Online Electric

This is an article about lifts with system of artificial intelligence. Here you can know how work of the lifts must be organized for the savings of electric power in the office buildings.

     Современные многоэтажные здания для облегчения и ускорения перемещения людей и грузов оборудуют средствами вертикального транспорта. Их основное преимущество - небольшая площадь. Из всех видов подъемников, наиболее распространены лифты. [1]
     Рассмотрим организацию работы лифта в офисном здании. Т.к. в разное время пассажиропоток меняется, то и схемы движения необходимо менять. В статье [2] показан оптимальный алгоритм движения лифта, который будет выбран правильно в том случае, когда основная масса людей едет с первого этажа на последний или с последнего на первый. Однако во время перерывов пассажиропоток меняется, когда, например, люди едут на один какой-нибудь этаж в буфет/столовую или вообще выходят из помещения. Тогда схему движения необходимо изменить, т.к. совсем не рационально «гонять» лифт по всему зданию. При этом важно рассчитать не только количество затраченной электроэнергии, но и время, которое ждет пассажир, пока лифт не приехал.
     Пусть имеется девятиэтажное офисное здание, на каждом этаже находится по одному человеку. Обозначим этого человека с помощью цифры и буквы, Например: 1а, где 1 – это этаж, на который необходимо попасть, а «а» - имя человека. 5 этаж – этаж, на который во время перерыва едет большее количество человек.

Рис.1а. «Пассажиры»		Рис.1б. «Случайное распределение пассажиров по кабинам»

     Подсчитаем количество затраченной электроэнергии и время ожидания каждого пассажира. Пусть лифт начинает свое движение с верхних этажей, на которых находятся пассажиры. После начала движения поступают сигналы от остальных пассажиров, если пассажир находится по пути с движением лифта, то лифт его забирает.
     Пусть t – время, за которое проезжает лифт один этаж.
     0,25t – время, которое требуется для посадки/высадки одного пассажира.
     Применяя данные обозначения, получим:
Табл.1.«Время ожидания лифта каждого пассажира»

	1a	5b	5c	2d	1e	9f	1g	5h	5i
tож.	0	1,25t	0	1,25t	0	8	6,75t	5,5t	9,5t

     Тогда общее время ожидания:
Tобщ=32,25t
     Подсчитаем количество затраченной электроэнергии [2]:
Кабина 1: (А+В)+3*(А+2В)+2*(А+В)+2*(А+2В)+4*(А+В)=10А+15В=11.35А
Кабина 2: 4*(А+В)+А+3*(А+В)=8А+7В=8,63А
Кабина 3: (А+В)+(А+2В)+3*(А+В)+2А+5*(А+В)=12А+11В=12,99А
Всего затратили 32,97А электроэнергии.
     Выберем оптимальный алгоритм движения лифтов, при котором можно будет уменьшить время ожидания и затраты на электроэнергию.
     Так как максимальное число вызовов поступает на пятый этаж, то сделаем его приоритетным. Пусть первый лифт ездит с пятого по девятый этаж, а второй – с первого по пятый. Причем таким способом, что они будут обслуживать, только тех людей, которые едут либо с пятого этажа, либо на пятый. Третий лифт будет ездить в обычном режиме, но без возможности заезжать на пятый этаж. Схема движения лифта будет выглядеть следующим образом:


Рис. 1в. «Схема движения лифта с искусственным интеллектом»
     Рассчитаем время ожидания:
Табл.2.«Время ожидания каждого пассажира»

	1a	5b	5c	2d	1e	9f	1g	5h	5i
tож.	0	0	1,25t	3,25t	0	12,5t	6,5t	5,75t	4,5t

     Тобщ=33,75t
     Количество затраченной электроэнергии:
Кабина 1: (А+В)+2*(А+2В)=3А+5В=3,45А
Кабина 2: 4*(А+В)+(А+В)+3*(А+2В)=8А+11В=8,99А
Кабина 3: 3*(А+В)+3*(А+2В)+(А+3В)+(А+2В)+3А+5А=16А+14В=17,26А
     Общее количество электроэнергии равно 29,7А.Таким образом, применяя данную схему движения, можно сэкономить примерно 10% электроэнергии. Однако время ожидания немного увеличится. Выберем наиболее оптимальный вариант, видоизменив предыдущую схему.
     Пусть первый и второй лифты работают также, но возят не всех людей, чьи вызовы поступают с пятого и на пятый этаж, а только группы людей. Третий лифт ездит в обычном режиме, при этом имея возможность заезжать на пятый этаж. Получается следующая схема:


Рис. 1г. «Схема движения лифта с искусственным интеллектом»
     Подсчитаем время ожидания:
Табл.4. «Время ожидания каждого пассажира»

	1a	5b	5c	2d	1e	9f	1g	5h	5i
tож.	0	0	1,25t	3,25	4,5t	12t	6,5	1,25t	0

     Tобщ=28,75А
     Количество электроэнергии:
Кабина 1: (А+В)+2*(А+В)=3А+5В=3,45А
Кабина 2: (А+В)+3*(А+2В)=4А+7В=4,63А
Кабина 3: 3*(А+В)+(А+2В)+2*(А+3В)+(А+4В)+(А+3В)+3А+5(А+В)=16А+23В=18,07А
     Общее количество электроэнергии равно 26,15А.Таким образом, данная схема движения в общем случае помогает уменьшить расходы электроэнергии примерно на 21%, а также уменьшить общее время ожидания пассажиров.
     Итак, важной задачей лифтов с системой искусственного интеллекта является наиболее рациональное распределение пассажиропотоков между лифтами. Перед выбором того или иного принципа необходимо определить для каких целей будет использоваться лифт (это офисное здание или жилой дом), насколько насыщенный будет пассажиропоток, в какое время наблюдается наибольшая загруженность, рассчитать наиболее подходящую грузоподъемность для каждого лифта, его тип. Для этого сначала нужно запустить систему искусственного интеллекта в тестовом режиме, а через какое-то время, сравнив эти показатели, выбрать наиболее подходящий алгоритм для управления лифтами. Это достаточно трудоемкий процесс, требующий времени, но выгода, полученная при наиболее рациональном использовании существенна, т.к. увеличивается срок службы лифта, снижаются затраты на электроэнергию и обслуживание лифта, значительно снижается время ожидания.
Список используемой литературы
     1. Курдюмов В.В., Шибанов В.А. Система имитационного моделирования групп лифтов [Электронный ресурс] // ООО "Нейрон", Рязань URL: http://library.mephi.ru/data/scientific-sessions/2003/13/057.html (дата обращения: 18.11.2012).
     2. Карташева Е.В., Забержинский Б.Э. Анализ повышения эффективности лифтового транспорта в нестандартных многоэтажных зданиях // Восемнадцатая всероссийская научно-техническая конференция “Энергетика: эффективность, надежность, безопасность”.