电梯的智能化改造

在一天的运行中，电梯交通流量和模式会有很大的变化。在一座典型的办公写字楼里，早上上班高峰会是上行高峰客流，即大量的人从基站出发去各自不同的楼层，这时会在基站出现人量的等待客流：而到了中午又会是各楼层的人员集中去休息楼层就餐和休息；而下班时是从各个楼层的人流向基站，变成下行高峰客流。电梯的群控系统就是要针对这些不同的客流应采取不同的派梯策略来调动整个电梯群的电梯协调运行，更好、更快为乘户的服务。但因为电梯的客流模式很复杂，在派梯时要考虑的变化因素很多，整个电梯系统是一个多参数非线性系统，要采用普通的算法实现实时的派梯策略是很难的，人们便引入人工智能算法来做出派梯选择。一般来说，采用了合适的智能派梯策略后的乘客平均等待时间可以降低10%～30%，长时等待率可以降低20%～60%，可以看出智能群控系统可以大大提高电梯群的运行效率和服务质量。 我国很多新近安装的电梯已经采用了世界上最新的电梯技术，电梯运行效效率和质量都很高；但同时还存在着大量的“老旧”电梯，说它们老旧其实它们运行时间并不是很长，只是没能采用最新的电梯先进技术，所以运行效率和质最相比之下不高。电梯智能化改造针对的就是那些运行时间不是太长，而电梯的运行效率和服务质量已经不能满足用户的要求的电梯。特别是当一栋大厦的原有系统或是因为当初设计或是因为大厦功能的改变使得电梯系统的运力不足，不能够满足大厦的上下运输需要时，这时要么采取添加或更换电梯，要么只能采取通过提高电梯群的运行效率来提高电梯的运力。通过对电梯系统的智能化改造，付出少量的代价使得原有电梯系统的性能有一个大的提升。电梯的智能化改造还有一个关键问题是如何与电梯原来的控制系统连接，才能实现对所需电梯的信号的采集和实现对电梯的控制；还要考虑到一栋大厦如果安装有多部不同品牌或型号的电梯的情况。 电梯的智能化改造是指利用系统集成方法将电梯现有的控制系统与人工智能技术、计算机技术、现代通信技术、信息技术有机结合，使得电梯运行起来更加安全可靠，乘坐起来更加方便快捷，管理起来更加简单便利，并将电梯的智能系统与楼宁的智能管理系统有机结合，提升整个楼宁的管理质量。 一、何为电梯的智能化 将人工智能应用到电梯控制领域是从上世纪80年代开始的，那时人工智能蓬勃发展，专家系统、神经网络、模糊控制等许多最新的人工智能成果都被应用到电梯群控的派梯算法上，但这些具有智能化派梯策略的电梯在中国的使用却很晚，使用量并不是很大。这是由多种原因造成的。智能化电梯群控系统可以大大提高电梯群的派梯效率，减少乘客的候梯时间，降低电梯的能耗。 二、电梯智能化改造的实现 这里，我们提出一种对原有电梯系统改动较小的智能化改造实现方案。在这个方案中我们对电梯的原有机械电梯部分基本不作改动，包括提升部分、厅门控制部分等等，只是在原有电梯控制系统之上增加一层接口层，在接口层实现对电梯各种信号的采集和通过电梯的原有外部输入接口实现对电梯控制信号的输入，在接口层之上实现电梯群的智能化群控。 1、接口层的实现 电梯智能化改造的实现中与原有电梯的接口部分很重要。与原有系统的接口包括两个部分，一是电梯的状态的实时采集，二是控制信号的回送。我们始终强调电梯的改造最重要的是不可以降低原有系统的安全性。如果原有电梯控制系统仍能满足需要，应尽量减少对原有电梯控制系统的改变，同时又要能够及时得到电梯的状态变化，并实现对电梯的调度。 接口层的实现我们采用分布式控制技术，在每—台电梯的每一楼层的外招板上加装一块外招接口板，在内招板上加装一块内招接口板，在电梯控制柜中加装一块梯态接口板，这些接口板上都有一个独立的CPU控制着各自的信号采集、发送、接收、转发，它们通过一条公用总线与信号采集主机相连，信号采集主机负责电梯所有信号的收集和转发，负责将收集到的电梯信号送达上层的群控主机和实时监控主机，并转发群控主机和监控主机发出的控制信号。 通过各楼层加装的外招接口板采集所有外招信号，电梯内加装的内招接口板采集电梯的内招信号，电梯的控制柜中加装的电梯状态接口板采集电梯的目前状态：如口前楼层、运行方向、电梯门状态、电梯停止等信号，通过串行总线送往群控主机，群控主机根据采集到的信号作派梯选泽，将派梯信号回送到外招接口板，由外招接口板将信号发送给电梯的外招板，完成派梯。在接口板与电梯原电气装置连接时采用光电耦合结构，以隔绝相互之间的电磁干扰。电梯外招接口板的设计非常关键，它既要保证乘客的按键召唤信号和电梯的响应信号能够被及时、准确地采集并送到信号采集主机，还要能够及时地将群控主机发山的派梯信号转发给外招板，并且还要保证在群控主机或与之通信的线路有故障时也能够完成乘客的请求，而不会山现乘客的请求不能被满足的情况，同时也适合不同品牌的电梯。 系统总线采用双向RS485总线。这既可以保证长距离大量数据传送，又由于这种接口用途广泛，成本也较为合理。RS485采用差分传输方式，较低的信号放大就可以做到较高的抗干扰能力，损耗也低。就电磁兼容性（EMV）而言，这对可靠的无故障传输很重要，而且使得现场配线减少，降低安装复杂性。 2、群控策略的选择 近20年来，人们对电梯的智能群控策略有很多研究，提出了各种智能群控算法，它们实现的复杂性和性能也各不相同。一种是采用专家系统，即收集专家在电梯控制领域的各种知识，也就是说对在电梯的各种不同情况下专家们有可能采取的策略进行汇总、分类，组织成规则库，然后根据采集到的电梯的数据以规则库里的推理规则确定电梯的派梯方案。另一种是采用模糊推理规则，即综合考虑评价梯群性能的各种标准，如平均等待时间、长时间等待率、电梯能耗等等，确定一个隶属度函数，将电梯的各种输入参数模糊化后输入系统，通过模糊判断规则根据隶属度函数来确定一个最佳派梯。 还有一种是采用人工神经网络来实时熟悉大楼的交通模式，根据电梯前一小段时间的客流状况来推理出电梯未来的客流状况，并根据电梯处于不同的客流模式如上行高峰、下行高峰、层间客流、空闲交通等等来采取不同的派梯策略。 另外，就是通过统计学原理根据电梯前一小段时间的客流状况来推测出电梯在未来一小段时间里可能产生的召唤信号，然后根据推测的结果来精确计算电梯到达某一楼层响应召唤的等待时间，然后选择使得所有召唤信号的等待时间最短的派梯策略。这不是一种智能群控算法。 也有将各种智能规则综合运用的。采用不同的算法所需的运算量是不一样的，应结合不同的情况选择适合的策略。 信息来源于：低压电气网