电梯设备计划支持装置的制作方法

本发明涉及按照对象楼宇的楼层数及交通需求，对需引入的电梯的台数、额定人数或者速度等规格的决定提供支持的装置。

背景技术：
引入到楼宇中的电梯的台数、额定人数或者速度等规格是按照楼宇的楼层数及交通需求决定的。以往，将从门厅楼层(基准楼层)向上方楼层的移动为主的上班时间段的交通模式作为对象来决定上述规格(例如专利文献1、专利文献2)。另外，对于上班时间段以外的交通模式，使用与上班时间段的指标之比计算在运算中使用的各个指标来进行运算(例如非专利文献1)。【专利文献】【专利文献1】日本特开2012－106849号公报【专利文献2】日本特开平9－295772号公报【非专利文献】【非专利文献1】GinaCarolBarney，“ElevatorTrafficHandbook：TheoryandPractice”，pp.323-334，Taylor&Francis，2004.【非专利文献2】GinaCarolBarney，“ElevatorTrafficHandbook：TheoryandPractice”，pp.104-107，Taylor&Francis，2004.

技术实现要素：
专利文献1、2的方法是以上班时间段的交通模式为对象，因而存在难以适用于如下交通模式的问题：即不仅存在门厅楼层，而且存在多个乘梯楼层，移动方向也各式各样的上班时间段以外的交通模式。另外，即使是非专利文献1的方法，由于难以准备能够灵活应对楼宇的规格或者电梯的规格的指标之比，因而难以适当评价交通状况来决定电梯的规格。本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种适当评价假定了多个乘梯楼层的楼宇的交通需求的电梯设备计划支持装置。本发明的电梯设备计划支持装置根据楼宇的交通需求支持电梯的设备计划，该电梯设备计划支持装置具有：交通需求输入部，其输入每单位时间的乘客产生数作为楼宇的交通需求；电梯规格输入部，其输入电梯的设备规格；巡回时间方程式生成部，其生成巡回时间方程式，该巡回时间方程式表示电梯从基准楼层出发后在反转楼层反转而再次返回基准楼层的巡回所需要的时间即巡回时间等于到反转楼层为止的往复行进时间、电梯在停靠楼层的停靠时间以及乘客在停靠楼层的乘梯/下梯时间之和；以及巡回时间运算部，其根据巡回时间方程式运算巡回时间，在巡回时间方程式中，停靠时间是停靠楼层数的函数，往复行进时间是反转楼层的函数，停靠楼层数及反转楼层中的至少任意一方是每单位时间的乘客产生数及巡回时间的函数。发明效果本发明的电梯设备计划支持装置根据楼宇的交通需求支持电梯的设备计划，该电梯设备计划支持装置具有：交通需求输入部，其输入每单位时间的乘客产生数作为交通需求；电梯规格输入部，其输入电梯的设备规格；巡回时间方程式生成部，其生成巡回时间方程式，该巡回时间方程式表示电梯从基准楼层出发后在反转楼层反转而再次返回基准楼层的巡回所需要的时间即巡回时间等于到反转楼层的往复行进时间和电梯在停靠楼层的停靠时间和乘客在停靠楼层的乘梯/下梯时间之和；以及巡回时间运算部，其根据巡回时间方程式运算巡回时间，在巡回时间方程式中，停靠时间是停靠楼层数的函数，往复行进时间是反转楼层的函数，停靠楼层数及反转楼层中的至少任意一方是每单位时间的乘客产生数及巡回时间的函数。因此，能够在存在多个乘梯楼层的交通模式中运算巡回时间。附图说明图1是示出上班时间段的电梯的交通模式的图。图2是示出有多个乘梯楼层的电梯的交通模式的图。图3是示出有多个乘梯楼层的电梯的交通模式中的巡回时间与乘客数之间的关系的图。图4是示出电梯设备计划支持装置的结构的框图。图5是示出作为实施方式1的电梯设备计划支持装置的支持对象的电梯系统的图。图6是示出电梯组群管理中的重复排除处理的图。图7是示出电梯组群管理中的重复排除处理的图。图8是示出作为实施方式3的电梯设备计划支持装置的支持对象的电梯系统的图。标号说明101交通需求输入部；102电梯规格输入部；103巡回时间方程式生成部；104巡回时间运算部；105服务性能运算部；106服务性能判定部。具体实施方式<A.前提技术>图2示出能够适用于上班时间段的交通模式的巡回时间运算方法的示例。假定了如下这样的交通模式：在办公楼等中，在上班时间段产生最多的利用者，许多乘客从门厅楼层(基准楼层)乘梯。图1示出了这样的交通模式。即，电梯进行如下这样的动作：在门厅楼层搭载轿厢额定人数的规定比例的乘客后，在多个目的地楼层停靠使乘客下梯，并再次返回到门厅楼层。电梯设备计划支持装置运算这一系列的时间作为巡回时间，求出每单位时间的可输送人数。具体而言，在假定轿厢额定人数的80％的乘客从门厅楼层搭乘电梯时，基于轿厢呼梯的停靠楼层数S及反转楼层H的期待值用式(1)及式(2)表示，巡回时间RTT用式(3)表示(非专利文献2)。RTT＝2Htv+(S+1)ts+2Ptp…(3)在这些式子中，S表示停靠楼层数，N表示位于门厅楼层(基准楼层)上方的楼层数。P表示乘梯乘客数，对P设定轿厢额定人数的80％的值。H表示反转楼层，RTT表示巡回时间，tv表示每一楼层所需要的行进时间，ts表示每一次停靠所需要的时间，tp表示乘梯时间或者下梯时间。根据这些式子，当门厅楼层的乘梯乘客数确定后，能够唯一地得到巡回时间及可输送人数。另外，假定始终是轿厢额定人数的80％以上的乘客在门厅楼层等待的状况，这将是负荷相当高的条件下的交通计算。但是，例如在午餐时间段等上班时间段以外的时间段，如图2所示，存在多个乘梯楼层，因而与图1所示的交通模式不同，假定在多个楼层产生层站呼梯。但是，由于其具体的个数不能唯一确定，因而单纯地根据式(1)～(3)难以决定停靠楼层数S、反转楼层H及巡回时间RTT。图3示出设为在存在多个乘梯楼层时每单位时间的乘客产生数固定的情况下的巡回时间和呼梯数之间的关系。图3的(a)示出在反转楼层进行反转之前和之后分别停靠一个楼层的交通模式。在从该状态增加乘客数时，如图3的(b)所示呼梯数增加。图3的(b)示出在反转楼层进行反转前停靠楼层增加了两个楼层的状态。当停靠楼层增加时，巡回时间增加。因此，如图3的(c)所示，呼梯数进一步增加。图3的(c)示出在反转楼层进行反转之后停梯楼层增加了一个楼层的状态。这样，在呼梯数增加时，巡回时间延长，使得呼梯数进一步增加。另一方面，由于在存在多个乘梯楼层时乘梯乘客数将超过轿厢额定人数，因此如上所述的轿厢额定人数的80％的乘客从门厅楼层乘梯这样的假设难以适用。因此，为了运算巡回时间，发现巡回时间与层站呼梯数相平衡的点很重要。<B.实施方式1><B-1.结构>图4是示出实施方式1的电梯设备计划支持装置的结构的框图。电梯设备计划支持装置1具有交通需求输入部101、电梯规格输入部102、巡回时间方程式生成部103、巡回时间运算部104、服务性能运算部105以及服务性能判定部106。交通需求输入部101受理用于制定电梯的设备计划的楼宇(以下称为“对象楼宇”)的楼层数、层高或者预测交通需求等输入。电梯规格输入部102受理设置在对象楼宇的预定的电梯的规格的输入。关于电梯的规格，可以列举出电梯的台数、额定人数、速度及组群管理方式等。巡回时间方程式生成部103根据交通需求输入部101及电梯规格输入部102的输入结果，生成巡回时间方程式。巡回时间方程式是导出后述的电梯的巡回时间的方程式。巡回时间运算部104根据由巡回时间方程式生成部103生成的巡回时间方程式运算巡回时间。服务性能运算部105根据由巡回时间运算部104运算出的巡回时间，运算平均出发间隔或者平均等待时间等服务性能指标。服务性能判定部106判定由服务性能运算部105运算出的服务性能指标是否满足性能基准。<B-2.巡回时间方程式的生成>下面的式(4)～(6)示出由巡回时间方程式生成部103生成的巡回时间方程式。图5示出作为实施方式1的电梯设备计划支持装置的对象的电梯及楼宇的结构。设楼宇的总楼层数为N+1，电梯的台数为C。并且，在式(4)～(6)中，假定从基准楼层上方的多个乘梯楼层向基准楼层移动的交通模式，并且假设基准楼层上方的楼层的乘客发生概率相等。RTT＝2Htv+(S+1)ts+2Ptp…(4)式(4)与式(3)形式相同，巡回时间RTT由从基准楼层前往反转楼层再返回到基准楼层所需要的至反转楼层的往复时间的项、由停靠楼层数与每一次停靠所需要的时间之积构成的停靠时间的项、以及乘客的乘梯/下梯时间的项构成。tv表示电梯在每一楼层所需要的行进时间，由巡回时间方程式生成部103根据输入电梯规格输入部102的电梯的速度、和输入交通需求输入部101的楼宇的层高进行运算。并且，ts表示每一次停靠所需要的时间，由巡回时间方程式生成部103根据输入电梯规格输入部102的电梯的速度、加速度及减速度进行运算。pp表示输入交通需求输入部101的每单位时间的乘客产生数。tp表示每一乘客所需要的乘梯时间或者下梯时间，被输入电梯规格输入部102。式(5)是表示停靠楼层数的期待值的式子。在式(1)中，将指数P设为轿厢额定人数的规定比例，而在式(5)中，指数采用每单位时间的乘客产生数pp和巡回时间RTT之积。式(5)的除此以外的部分与式(1)相同。另外，N表示基准楼层上方的楼层数，由巡回时间方程式生成部103根据输入交通需求输入部101的楼宇的楼层数进行运算。式(6)是表示反转楼层的期待值的式子。在式(2)中将指数P设为了轿厢额定人数的规定比例，而在式(6)中，指数采用每单位时间的乘客产生数pp和巡回时间RTT之积。式(6)的除此以外的部分与式(2)相同。在巡回时间方程式生成部103中，将上述的参数tv、ts、pp、tp、N代入式(4)～(6)，生成巡回时间方程式。<B-3.巡回时间方程式的运算>下面，说明巡回时间运算部104进行的巡回时间的运算方法。式(4)的左边表示应该求出的巡回时间RTT，式(4)的右边的各项也是巡回时间RTT的函数。因此，直接求出RTT是比较困难的，因而求出近似解。下面，作为一例说明根据Newton法导出近似解的情况。另外，除Newton法以外，也可以采用二分法等其它方法，还可以使用仿真来运算RTT。设在式(4)中x＝RTT，将式(4)进行变形使左边为0，在此基础上得到式子左边为f(x)的函数f(x)如式(7)所示。反转楼层H及停靠楼层数S是x的函数，因而在式(7)中表示为H(x)及S(x)。f(x)＝-x+2H(x)tv+(S(x)+1)ts+2Ptp……(7)运算满足f(x)＝0的x。在Newton法中，首先选择某个初始值xo，求出x＝xo的f(x)的切线与x轴的交点x1。然后，求出x＝x1的f(x)的切线与x轴的交点x2，根据下面的式(8)的渐近式依次进行计算，则xn将收敛于满足f(x)＝0的x。如果以适当的次数或者误差为基准进行截止，则能够得到满足f(x)＝0的x的近似解。<B-4.服务性能>服务性能运算部105根据由巡回时间运算部104运算出的巡回时间，运算表示服务性能的平均出发间隔、平均等待时间、平均乘梯人数等值。平均出发间隔是通过将巡回时间除以电梯台数而求出的。另外，平均等待时间WT用下面的式(9)表示。式(9)的m表示对时间接近的范围的呼梯进行分担的电梯的台数，例如设为m＝C进行运算。平均乘梯人数是根据(pp·RTT)/(k·C)求出的。其中，C表示电梯台数，被输入电梯规格输入部102。k表示依赖于上升方向和下降方向的乘客比例的参数，能够根据输入交通需求输入部101的预测交通需求而得到。例如，在所有乘客从上方楼层到基准楼层下梯的情况下，k＝1。并且，在从基准楼层向上方楼层移动的乘客和从上方楼层移动到基准楼层的乘客数量相等的情况下，k＝2。在k＝1时，将在一次巡回中产生的乘客总数除以轿厢台数得到的值就是平均乘梯人数。服务性能判定部106进行由服务性能运算部105运算出的服务性能的评价。例如，进行平均等待时间是否在作为性能基准的20秒以下等判定，在不满足基准的情况下，进行对于输入电梯规格输入部102的电梯的规格而言服务性能不足的判定。也可以考虑按照每单位时间的输送能力或者巡回时间来判定服务性能。但是，与上班时间段的交通模式不同，不存在始终在门厅楼层等基准楼层产生许多乘客这样的前提条件，在式(4)～(6)的巡回时间方程式中不采用轿厢额定人数，因而不能计算出每单位时间的输送能力。因此，在有多个乘梯楼层的情况下，通过由多台电梯分担呼梯，按照平均等待时间来判定服务性能。另外，服务性能运算部105判定电梯是否不会满员而能够服务。在式(4)～(6)所示的巡回时间方程式中没有轿厢额定人数的项，因而即使是平均乘梯人员超过轿厢额定人数的条件下，式(4)～(6)也能够成立。因此，如式(10)所示设置乘梯乘客数的制约。如果根据式(4)～(6)求出的巡回时间RTT不满足式(10)的条件，则所产生的乘客不能乘入轿厢中，因而判定作为对象的设备计划不妥当。在式(10)中，如果平均乘梯人员在轿厢额定人数的80％以下，则判定为乘客能够全员乘梯，电梯能够服务。<B-5.变形例>在式(4)～(6)中，对于停靠楼层数S和反转楼层H双方，将每单位时间的乘客产生数pp和巡回时间RTT作为变量。但是，也可以仅对于停靠楼层数S和反转楼层H中的一方，将每单位时间的乘客产生数pp和巡回时间RTT作为变量。并且，也可以根据式(1)或者式(2)导出停靠楼层数S和反转楼层H中的另一方。另外，在式(4)～(6)中，将上方楼层的楼层之间的乘客产生概率设为均等。但是，由于楼宇的不同，各楼层的利用人数不是固定的，存在乘客产生率根据楼层而大不相同的情况。因此，也可以设为上方楼层的楼层之间的乘客产生概率在各个楼层不均等来进行运算。在这种情况下，将i层的乘客产生概率设为Ui/U(其中，Ui的总和是U)，修正式(5)和式(6)，停靠楼层数S和反转楼层H分别用下面的式(11)、(12)表示。<B-6.效果>实施方式1的电梯设备计划支持装置具有：交通需求输入部101，其输入每单位时间的乘客产生数pp作为楼宇的交通需求；电梯规格输入部102，其输入电梯的设备规格；巡回时间方程式生成部103，其生成巡回时间方程式，该巡回时间方程式表示电梯从基准楼层出发后在反转楼层反转而再次返回基准楼层的巡回所需要的时间即巡回时间RTT等于到反转楼层H的往复行进时间、电梯在停靠楼层的停靠时间和乘客在停靠楼层的乘梯/下梯时间之和；以及巡回时间运算部104，其根据巡回时间方程式运算巡回时间RTT，该电梯设备计划支持装置根据由巡回时间运算部104运算出的巡回时间RTT来支持电梯的设备计划。尤其是在巡回时间方程式中，巡回时间RTT是每单位时间的乘客产生数pp及巡回时间RTT的函数，因而在存在多个乘梯楼层的交通模式中也能够运算巡回时间。并且，在巡回时间方程式中，停靠时间是停靠楼层数S的函数，往复行进时间是反转楼层H的函数，停靠楼层数S及反转楼层H中的至少任意一方是每单位时间的乘客产生数pp及巡回时间RTT的函数。因此，在存在多个乘梯楼层的交通模式中也能够运算巡回时间。另外，实施方式1的电梯设备计划支持装置具有服务性能运算部105，服务性能运算部105根据由巡回时间运算部104运算出的巡回时间RTT运算电梯的服务性能，电梯设备计划支持装置根据服务性能来支持电梯的设备计划。因此，在存在多个乘梯楼层的交通模式中也能够运算服务性能。另外，实施方式1的电梯设备计划支持装置还具有判定服务性能是否满足预先设定的基准值的服务性能判定部106，电梯设备计划支持装置根据服务性能判定部106的判定结果来支持电梯的设备计划，因而在存在多个乘梯楼层的交通模式中也能够评价服务性能，能够评价电梯的规格相对于电梯的设置计划是否足够。另外，电梯规格输入部102将电梯的额定人数作为设备规格进行输入，服务性能判定部106使用电梯的额定人数、巡回时间及每单位时间的乘客产生数，判定电梯是否不会满员而能够服务。因此，在存在多个乘梯楼层的交通模式中，能够兼顾电梯的额定人数来判定实际上能否服务。<C.实施方式2><C-1.动作>实施方式2的电梯设备计划支持装置进行考虑了电梯组群管理系统的效果的巡回时间的运算。实施方式2的电梯设备计划支持装置的结构与图4所示的实施方式1的电梯设备计划支持装置的结构相同，但巡回时间方程式生成部103的动作一部分不同，因而下面进行说明。在电梯组群管理系统中，在存在多个乘梯楼层的情况下进行如下控制，对于在较接近的时间内从同一楼层产生的同一方向的乘客，不分配不同的电梯而是分配同一电梯，由此提高运行效率。因此，在进行多台电梯的设备计划时需要考虑层站呼梯的重复。图6示出两台电梯在时间上先后沿同一方向行进的状态。如图6的(a)所示，在对这两台电梯重复输入了来自同一楼层的层站呼梯时，巡回时间延长，运行效率变差。因此，在电梯组群管理中决定为仅使任意一台电梯在层站呼梯重复的楼层停靠的呼梯分配(图6的(b))。图7同样示出了通过重复排除处理将电梯的停靠楼层数从S校正为S-1的状态。实施方式2的巡回时间方程式生成部103考虑上述的层站呼梯的重复，生成巡回时间方程式。具体而言，首先根据式(13)、(14)求出在两台电梯之间重复的停靠楼层数的期待值SL。式(14)表示从楼层数F中选择楼层数S的组合的个数。在式(13)中，在从楼层数F中选择停靠楼层数S的情况下，使用从停靠楼层数S中选择n个且从楼层数F-S中选择S-n个的概率，来运算重复服务的停靠楼层数的期待值SL。另外，通过式(5)得到的停靠楼层数S是实数值，因而在式(13)、(14)中不能将停靠楼层数的期待值SL作为通常的整数的阶乘进行计算。因此，使用表示实数值的阶乘的函数即式(15)的伽马函数Γ(z)，运算式(13)、(14)的实数值的阶乘。巡回时间方程式生成部103使用通过式(13)得到的重复服务的停靠楼层数的期待值SL，如式(16)、(17)所示校正停靠楼层数S和巡回时间RTT。式(16)表示校正后的停靠楼层数S’，式(17)表示校正后的巡回时间RTT’。RTT’＝2Htv+(S’+1)ts+2Ptp…(17)式(16)表示设为仅使一台电梯在重复的停靠楼层停靠，来校正停靠楼层数S。另外，以上对于两台电梯的情况进行了说明，但对于考虑三台以上的电梯之间的重复的情况也是一样的。如果这样生成巡回时间方程式，则在存在多个乘梯楼层的情况下，能够考虑电梯组群管理系统中的层站呼梯的重复排除处理，进行与实际的运行相符的巡回时间的运算。<C-2.效果>在实施方式2的电梯设备计划支持装置中，巡回时间方程式生成部103运算对于电梯而言重复服务的停靠楼层的楼层数的期待值SL，使用根据所述运算结果进行校正后的停靠楼层数S’生成巡回时间方程式。因此，能够考虑将同一楼层的层站呼梯的分配统一为同一电梯的电梯组群管理装置的功能，计算与实际运行相符的巡回时间。<D.实施方式3>图8示出作为实施方式3的电梯设备计划支持装置的对象的电梯及楼宇的结构。该楼宇的楼层被划分为基准楼层(门厅楼层)、中层区域、高层区域这三个区域。门厅楼层仅限于1个楼层，中层楼层及高层楼层分别包括多个楼层。在普通的办公楼中，在门厅楼层与上方楼层之间的移动是主要的交通需求，但在以各种用途的楼宇为对象进行电梯设备计划的情况下，多个区域之间的移动作为一定的交通需求而存在。因此，在实施方式3中考虑区域之间的移动来运算巡回时间。<D-1.动作>实施方式3的电梯设备计划支持装置的结构与图4所示的实施方式1的电梯设备计划支持装置的结构相同。但是，作为交通需求，将每单位时间的乘客产生数按照区域类别且按照上下方向类别输入交通需求输入部101。并且，巡回时间方程式生成部103根据区域类别及方向类别的每单位时间的乘客产生数生成巡回时间方程式。在巡回时间方程式中，巡回时间RTT的式子与式(4)相同。但是，停靠楼层数S用下面的式(18)表示。S＝s(UP，mid)+s(UP，high)+s(DOWN，mid)+s(DOWN，high)+1…(18)在该式中，s(UP，mid)表示上升的电梯在中层区域停靠的停靠楼层数，s(UP，high)表示上升的电梯在高层区域停靠的停靠楼层数。另外，s(DOWN，mid)表示下降的电梯在中层区域停靠的停靠楼层数，s(DOWN，high)表示下降的电梯在高层区域停靠的停靠楼层数。另外，各个方向的在中层及高层区域的停靠楼层数用式(19)～(22)表示。能够利用各个区域的楼层数和以各个区域为乘梯楼层的每单位时间的乘客产生数，来表示各个区域的上升方向或者下降方向的停靠楼层数。在这些式子中，Nmid表示中层区域的楼层数，Nhigh表示高层区域的楼层数。另外，ppLM表示从门厅楼层前往中层区域的每单位时间的乘客产生数，ppLH表示从门厅楼层前往高层区域的每单位时间的乘客产生数。ppML表示从中层区域前往门厅楼层的每单位时间的乘客产生数，ppMM表示在中层区域内移动的每单位时间的乘客产生数，ppMH表示从中层区域前往高层区域的每单位时间的乘客产生数。ppHL表示从高层区域前往门厅楼层的每单位时间的乘客产生数，ppHM表示从高层区域前往中层区域的每单位时间的乘客产生数，ppHH表示在高层区域内移动的每单位时间的乘客产生数。另外，反转楼层H用下面的式(23)表示。该式使用以高层区域为乘梯楼层或者目的地楼层的每单位时间的乘客产生数，运算反转楼层的期待值。另外，将式(18)～(23)的停靠楼层数S和反转楼层H代入式(4)中，得到巡回时间方程式。另外，以上对将楼层划分为3阶段的楼宇的巡回时间方程式进行了说明，但对于被划分为2阶段或者4阶段以上的楼层的楼宇也一样。<D-2.效果>在实施方式3的电梯设备计划支持装置中，交通需求输入部101按照楼宇的楼层所被划分的多个区域中的每两个不同区域的每种不同组合，区分输入每单位时间的乘客产生数。通过考虑区域之间的乘客产生数的差异来生成巡回时间方程式，能够更准确地运算巡回时间。另外，本发明能够在本发明的范围内自由组合各个实施方式，还可以将各个实施方式适当变形、省略。