عملکرد ترافیکی آسانسور با کنترل مقصد

   ترجمه: حامد سرپولکی

   مجله دنیای آسانسور - شماره 32

شرکت شما می‌تواند
اسپانسر این مقاله باشد.

   کلیه حقوق این مقاله محفوظ بوده، و تنها نقل بخشی از آن با ذکر نام نویسنده مطلب،
   مجله «دنیای آسانسور» و لینک مستقیم آزاد است.

این مقاله نقش کنترل مقصد در به دست آوردن سطح کارائی ترافیکی را پررنگ و شفاف می‌سازد و در نبود برنامه شبیه‌ساز ترافیک، روش میانبری را برای ارزیابی نقطه ماکزیمم عملکرد ترافیکی با استفاده از نرم‌افزار مرسوم آنالیز ترافیکی برای رسیدن به نتایج مورد نظر پیشنهاد می‌کند. هر چند چنین چیزی ابزاری ناقص است، ولی به ویژه در حین طراحی سازه مرکزی، جایی که به سرعت چینش مناسب سیستم انتقال عمودی را با توجه به گزینه‌ها و تطابقات موجود نشان می‌دهد، بسیار مفید و کارآمد خواهد بود.

عموماً در مرحله اول طراحی ساختمان تعیین طرح بندی و نقشه مرکزی قبل از هرگونه تثبیت موقعیت و تثبیت تعداد چاه‌‌های آسانسور مورد نیاز، منطقه‌بندی آسانسور، مکان موتورخانه، فضای بالاسری و پله‌برقی (درصورت کاربرد) انجام می‌شود.

به هر حال، در بازار فروش گزینه‌های متفاوتی جهت طراحی‌های مختلف موجود و قابل استفاده است. برای پروژه‌های بزرگ‌تر، به روز کردن تجهیزات از سوی تولید کنندگان عمده آسانسورها و انتخاب مناسب‌ترین نقشه ممکن قبل از معین کردن ویژگی‌ها و خصوصیات حساس نهایی عملی از روی احتیاط است. در طی مراحل اولیه طراحی، معیار اصلی رسیدن به آرایش و ترتیبی از حمل و نقل عمودی است که بتواند به سطح کارائی ترافیکی لازم برسد و به کمترین تجهیزات و فضا نیاز داشته باشد. اطلاعات دیگری مثل سوابق ثبت شده پیمانکار آسانسور، قیمت قرارداد نصب، هزینه راه اندازی با توجه به هزینه نگهداری و تعمیر، کاهش سود با توجه به فضایی که سیستم خواهد گرفت و هزینه برق مصرفی و غیره بایستی که در مرحله حساس ارزیابی و سنجش مورد توجه قرار گیرد.

از سوی دیگر، با تغییر نوع سازه (مسکونی، اداری، هتل، چند منظوره، سازه‌های خاص) فروشندگان مختلف نیز می‌توانند انتخاب‌های مختلفی را پیشنهاد کنند. هر یک از این پیشنهادات می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

• آسانسور، پله برقی یا پیاده‌روی متحرک

• آسانسور برای سرویس دهی وسایل و یا سایر استفاده‌های خاص

• تک قسمتی یا چند قسمتی

• آسانسور مستقیم از ورودی اصلی (به اضافه طبقات اختصاصی) با استفاده از آسانسور سریع از ورودی اصلی

• آسانسورهای بالا/پایین برای گروه آسانسورهای اختصاصی طبقات بالایی

• آسانسور با/بدون موتورخانه

• کنترل مقصد نهایی یا کنترل متعارف

• آسانسورهایی از یک نوع که برای طبقات مختلف استفاده شود.

• آسانسور ویژه معلولین

• دسترسی ویژه و نیاز‌های امنیتی و غیره

به هر حال این مقاله روی تشریح روشی ساده که بتواند نقطه ماکزیمم نمودار سطح کارائی ترافیکی آسانسور را با کنترل گروهی مقصد (DGC) تعیین کند، تمرکز دارد. چیزی که معمولاً نشان می‌دهد در مقایسه با کنترل گروهی متداول (CGC) با کاهش تعداد آسانسور‌ها، همان عملکرد نیز قابل دستیابی است. تا زمانی که همه سازندگان آسانسور‌ها کنترل نهایی را ارائه ندهند، اغلب خصیصه‌های حساس برای هر دو نوع کنترل مجاز است.

مقایسه DGC و CGC

در طی مراحل طراحی یک سازه، نتایج بدست آمده اولیه در مورد عملکرد ترافیکی ترکیبات متفاوت حمل و نقل عمودی بسیار خوشایند است. بیشتر طراحان سازه ممکن است با نحوه کارکرد نرم افزار متداول آنالیز ترافیک آسانسور در سیستم‌های CGC (و نه لزوماً در DGC) آشنا باشند. با استفاده از این روش می‌توان با استفاده از همان نرم افزار متداول برای CGC عملکرد ترافیکی آسانسور در DGC را به منظور حصول به نتایج مفیدتر و محتاطانه‌تر تعیین کرد.

زمانی که یک طرح و نقشه تثبیت شود و آرایشی مبتنی بر DGC قابل قبول باشد، یک شبیه‌سازی کامپیوتری بایستی برای تایید نتایج اولیه عملکرد جابجایی صورت پذیرد و نقطه مینیمم و مسیر جابجایی دو طرفه را پوشش دهد.

برای مسافران و استفاده کنندگان آسانسور، اصول و بنیاد در سیستم‌های DGC و CGC از لحاظ ثبت جایگاه و درخواست کابین و علامت گذاری فرق می‌کند. در CGC یک آسانسور با فشردن دکمه فراخوانی طبقه، به طبقه مورد نظر فراخوانده می‌شود. زمانی که آسانسور می‌رسد، مسافر وارد کابین می‌شود و روی پنل کابین دکمه‌ای را فشار می‌دهد تا به طبقه مورد نظرش منتقل شود.

در DGC پنل درخواست در داخل کابین وجود ندارد، چرا که دکمه‌های آسانسور (مخصوص مسافر) در مقصد آنها در راهرو قبل از ورود به کابین قرار گرفته است. زمانی که آسانسور را برای رفتن طبقه‌ای خاص فرا می‌خوانید، نشانگری روی پد دکمه طبقه شکل می‌گیرد که به سرعت نشان می‌دهد که کدام آسانسور در گروه برای انجام آن کار بایستی فراخوانی شود.

برای مجزا سازی اهداف، آسانسورها در گروه با حروف A و B و C و ... طراحی می‌شوند. نشانگرهایی در ستون ورودی هر کابین قرار گرفته که در طول سفر رفت و برگشتی سریع خود، نشان می‌دهد که یک کابین در کدام طبقه باید مورد استفاده قرار گیرد. توجه کنید که در DGC جایگزینی طبقه مقصد ثبت شده دینامیک (پویا) است، مثلاً برای هر دور رفت و برگشت آسانسورهای مربوطه، به ترتیب خاص خود به کار برده می‌شوند تا فراخوانی‌های ثبت شده در طبقات مقصد را پوشش دهند و خواسته‌های جابه‌جایی را که در هر لحظه ممکن است تغییر کند، مرتفع سازند.

مقایسه عملکرد جابجایی در DGC و CGC 

زمان رفت و برگشت (RTT) روش مستقیمی برای سنجش راندمان ترافیکی یک آسانسور است. با نگاه به نقطه ماکزیمم شرایط جابجایی، RTT متوسط تحت DGC به گونه چشمگیری کمتر است، زیرا DGC به نوعی ترافیک را سازماندهی می‌کند که آسانسور در حین سفر خود، تنها در تعداد اندکی از طبقات توقف کند. دلیل چنین بهینه‌سازی آن است که وقتی دکمه فراخوانی آسانسور در مقصد‌های آن در راهرو زده شود، مسافران همان طبقه به سوار شدن به آن کابین هدایت می‌شوند. مثلاً بسته به تعداد کل طبقات که باید توسط گروه آسانسورها پوشش داده شود و تعداد آسانسورهای موجود در گروه، یک کابین می‌آید و از مسافرانی که مقصدشان به 2، 3 یا 4 طبقه محدود است پر می‌شود.

آنالیز شرایط نقطه ماکزیمم

(به اطلاعات اولیه نیاز است)

اگر نیاز به در نظر گرفتن عوامل ویژه طبقات مانند وجود رستوران‌ها، بانک‌ها، انجمن‌ها، کلوپ‌ها،پارکینگ طبقاتی، زیرزمین‌ها و... نباشد، آنالیز ترافیک خیلی سرراست خواهد بود. اطلاعات اولیه مورد نیاز برای به کارگیری آنالیز ترافیکی می‌تواند به چهار بخش زیر محدود شود:

• تعداد افراد ساکن در طبقات بالاتر. (تعداد میانگین در هر طبقه را فرض کنید)
• تعداد طبقاتی که باید سرویس‌دهی شود.
• طول مسیر از ورودی اصلی تا طبقه بالایی و ورودی اصلی تا اولین طبقه بالاتر.
• ظرفیت حمل لازم.

پارامترهایی که در ادامه آمده بر طبق استانداردهای صنعتی معمول تعیین شده اند:

• ظرفیت کابین

• عامل پر شدن

• نوع در (مرکزی یا تلسکوپی) و عرض درب

• سرعت آسانسور

سایر پارامترهای پروژه عبارتند از:

• وزن میانگین هر مسافر (معمولاً 68 تا 75 کیلوگرم، بسته به آیین‌نامه کاری متداول)

• زمان انتقال مسافر (میانگین زمان ورود و خروج یک مسافر)

• زمان باز و بسته شدن در

• زمان قفل شدن در (زمان تأخیر قبل از بسته شدن بعد از عبور آخرین مسافر)

• زمان باز شدن پیش از موقع در (شروع باز شدن در قبل از این که کابین به سطح طبقه برسد) باز شدن قبل از موعد در بر اساس برخی آیین‌نامه‌های کار، مجاز نمی‌باشد.

• زمان رها شدن ترمز

• زمان تأخیر شروع به کار درایو

• نرخ افزایش / کاهش سرعت

• تکان خوردن (نرخ تغییر سرعت)

مثال:

در روش DGC، ساختمان اداری ساده ای با مشخصات زیر در نظر بگیرید:

در CGC ، داده‌های ورودی کامپیوتر مطابق همان است که در DGC بود، به استثنای تعداد طبقات بالاتر که بایستی هر آسانسور در هر دور رفت و برگشت سرویس‌دهی کند و میانگین عامل پرشدن کابین. این 2 پارامتر به دلایل زیر فرق می‌کنند:

میانگین تعداد طبقاتی که هر آسانسور در هر رفت و برگشت سرویس می‌دهد:

سیستم کنترل در DGC دائماً سعی می‌کند که حجم مسافران را بین آسانسور‌های یک گروه تعدیل کند. این بدان معنی است که، برای مثال، با 15 طبقه اداری که با یک گروه 8 آسانسوره سرویس‌دهی می‌شود، سیستم کنترل بایستی طوری به کار گرفته شود که به طور متوسط 875/1 توقف ( 15 طبقه بخش بر 8 آسانسور) برای هر آسانسور در هر رفت و برگشت داشته باشد. (به جز توقف‌های اجباری در طبقه همکف) با یک گروه متشکل از 6 آسانسور برای تقسیم بار مناسب لازم است سیستم کنترل به طور متوسط 5/2 توقف (15 طبقه بخش بر 6 آسانسور) در هر رفت و برگشت را به هر آسانسور تخصیص دهد. (جدول 3) به هرحال، تا وقتی که این روش نتایجی را از روی احتیاط تعیین می‌کند، ما 5/0 توقف به نتایج جدول 3 اضافه می‌کنیم و آن را به سمت عدد صحیح بعد گرد می‌کنیم. بنابراین، همیشه به استثنای توقف اجباری در طبقه همکف، برای گروه 8 تایی آسانسور، هر آسانسور 3 توقف در هر رفت و برگشت (5/0+875/1 و گرد کردن به عدد بعد = 3) و برای یک گروه 6 تایی، هر آسانسور 4 توقف (5/0+5/2 و گرد کردن به عدد بعد = 4) خواهد داشت.

شکل شماره 1- به کمک تعیین کننده کنترل مقصد با تقسیم بار مناسب در محدوده نقطه ماکزیمم هر 6 آسانسور در هر رفت و برگشت به طور متوسط 5/2 طبقه بالایی را پوشش می‌دهد

فاکتور پرشدن کابین:

تجربه نشان می‌دهد که کابین‌های DGC خلوت تر از کابین‌های نوع کنترل CGC هستند. در مثال فرض می‌کنیم که فاکتور پرشدن کابین برای CGC برابر 70 درصد باشد و این مقدار برای DGC به 60 درصد کاهش یافته است. فاکتور پرشدن کابین در جوامع مختلف متفاوت است. در آسیا ممکن است از فاکتور پرشدن بالاتری نسبت به آمریکا یا اروپا استفاده شود. زیرا جثه متوسط مردم و نیز فرهنگ‌ها متفاوت است. در ابتدا با آنالیز عملکرد ترافیکی یک گروه آسانسور در CGC شروع می‌کنیم.

جدول شماره 1

جدول شماره 2

داده‌های ورودی برای DGC

در DGC، از همان اطلاعات ورودی بالا برای CGC به استثنای تعداد طبقاتی که باید هر آسانسور در هر رفت و برگشت پوشش دهد و متوسط فاکتور پرشدن کابین استفاده می‌کنیم. ابتدا برای هر آسانسور در هر رفت و برگشت تعداد متوسط توقف را مشخص می‌کنیم. تعداد توقف در رفت و برگشت به تعداد آسانسورها بستگی دارد و تا وقتی که در DGC بتوانیم تعدا آسانسورها را کم کنیم، مشخص کردن تعدادی خاص برای توقف‌ها (به غیر از طبقه همکف) بر اساس استفاده از چند گروه دارای کابین‌های کوچک‌تر برای بررسی عملکرد ترافیکی امکان‌پذیر است.

جدول شماره 3

همان طور که پیش‌تر آمد، تعداد توقف‌ها برای هر آسانسور از رابطه زیر به دست آمده است:

گرد شده به عدد بعد + 5/0 + تعداد کل آسانسورها / تعداد کل طبقات

نمی توان از تعداد توقف‌ها (طبقات بالاتر) برای استفاده در آنالیز مطمئن بود، زیرا تعداد آسانسورهای مورد نیاز هنوز نامشخص است. در این مثال از 3 طبقه بالاتر شروع می‌کنیم و نتایج را با توجه به ظرفیت کاری به دست آمده و تعداد آسانسورهای مورد نیاز بررسی می‌کنیم. اگر می‌بینید که گروه 7 یا 8 تایی آسانسور برای رسیدن به ظرفیت کاری 15 درصد مورد نیاز است، پس بایستی 3 طبقه بالاتر که استفاده شد درست باشد.

از طرف دیگر، اگر ظرفیت کاری خیلی بالاتر از 15 درصد مورد نظر است، تعداد آسانسور کمتری لازم است و تجزیه و تحلیل باید مجدداً انجام شود. (در این حالت یعنی 4 طبقه یا بیشتر). جدول 2 عملکرد ترافیکی گروه‌های 8، 7، 6 و 5 آسانسوری را متناسب با تعداد طبقات (به ترتیب) 3، 3، 4 و 4 نشان می‌دهد.

جدول شماره 4

جدول شماره 5

جدول زمان‌های رفت و برگشت کابین گروه‌های 8، 7، 6 و 5 آسانسوری یکسان است زیرا تعداد طبقات پوشش داده شده یکی است. در این مثال، نتایج، روشن می‌سازد که DGC به گروهی متشکل از 6 آسانسور برای رسیدن به ظرفیت کاری 15 درصد نیاز دارد درحالی که CGC همانطور که قبلاً محاسبه شد به 8 آسانسور نیاز دارد.

نکات تکمیلی

انجام مقایسه عملکرد ترافیکی در DGC و CGC با نرم‌افزار مشابه نتایج دقیقتری را در پی خواهد داشت. زیرا تنها تعداد توقف‌ها در هر رفت و برگشت و فاکتور پرشدن کابین است که تغییر می‌کنند. روش سریع دیگری که توضیح داده شده در مورد آنالیز حرکت در DGC به منظور تولید نتایج محافظه‌کارانه است و علاوه بر آن هدف را که اثبات تفاوت عملکرد ترافیکی در DGC و CGC است را را پوشش می‌دهد. در ادامه چند عامل محتاطانه به کار برده شده آورده شده است:

1- متوسط تعداد توقف‌های انجام شده در هر رفت و برگشت، با اضافه کردن 5/0 توقف و گرد کردن آن به عدد صحیح بعدی بدست می‌آید.

2- در این روش، ما از حرکت در کل ارتفاع محاسبه شده در زمان رفت و برگشت (RTT) استفاده می‌کنیم، اگرچه آسانسور به طور متوسط ملزم به سیر کل ارتفاع نخواهد بود. اما همه طبقات به اضافه طبقه بالا را سرویس دهی می‌کند. بعضی از کابین‌ها به ورودی اصلی طبقات پایین‌تر برخواهند گشت که همه به دستور الگوریتم سیستم کنترلی انجام می‌شود و بنابراین منجر به کاهش میانگین طول مسیر می‌شود.

3- به دلیل کاهش تعداد توقف‌های هر رفت و برگشت، تعداد بیشتری از مسافران در یک زمان از کابین‌ها خارج می‌شوند، و متاثر از چنین نتیجه ای انتقال مسافران موثرتر خواهد بود و بنابراین زمان جابجایی مسافران به نوعی کاهش می‌یابد.

4- کاهش فاکتور پرشدن کابین (همان طور که در CGC دیدیم)

از آنجا که چرخه کاری آسانسور در زمانی که در منطقه ماکزیمم است، بسیار سخت‌تر از منطقه مینیمم است. تعیین تعداد آسانسورهای مورد نیاز بر اساس معیار ماکزیمم است. از این رو افزایش ظرفیت ذاتی آسانسور در طول دوره مینیمم و رسیدن به ظرفیت کاری بالاتر از حد نیاز یک نتیجه منطقی خواهد بود. دلیل آن است که در طول منطقه ماکزیمم در CGC، کابین به طور تصادفی در طبقات مقصد متفاوت بسیاری از مسافران پر می‌شود. چنین چیزی در منطقه مینیمم نیست زیرا تمایل به این است که همه مسافران (که از ورودی اصلی وارد می‌شوند) به مقصد مشابهی انتقال می‌یابند. ظرفیت کابین همیشه در 2 یا 3 توقف قبل از پایین رفتن به سوی ورودی اصلی، تقریباً تکمیل است، که اصولاً همان تأثیر مختصر روی RTT را دارد که در کنترل DGC در طول منطقه ماکزیمم جائی که کابین تنها در 2، 3 یا 4 طبقه بالاتر در طول رفت و برگشت توقف خواهد کرد.

همچنین DGC به عنوان یک تقویت کننده ماکزیمم نامیده می‌شود. قطعاً به دلیل این که تعداد توقف‌ها در رفت و برگشت‌ها کاهش یافت و DGC به طور قابل ملاحظه‌ای سطح کارائی نقطه ماکزیمم را اصلاح کرد، چنین امری می‌تواند صحت داشته باشد. می‌توان گفت که DGC سطح کارائی نقطه ماکزیمم آسانسورها را بالا آورد و آن را با سطح کارایی منطقه مینیمم در یک راستا قرار داد و منجر به ایجاد تعادل در بهره‌برداری و به‌کارگیری آسانسورها شد. همانطور که نشان داده شد می‌توان از اختلاف مداوم در سطوح عملکرد در دو نقطه ماکزیمم و مینیمم در CGC ، با استفاده از کنترل DGC جلوگیری کرد و کاهش RTT در منطقه ماکزیمم، تقریباً معادل همان میزان را در منطقه مینیمم منجر می‌شود. بنابراین سطح کارایی آسانسور را بهبود می‌بخشد. در بیشتر حالت‌ها تقلیل تعداد عملی و واقعی آسانسورهای مورد نیاز را در پی خواهد داشت.

البته هنوز بایستی حرکت دوطرفه را که می‌تواند برای یک سیستم آسانسوری از سخت‌ترین حالات باشد مورد توجه قرار داد. در یک ساختمان اداری، جابه‌جایی دو طرفه معمولاً در ساعت‌های کاری و ساعت ناهار، زمانی که معمولاً در سطوح میانه مانده است و توجه زیادی به آن نمی‌شود اتفاق می‌افتد. اگر برای مثال طبقات کاری ویژه‌ای مثل رستوران یا سالن اجتماعات و یا غیره توسط همان آسانسوری پوشش داده شود که به طور معمول طبقات دیگر در ساختمان اداری را سرویس‌دهی می‌کند، آنگاه جابه‌جایی دوطرفه سنگین و زیادی می‌تواند به وجود آید.

نیاز به چنین ترکیبی شدیداً می‌تواند سیستم سرویس‌دهی آسانسور را دچار درهم گسیختگی و اختلال کند. بهترین راه کم کردن مشکل، پوشش‌دهی طبقات دارای کاربرد خاص با آسانسور جداگانه و یا اگر ممکن باشد، قرار دادن چنین طبقاتی در بالکن ویژه ساختمان، جایی که بتوان از پله‌برقی استفاده کرد، می‌باشد. در حالاتی که استفاده از سرویس آسانسوری جدا امکان‌پذیر نیست، باید سطح عملکرد آسانسور را بررسی کنیم تا بفهمیم که کجا می‌توان سطوحی پیش‌بینی شده برای به‌کارگیری جابه‌جایی دوطرفه را به قدر لازم در سیستم انتقال عمودی داشته باشیم. اما در این‌جا نیز، با توجه به این واقعیت که سیستم کنترل می‌داند که مسافران آسانسور قبل از ورود به کابین تصمیم دارند به کجا بروند، DGC نیز توانایی سازماندهی چنین جابجایی درهم و برهمی را با کارایی و رفتاری موثرتر نسبت به CGC دارد.

با توجه به مزایا و ویژگی‌های آن، DGC نسبت به همان چیزی که از نظر اقتصادی با CGC شدنی است، طبقات بیشتری را در یک گروه در یک منطقه قرار می‌دهد. چنین چیزی را می‌توان با نتایج به دست آمده در مثال اثبات کرد، مثالی در مورد ساختمان اداری که با بررسی دقیق به 8 آسانسور در CGC و 6 آسانسور در DGC برای رسیدن به ظرفیت کاری 15% نیاز داشت. ممکن است کسی همان 8 آسانسور اصلی را با کنترل DGC انتخاب کند و به این ترتیب خواهد توانست 5 طبقه دیگر را به 15 طبقه پوشش داده شده اضافه نماید و به این شکل، 20 طبقه اداری را با حضور 1600 نفر (80 نفر در هر طبقه 20 طبقه) پوشش دهد و همچنان به سادگی به همان 15% ظرفیت کاری دست یابد.

و در پایان باید اشاره کرد پوشش دادن طبقات بیشتر که با همان گروه آسانسورها سرویس‌دهی می‌شود، با افزایش سطح کارایی ساختمان رابطه مستقیم دارد.

منبع:

Elevator World Magazine - September 2007