Método y dispositivo para controlar un grupo de ascensores.

Un método para controlar un grupo de ascensores, en cuyo método las llamadas son asignadas cumpliendo un valor objetivo de un tiempo de servicio deseado y minimizando el consumo de energía

, comprendiendo el método las operaciones de:

- generar posibles alternativas de trayecto del ascensor sobre la base del estado de los ascensores en el momento relevante y las llamadas existentes;

se define una función de coste con el tiempo de servicio para la alternativa de trayecto y el consumo de energía requerido por la alternativa de trayecto como variables;

se define un conjunto de soluciones de alternativa de trayecto que da el consumo de energía más bajo;

se selecciona a partir del conjunto de soluciones así obtenidas, la solución que satisface el tiempo de servicio deseado; y

las llamadas son asignadas a los ascensores de acuerdo con la solución antes mencionada;

cuyo método comprende además las operaciones de:

- asignar un valor objetivo a un tiempo de servicio dado del grupo de ascensores;

- predecir dicho tiempo de servicio sobre una base continua en un modelo del sistema de ascensores;

- calcular la diferencia entre dicho valor objetivo y dicho tiempo de servicio;

- calcular un coeficiente de ponderación para un consumo de energía normalizado y un coeficiente de ponderación para una suma normalizada de tiempos de servicio;

- sumar la suma normalizada de tiempos de servicio para la alternativa de trayecto considerada en la función de coste al consumo de energía normalizado provocado por dicha alternativa de trayecto con los coeficientes de ponderación calculados; y

- asignar las llamadas a los ascensores minimizando dicha función de coste de tal manera que se satisface el valor objetivo dado del tiempo de servicio.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FI2004/000632.

Solicitante: KONE CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Finlandia.

Dirección: KARTANONTIE 1 03300 HELSINKI FINLANDIA.

Inventor/es: TYNI,TAPIO, YLINEN, JARI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > ELEVACION; LEVANTAMIENTO; REMOLCADO > ASCENSORES; ESCALERAS O PASILLOS MECANICOS (dispositivos... > Sistemas de control de ascensores en general (dispositivos... > B66B1/18 (con dispositivos para almacenar o registrar los impulsos que controlan los movimientos de varias cabinas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > ELEVACION; LEVANTAMIENTO; REMOLCADO > ASCENSORES; ESCALERAS O PASILLOS MECANICOS (dispositivos... > Sistemas de control de ascensores en general (dispositivos... > B66B1/20 (y para hacer variar el modo de funcionamiento que responde a las condiciones especiales de funcionamiento, p. ej. tráfico de sentido único a las horas puntas)

PDF original: ES-2531092_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo para controlar un grupo de ascensores CAMPO DEL INVENTO

El presente invento se refiere al control de un ascensor. En particular, el invento se refiere a un método y a un aparato para controlar un grupo de ascensores mediante la asignación de llamadas considerando un valor objetivo de tiempo de servicio y minimizando el consumo de energía.

ANTECEDENTES DEL INVENTO

Entre muchas funciones diferentes, la función básica del control de un grupo de ascensores es la asignación de llamadas. El propósito de la asignación es distribuir las llamadas que han de ser servidas por las cabinas de ascensor de tal manera que uno de los indicadores que describe el sistema de ascensores es optimizado. Tradicionalmente, los indicadores utilizados más comúnmente se refieren a tiempos de llamada y tiempos de espera de pasajeros. Típicamente, los valores medios de éstos son calculados y sus distribuciones son determinadas. "Llamadas" se refiere en general a todas las llamadas emitidas, es decir, tanto las llamadas realizadas pulsando los botones de subida/bajada en los pisos de acceso como las llamadas de piso o planta de destino realizadas desde una cabina de ascensor. Las primeras son las llamadas de acceso y las últimas llamadas de cabina. Además, las llamadas incluyen las llamadas necesarias en el así denominado método de control de destino, que son emitidas a través de dispositivos de entrada de llamadas. En el método de control de destino, el usuario del ascensor indica su piso de destino al sistema ya en el vestíbulo del ascensor a través de un dispositivo de entrada de llamada, y en este caso no se necesita que se haga una llamada en la cabina del ascensor.

Hay distintos métodos de asignación de llamadas, y cada fabricante de ascensores tiene sus propios métodos para poner en práctica esta función. Sin embargo, una característica común a estos diferentes métodos es que emplean un número de parámetros característico para cada método, por medio de los cuales se controla la operación del método. El control puede ser puesto en práctica de modo que en diferentes situaciones de tráfico se aplica un conjunto de parámetros adecuados para la situación particular. Esto está diseñado para dar al sistema una posibilidad de adaptarse a la situación de tráfico predominante, por ejemplo una situación de pico de tráfico en el edificio.

En un método de control de la técnica anterior, un detector de tráfico vigila el funcionamiento y el estado del sistema de ascensores y determina el tipo de tráfico predominante. Las cosas que han de ser vigiladas incluyen típicamente las llamadas, las cargas de los ascensores y los estados de movimiento de los ascensores. Dependiendo del tipo de tráfico detectado, se introduce un conjunto de parámetros confeccionados a medida para este tipo de tráfico. Por ejemplo, un conjunto de parámetros para un tráfico de pico saliente puede dar un mayor peso a las llamadas emitidas desde los pisos del vestíbulo. Durante una condición de tráfico de pico, el objetivo puede ser dar un mayor peso para minimizar el tiempo de desplazamiento de los pasajeros en la cabina. Cuando el propósito es reducir al mínimo dos o más aspectos al mismo tiempo, este es un caso de optimización de múltiples objetivos.

Una dificultad en el método de la técnica anterior descrito más arriba es cómo definir los valores prácticos de cada conjunto de parámetros en el banco de parámetros correspondiente a diferentes situaciones de tráfico. Estos parámetros son sensibles a cosas como el tipo de edificio, el número de pisos, la distribución de los pasajeros entre los diferentes pisos del edificio, número de ascensores en el grupo y propiedades de los ascensores. Además, el tráfico real en el edificio varía, el número de usuarios del ascensor en diferentes pisos en el edificio no permanece constante a largo plazo, e inexactitudes, errores de detección y retrasos en la detección pueden ocurrir fácilmente durante el funcionamiento del detector de tráfico.

En la práctica, los conjuntos de parámetros almacenados en el banco de parámetros han de ser valores de compromiso asignados de tal manera que funcionen razonablemente bien en la mayoría de entregas sin necesidad de cambiar los parámetros posteriormente in situ. Estos valores de parámetro pueden haber sido ajustados, por ejemplo, sobre la base de una operación de simulación o la experiencia de un experto. Es obvio que este tipo de valores medios de parámetros no conducen al mejor funcionamiento posible del edificio, grupo de ascensores y situación del tráfico de que se trate en cada caso.

Otro problema al seleccionar el conjunto de parámetros sobre la base del tipo de tráfico es cómo elegir los aspectos que han de ser ponderados y cómo determinar los valores de ponderación. Es posible encontrar numerosos aspectos que han de ser optimizados, tales como el tiempo de llamada, el tiempo estimado de espera de pasajero, el tiempo para montar y el tiempo de desplazamiento, el número de paradas, la carga de la cabina, el número de cabinas simultáneas y las llamadas de acceso, etc. El problema que ha de ser resuelto es cuál de estos aspectos debe ser ponderado y en qué grado en cada situación de tráfico. Si se han seleccionado los aspectos y se han fijado de antemano los valores de ponderación, entonces esta es una elección hecha de antemano por el diseñador, que no corresponde necesariamente a las necesidades del propietario del edificio. Por otra parte, si los aspectos que han de ser optimizados no se han fijado de antemano, puede considerarse que al personal operativo del edificio se le permite una libertad para decidir por sí mismo acerca de la ponderación en diferentes situaciones de tráfico. Sin embargo, debido a la compleja naturaleza de los

ajustes y la materia en su conjunto, esta no es una alternativa razonable.

El documento WO 2/66356 describe un método para controlar un grupo de ascensores en el que la energía consumida por el sistema de ascensores es minimizada de tal manera que se cumple con el tiempo de servicio deseado de pasajeros de ascensor en promedio. En este método, se asigna un tiempo de servicio dado del grupo de ascensores a un valor objetivo para la asignación de llamadas. El tiempo de servicio utilizado puede ser, por ejemplo, el tiempo de llamada, el tiempo de espera del pasajero, el tiempo de desplazamiento o el tiempo que tardan de subirse los pasajeros.

En otras palabras, el método de control optimiza dos cantidades inconmensurables de diferentes tipos, es decir, tiempo de espera y consumo de energía. En el método de acuerdo con el documento WO 2/66356, para hacer estas cantidades conmensurables y comparables entre sí, los trayectos R de los ascensores son seleccionados de tal manera que se minimiza el término del coste.

C = WtTn(R)+WeEn(R) (1)

Tn(R) es una suma normalizada de tiempos de llamada para la alternativa de trayecto R y de forma correspondiente, En(R) es un consumo de energía normalizado para la alternativa de trayecto R. Wt y We son los coeficientes de ponderación de los términos de coste antes mencionados, de tal manera que

áWTS1 ywE=l-WT. (2)

Los tiempos de espera Individuales se distribuyen de manera exponencial, pero su suma T(R) sigue aproximadamente una distribución normal, así permiten la aplicación de la normalización Tn (R) = (T(R) - Mt) / ot. De manera similar para el término de energía En (R) = (E (R) - |Je) / oE. Los valores p esperados y las distribuciones medias o son los indicadores para todo el conjunto de aspectos, es decir, para las alternativas de trayecto para los ascensores adaptados a la situación actual. En la práctica, como el número de alternativas de trayecto aumenta exponencialmente con el número de llamadas,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para controlar un grupo de ascensores, en cuyo método las llamadas son asignadas cumpliendo un valor objetivo de un tiempo de servicio deseado y minimizando el consumo de energía, comprendiendo el método las operaciones de:

generar posibles alternativas de trayecto del ascensor sobre la base del estado de los ascensores en el momento relevante y las llamadas existentes;

se define una función de coste con el tiempo de servicio para la alternativa de trayecto y el consumo de energía requerido por la alternativa de trayecto como variables;

se define un conjunto de soluciones de alternativa de trayecto que da el consumo de energía más bajo;

se selecciona a partir del conjunto de soluciones así obtenidas, la solución que satisface el tiempo de servicio deseado; y

las llamadas son asignadas a los ascensores de acuerdo con la solución antes mencionada; cuyo método comprende además las operaciones de:

asignar un valor objetivo a un tiempo de servicio dado del grupo de ascensores;

predecir dicho tiempo de servicio sobre una base continua en un modelo del sistema de ascensores;

calcular la diferencia entre dicho valor objetivo y dicho tiempo de servicio;

calcular un coeficiente de ponderación para un consumo de energía normalizado y un coeficiente de ponderación para una suma normalizada de tiempos de servicio;

sumar la suma normalizada de tiempos de servicio para la alternativa de trayecto considerada en la función de coste al consumo de energía normalizado provocado por dicha alternativa de trayecto con los coeficientes de ponderación calculados; y

asignar las llamadas a los ascensores minimizando dicha función de coste de tal manera que se satisface el valor objetivo dado del tiempo de servicio.

2. Un método según la reivindicación 1, caracterizado por que el método comprende además una operación en la que el tiempo de servicio utilizado es el tiempo de llamada, el tiempo de espera del pasajero, el tiempo de desplazamiento, el tiempo de subida al ascensor, el tiempo de llamada medio, el tiempo medio de espera del pasajero o el tiempo medio de subida al ascensor.

3. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 y 2, caracterizado por que el método comprende además la operación de minimizar el valor absoluto de la diferencia antes mencionada mediante una técnica de ingeniería de control.

4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el método comprende además la operación de seleccionar los coeficientes de ponderación antes mencionados de manera que su suma es la unidad.

5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizado por que el método comprende además la operación de utilizar información relativa las posiciones, estado de movimiento, direcciones de desplazamiento y cargas de la cabina de los ascensores en el sistema de ascensores así como la información relativa a las llamadas de acceso, las llamadas de cabina y las llamadas proporcionadas a través de dispositivos de entrada de llamada en la minimización de coste antes mencionada.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizado por que el método comprende además la operación de utilizar información relativa a las llamadas de acceso activas en el momento relevante en la predicción del tiempo de servicio antes mencionado.

7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, caracterizado por que el método comprende además la operación de definir el valor objetivo antes mencionado de tal manera que será variable sobre la base de momentos del día, días de la semana y/o períodos de vacaciones.

8. Un sistema para controlar un grupo de ascensores, cuyo sistema asigna las llamadas cumpliendo un valor objetivo de un tiempo de servicio deseado y minimizando el consumo de energía, comprendiendo dicho sistema al menos un ascensor (14); un generador de alternativas de trayecto del ascensor para generar posibles alternativas de trayecto sobre la base del estado de los ascensores en el momento relevante y las llamadas existentes; un optimizador (33) para definir una función de coste, teniendo dicha función de coste el tiempo de servicio para la alternativa de trayecto y el consumo

de energía requerido por la alternativa de trayecto como variables; un optimizador (33) para definir un conjunto de soluciones de alternativa de trayecto que dan el consumo de energía más bajo; un optimizador (33) para seleccionar la solución que satisface el tiempo de servicio deseado a partir del conjunto de soluciones así obtenidas; y un controlador (13) de los ascensores para asignar las llamadas a los ascensores de acuerdo con la solución antes mencionada, una lógica de control (11) para establecer un valor objetivo para un tiempo de servicio dado del grupo de ascensores; un modelo (35) del sistema de ascensores para la predicción continua de dicho tiempo de servicio; una calculadora de errores (3) para calcular la diferencia entre dicho valor objetivo y dicho tiempo de servicio predicho; una calculadora (32) para calcular coeficientes de ponderación para un consumo de energía normalizado y una suma normalizada de tiempos de servicio; un optimizador (33) para calcular y optimizar la función de coste, siendo dicha función de coste la suma de la suma normalizada de tiempos de servicio para la alternativa de trayecto en cuestión y el consumo de energía normalizado provocado por dicha alternativa de trayecto con los coeficientes de ponderación calculados; y un controlador (13) de los ascensores para asignar las llamadas a los ascensores de tal manera que la función de coste antes mencionada es minimizada y se satisface el valor objetivo dado del tiempo de servicio.

9. Un sistema según la reivindicación 8, caracterizado por que el sistema comprende además, una lógica de control (11) que recibe una entrada de tiempo de servicio compuesta de tiempo de llamada, tiempo de espera del pasajero, tiempo de desplazamiento, tiempo de subida al ascensor, tiempo de llamada medio, tiempo medio de espera del pasajero, tiempo de desplazamiento medio o tiempo medio de subida al ascensor.

1. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 8 y 9, caracterizado por que el sistema comprende además un controlador (13) para minimizar el valor absoluto de la diferencia antes mencionada.

11. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 8 a 1, caracterizado por que el sistema comprende además una calculadora de coeficientes de ponderación (32), que ha sido prevista para establecer la suma de los coeficientes de ponderación a la unidad.

12. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 8 a 11, caracterizado por que el sistema comprende además medios (12) para detectar el estado del sistema de ascensores para permitir información relativa a las posiciones, el estado de movimiento, las direcciones de desplazamiento y las cargas de la cabina de los ascensores en el sistema de ascensores así como información sobre las llamadas de acceso, las llamadas de cabina y las llamadas dadas a través de dispositivos de entrada de llamadas que han de ser utilizados en la minimización de la función de coste antes mencionada.

13. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado por que el sistema comprende además un modelo (35) del sistema de ascensores, que utiliza la Información relativa a las llamadas de acceso activas en el momento relevante en la predicción del tiempo de servicio antes mencionado.

14. Un sistema según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 9 a 13, caracterizado por que el sistema comprende además una lógica de control (11) que recibe el valor objetivo antes mencionado como una entrada, que es definido para que sea variable sobre la base de momentos del día, días de la semana y/o períodos de vacaciones.