靠楼层且电梯预计停靠楼层与电梯所在楼层相隔至少两层时，分配指标△T通过公式(1)计算； Ⅳ.D当电梯处于运行状态，且电梯因上行乘梯信息向下运行时，分为以下两种情况：情况一是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层比电梯所在楼层至少低两层且电梯预计停靠楼层与电梯所在楼层相隔至少两层时，分配指标△T通过公式(1)计算；情况二是预乘梯信息为上行乘梯信息，满足乘客所处楼层不高于电梯预计停靠楼层且电梯预计停靠楼层与电梯所在楼层相隔至少两层时，分配指标△T通过公式(1)计算； Ⅳ.E当电梯处于停止状态，且电梯因上行乘梯信息向上运行时，分为以下六种情况：情况一是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层与电梯所在楼层同层，分配指标△T是0；情况二是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层高于电梯所在楼层，分配指标△T用公式(3)计算：其中，R为电梯停层时间，模拟中取值为范围3-7s内的随机值，△F＝\|fstart-Fcurrent\|，Tstart1和Tstop1为电梯运行一层时的启动时间和停止时间，Vmax1为电梯运行一层时的最大速度；情况三是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层高于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算；情况四是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层与电梯所在楼层同层，分配指标△T等于0；情况五是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层低于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算；情况六是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层低于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算； Ⅳ.F当电梯处于停止状态，且电梯因下行乘梯信息向下运行时，分为以下六种情况：情况一是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层与电梯所在楼层同层，分配指标△T等于0；情况二是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层低于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算；情况三是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层低于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算；情况四是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层与电梯所在楼层同层，分配指标△T通过公式(3)计算；情况五是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层高于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算；情况六是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层高于电梯所在楼层，分配指标△T通过公式(3)计算； Ⅳ.G当电梯处于停止状态，且电梯因下行乘梯信息向下运行时，分为以下两种情况：情况一是预乘梯信息为上行乘梯信息，乘客所处楼层不低于电梯所在楼层时，分配指标△T通过公式(3)计算；情况二是预乘梯信息为下行乘梯信息，满足乘客所处楼层不低于目标层时，分配指标△T通过公式(3)计算； Ⅳ.H当电梯处于停止状态，且电梯因上行乘梯信息向下运行时，分为以下两种情况：情况一是预乘梯信息为下行乘梯信息，乘客所处楼层不高于电梯所在楼层时，分配指标△T通过公式(3)计算；情况二是预乘梯信息为上行乘梯信息，满足乘客所处楼层不高于目标层时，分配指标△T通过公式(3)计算； Ⅳ.I当电梯处于空闲状态情况出现预乘梯信息时，预乘梯信息发送给电梯分配指标计算单元参与计算，分配指标△T用公式(4)计算：其中，指标△F＝\|Fcurrent-fstart\|；步骤Ⅴ：电梯分配模块中的电梯分配指标计算单元得到每台电梯对应的分配指标后，将分配指标发送给分配决策单元为乘客分配电梯得到预乘梯电梯编号，信息执行进度变量标记为“信息分配给电梯，但电梯未到达目标楼层”状态，然后将预乘梯电梯编号经过信息执行过程记录单元发送给预乘梯电梯编号提示单元提示乘客将乘坐哪部电梯，并将预乘梯电梯编号发送给电梯运行控制模块；其中，分配决策单元接收到分配指标后，进行如下操作： Ⅴ.A若分配指标最小值对应的电梯数量为1，乘梯信息就会被分配给此电梯； Ⅴ.B若分配指标最小值对应的电梯数量大于1，就需要根据分配指标最小值是否为零和电梯运动状态来决策乘梯信息将被分配的电梯；当分配指标最小值为零时，因电梯为运行状态时分配指标最小值不能为零，所以不考虑运行状态的电梯；当处于停止状态和空闲状态的电梯分配指标指标最小值都为零时，电梯所在楼层与正被分配乘客所处楼层相同；由于处于停止状态的电梯正处于开门乘客上下梯的状态，乘客无需等待直接进梯，所以处于停止状态的电梯将被优先考虑接收预乘梯信息；当只存在处于空闲状态的电梯分配指标指标最小值为零时，预乘梯信息就分配给处于空闲状态的电梯；对于分配指标指标最小值不为零的情况，如果同时出现处于运行、停止和空闲状态电梯的分配决策指标均与最小值相同的情况，为保证乘客一定能乘梯，电梯分配的优先选择顺序为空闲状态电梯、运行状态电梯和停止状态电梯；值得注意的是，当有多部处于同种状态的电梯同时满足以上条件时，系统将会优先将预乘梯信息分配给编号较小的电梯；步骤Ⅵ：电梯运行控制模块根据来自电梯分配模块的预乘梯电梯编号所对应的电梯进行控制，选择电梯运行方式选择模块确定的电梯运行方式去接载乘客；在控制电梯运行的过程中通过传感器模块采集电梯运行的信息，并持续将信息分别传送至信息执行过程记录单元、电梯运行过程记录单元和电梯到达时间预测模块；其中，信息执行过程记录单元中的电梯运行信息包括但不限于乘客登梯时间、乘客出梯时间、信息执行进度、是否全部登梯；电梯运行过程记录单元中的电梯运行信息包括但不限于电梯所在楼层、电梯运行方向、电梯内人数、电梯总重量；电梯到达时间预测模块中的电梯运行信息为电梯预计停靠楼层；其中，信息执行过程记录单元记录的电梯运行信息过程为：预乘坐电梯电梯到达乘客所处楼层后，电梯运行控制模块记录乘客登梯时间并传送给信息执行过程记录单元；电梯到达乘客目标楼层时，电梯运行控制模块记录乘客出梯时间并传送给信息执行过程记录单元；信息执行进度变量标记为“信息执行完毕”状态；当出现了因为电梯容纳人数的限制导致部分乘客无法登梯的现象时，电梯运行控制模块标记“全部登梯变量”为0，信息执行过程记录单元需要为未登梯的乘客重新构造预乘梯信息；步骤Ⅶ：电梯到达时间预测模块根据乘客所处层与电梯预计停靠楼层绝对值的差与电梯运行速度的比值得到电梯预计到达时间，发送给电梯运行过程记录单元；电梯运行过程记录单元将电梯所在楼层、电梯预计停靠楼层、电梯预计到达时间、电梯运行方向发送给电梯运行状态监控单元，乘客通过电梯运行状态监控单元获取信息；步骤Ⅷ：电梯运行方式优化模块基于数据库中信息执行过程记录单元和电梯运行过程记录单元存储的全部信息得到电梯评价指标，针对电梯评价指标越小电梯运行方式最优的原则输出不同客流模式所对应的最佳运行方式，并传输给电梯运行方式选择模块；其中，电梯评价指标包括乘客平均乘梯时间、平均候梯时间、电梯拥挤程度和电梯能量消耗；平均乘梯时间为平均每位乘客乘一层电梯花费的时间，计算方法为：信息执行过程记录单元中的乘客出梯时间减去乘客登梯时间；平均乘梯时间为每位乘客发出预乘梯信息至乘客登上电梯花费的时间，计算方法为：信息执行过程记录单元中的乘客登梯时间减去信息生成时间；电梯拥挤程度为电梯运行过程记录单元中电梯内人数与电梯容纳人数的比值；电梯内人数小于等于电梯容纳人数；电梯能量消耗为电梯运行每一层所做的功，计算方法为：电梯运行过程记录单元中的电梯总重量与每层电梯高度的乘积。
所属类别：	发明专利