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Il valore del raggruppamento contiguo all'interno del Dispacciamento di destinazione

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Panoramica

Questo articolo illustra brevemente il ruolo del dispacciamento degli ascensori all'interno di un sistema di ascensori. Descrive quindi la differenza tra i sistemi di ascensori tradizionali e l'approccio di invio a destinazione e spiega che l'invio a destinazione indirizza passeggeri specifici in ascensori specifici. L'articolo esplora quindi le ragioni per cui il raggruppamento contiguo, il raggruppamento di passeggeri che vanno a piani contigui o quasi contigui nello stesso ascensore, fornisce un servizio migliore rispetto all'utilizzo di un raggruppamento non contiguo.

Dispacciamento in ascensore

Al fine di servire in modo più efficace il pubblico a cavallo, i moderni sistemi di ascensori utilizzano algoritmi proprietari di assegnazione degli ascensori, spesso indicati collettivamente come mittente dell'ascensore, per determinare quale auto in un gruppo di ascensori dovrebbe rispondere a una specifica richiesta di servizio. Il supervisore sceglie un'auto particolare per soddisfare una particolare richiesta in modo da supportare la fornitura del miglior servizio di ascensori complessivo a tutti i suoi utenti. Il supervisore può considerare, tra gli altri obiettivi, quanto tempo le persone aspettano nel corridoio, quanto tempo le persone trascorrono in ascensore e quanta energia consuma il sistema.

Considera questo esempio: un passeggero sta aspettando un ascensore al piano 3 per portarlo a un piano più alto in un edificio di 12 piani e ci sono tre ascensori in grado di servire questo passeggero. L'addetto all'ascensore deve selezionare quale dei tre ascensori assegnare a questa richiesta di servizio. Se il primo ascensore sta scendendo nell'atrio ed è già pieno di passeggeri e la seconda cabina è al piano 8 e sta salendo per far scendere due passeggeri ai piani 9 e 10 e la terza cabina è vuota al piano 2, allora il centralinista ha una decisione facile da prendere: l'auto vuota è probabilmente la scelta migliore.

Ma la situazione è solitamente più complessa della semplice situazione sopra descritta. I gestori degli ascensori devono essere progettati per bilanciare situazioni note esistenti (ad esempio, dove è attualmente posizionata ciascuna macchina), situazioni sconosciute esistenti (ad esempio, quante persone stanno aspettando nel corridoio per questa macchina) e situazioni future sconosciute (ad esempio, quante persone arriveranno a piano 10, volendo scendere, nei prossimi secondi?) e selezionare l'auto appropriata in grado di soddisfare una specifica richiesta di servizio in un lasso di tempo appropriato senza interrompere l'efficienza complessiva del sistema. Le aziende di ascensori spendono risorse significative per sviluppare i migliori algoritmi di invio possibili per gestire questi scenari complicati.

Gli addetti agli ascensori devono fornire un buon servizio a tutti i passeggeri. Non è accettabile per un responsabile dell'ascensore consentire ad alcuni passeggeri di attendere molto a lungo mentre servono altri passeggeri in modo estremamente rapido, anche se questo approccio potrebbe produrre tempi di risposta "medi" accettabili. Questo tipo di metodologia di spedizione si tradurrà in passeggeri infelici a lunga attesa e reclami per un servizio scadente dell'ascensore. Invece, gli spedizionieri devono bilanciare le richieste di tutti i passeggeri in tutte le località per assicurarsi che nessun passeggero aspetti troppo a lungo o trascorra troppo tempo nell'ascensore.

Dispacciamento con ascensore tradizionale

I sistemi di ascensori tradizionali funzionano consentendo a un potenziale passeggero dell'ascensore di premere un pulsante nella hall che segnala al sistema dell'ascensore che il passeggero vuole salire o scendere nell'edificio. Le persone che arrivano con o dopo il primo passeggero che desiderano viaggiare nella stessa direzione non devono premere nuovamente il pulsante della hall. Lo spedizioniere assegna un ascensore per andare al piano in cui è stato registrato il segnale e deve farlo senza conoscere l'esatta destinazione del passeggero.

Quando l'ascensore assegnato arriva al piano e apre le sue porte indica anche in quale direzione starà viaggiando. Tutti i passeggeri nella hall che vogliono viaggiare nella direzione indicata entrano nella cabina dell'ascensore. Una volta che i passeggeri sono entrati nella cabina dell'ascensore, indicano il loro piano di destinazione al sistema dell'ascensore premendo un pulsante sul pannello di comando della cabina situato all'interno della cabina. Se la destinazione desiderata è già stata registrata da qualcun altro, l'apposito pulsante sarà acceso e non sarà necessario che il passeggero appena inserito la registri nuovamente.

Nell'approccio tradizionale, il sistema dell'ascensore non conosce le destinazioni dei passeggeri fino a quando i passeggeri non sono entrati nella cabina e la cabina dell'ascensore deve servire tutte le destinazioni immesse tramite il pannello di controllo della cabina durante il viaggio successivo.

Spedizione a destinazione

I sistemi ascensori per l'invio della destinazione funzionano consentendo a un potenziale passeggero dell'ascensore di premere un pulsante su un dispositivo di ingresso della destinazione (ad es. una tastiera o un touchscreen) nella hall che comunica all'impianto dell'ascensore la destinazione esatta del passeggero. Premendo il tasto “7”, ad esempio, il passeggero comunica al sistema che vuole andare al piano 7. A differenza dell'interfaccia tradizionale, ogni persona che arriva agli ascensori deve inserire la propria richiesta di servizio tramite il dispositivo di ingresso di destinazione. Lo spedizioniere di destinazione valuta lo stato del sistema e determina quale auto deve rispondere alla richiesta di servizio; l'auto selezionata viene visualizzata sul dispositivo di ingresso della destinazione in modo che il passeggero sappia quale ascensore lo servirà. Spesso il passeggero si sposterà davanti all'auto assegnata in modo da poter salire prontamente all'arrivo dell'auto.

L'uso dell'invio di destinazione in un sistema di ascensori significa che non tutti i passeggeri in attesa nell'atrio di un ascensore stanno aspettando la stessa macchina. Mentre a un passeggero potrebbe essere stato detto di utilizzare l'auto A, a un altro passeggero potrebbe essere stato chiesto di attendere l'auto C. Poiché il sistema dell'ascensore sa già quali destinazioni sono assegnate a ciascun ascensore, i passeggeri non hanno bisogno di inserire la loro destinazione una volta all'interno dell'ascensore macchina.

L'invio a destinazione può offrire prestazioni migliorate in molti scenari di edifici e traffico rispetto all'invio tradizionale. I miglioramenti sono generalmente dovuti alla conoscenza da parte dello spedizioniere di dove un passeggero desidera viaggiare prima che il passeggero entri nell'auto e dalla capacità dello spedizioniere di comunicare a ciascun passeggero l'assegnazione di un'auto individuale. La qualità e la tipologia dei miglioramenti prestazionali offerti dai sistemi di dispacciamento di destinazione rispetto ai sistemi tradizionali dipende dall'abilità del dispacciatore programmato nell'utilizzare le informazioni aggiuntive e le capacità di comunicazione.

È interessante notare che i sistemi di dispacciamento della destinazione devono effettuare un'assegnazione immediata dell'auto al passeggero. A differenza dei tradizionali sistemi di assegnazione a due pulsanti che hanno il lusso di effettuare l'effettiva assegnazione dell'auto all'ultimo secondo, consentendo al sistema di massimizzare la conoscenza del sistema attuale, i sistemi di assegnazione della destinazione comunicano immediatamente l'assegnazione dell'auto al passeggero e non possono successivamente modificarla senza frustrare il passeggeri. Questo può, a volte, dare un vantaggio in termini di prestazioni al metodo tradizionale di assegnazione degli ascensori. In generale, tuttavia, se gli algoritmi di dispacciamento sono stati progettati in modo appropriato, i sistemi di dispacciamento di destinazione possono fornire prestazioni dell'ascensore comparabili o superiori in un periodo di tempo osservato.

Raggruppamento passeggeri

Il raggruppamento dei passeggeri è la pratica di assegnare le persone che viaggiano allo stesso piano alla stessa cabina dell'ascensore, cosa che non può essere eseguita bene nei sistemi di ascensori tradizionali perché è difficile comunicare a ciascun passeggero in quale cabina dovrebbero entrare. Nei sistemi di destinazione, invece, lo spedizioniere riconosce la destinazione di ogni persona e può indirizzare il passeggero a un'auto specifica tramite un messaggio di risposta sul dispositivo di ingresso della destinazione. È noto che l'utilizzo del raggruppamento nel traffico di punta riduce i tempi di andata e ritorno, perché riduce il numero di fermate che un ascensore fa dopo aver lasciato la hall. La riduzione del tempo di andata e ritorno porta all'effetto desiderabile di ridurre i tempi di attesa dei passeggeri, aumentando al contempo la capacità di gestione dei passeggeri del sistema.

Considera l'esempio illustrato nella Figura 1. L'edificio di 17 piani ha 85 persone su ogni piano sopra l'atrio e utilizza quattro ascensori a 800 fpm per trasportarle alle loro destinazioni. Nello scenario tradizionale, illustrato dalla figura a sinistra, durante l'intenso traffico della hall 16 passeggeri entreranno in un ascensore con le porte aperte nella hall. Alcuni di quei 16 passeggeri andranno allo stesso piano e, usando la teoria della probabilità, si può calcolare che, in media, l'ascensore effettuerà 11 fermate e percorrerà il piano 16 prima di invertire e tornare nella hall. Utilizzando il raggruppamento, tuttavia, le persone che viaggiano verso le stesse destinazioni verranno indirizzate alla stessa auto. Quindi, anche se ci possono essere ancora 16 passeggeri in un ascensore, quell'ascensore, come illustrato dalla figura a destra, effettuerà, in media, solo 4 fermate e percorrerà il piano 14 prima di invertire la direzione e tornare alla hall.

Ogni fermata dell'ascensore costringe l'ascensore a impiegare del tempo per decelerare, aprire le porte, attendere il trasferimento dei passeggeri e quindi accelerare di nuovo mentre viaggia verso la fermata successiva. Riducendo il numero di fermate si migliora notevolmente il tempo di andata e ritorno. Nell'esempio della Figura 1, il tempo di andata e ritorno tradizionale di 170.6 secondi viene ridotto a 92.6 secondi utilizzando un approccio di raggruppamento. La capacità di movimentazione di cinque minuti aumenta dal 12.4% al 23.8%.

 Il numero di diverse destinazioni passeggeri servite da una singola auto in un determinato viaggio dipende dall'algoritmo di spedizione. Il sistema di gestione delle destinazioni Otis Compass, ad esempio, offre un'interfaccia flessibile che può essere configurata per utilizzare il numero di piani del vano corsa diviso per un numero predeterminato di cabine ascensore, la percentuale e la quantità di traffico appreso o un massimo fisso per determinare il numero di diverse destinazioni passeggeri da raggruppare in una singola auto. Altri spedizionieri possono utilizzare approcci diversi.

Raggruppamento contiguo

Il dispatcher Compass non solo colloca i passeggeri che viaggiano verso la stessa destinazione nella stessa auto, ma fa un ulteriore passo avanti definendo gruppi in modo tale che tutti i passeggeri di una singola auto possano viaggiare verso destinazioni contigue o quasi contigue. Invece di raggruppare i passeggeri ai piani 4, 8, 11 e 15 in un'unica cabina, forse perché i primi quattro passeggeri che hanno utilizzato i dispositivi di ingresso hanno richiesto questi piani, ad esempio, il dispatcher Compass riconosce le zone contigue nel vano corsa e assegna i passeggeri in modo che i passeggeri in un ascensore specifico viaggerà a piani contigui o semi contigui. Questo approccio riduce ulteriormente il tempo di andata e ritorno e aumenta la capacità di gestione del sistema.

Si consideri la Figura 2, che illustra che un sistema di ascensori può migliorare la propria efficienza se, quando si percorre la stessa distanza, le fermate effettuate da un ascensore sono vicine l'una all'altra invece che significativamente separate. Questo è vero perché quando le fermate sono vicine l'una all'altra l'ascensore può percorrere una distanza maggiore a piena velocità e impiega meno tempo nelle fasi di accelerazione e decelerazione.

Due situazioni sono illustrate nella Figura 2. Sebbene la cabina dell'ascensore percorrerà la stessa distanza per servire entrambe le situazioni, la cabina trascorre meno tempo in transito nello scenario delle fermate contigue rispetto allo scenario delle fermate equidistanti. La differenza nei tempi di transito deriva dal tempo che l'auto trascorre nelle fasi di accelerazione e decelerazione in ogni scenario.

Ci vuole un ascensore 62.5 piedi per raggiungere la massima velocità con un profilo di movimento di 800 fpm, accelerazione di 3.3 fps2 e jerk di 5.2 fps3. Nello scenario delle fermate contigue, mostrato a sinistra nella Figura 2, l'ascensore raggiunge la velocità massima di 800 fpm mentre percorre i 156 piedi dall'atrio al piano 13. Nello scenario delle fermate equamente distribuite, mostrato a destra nella Figura 2, l'ascensore non percorre mai più di 60 piedi alla volta e non raggiunge mai la massima velocità. Nello scenario Equally Spread Stops l'auto in viaggio trascorre tutto il suo tempo di viaggio nelle fasi di accelerazione o decelerazione e non ottiene mai i benefici del movimento a piena velocità. L'auto dello scenario delle fermate contigue raggiunge la massima velocità, con un risparmio di 2.2 secondi di tempo di transito.

Il dispatcher Compass riduce i tempi di andata e ritorno e aumenta la capacità di gestione utilizzando queste leggi naturali e allocando le richieste di viaggio dei passeggeri tramite una logica di raggruppamento contigua invece di utilizzare assegnazioni non contigue.

Oltre a ridurre il tempo di andata e ritorno a causa di tempi di transito più brevi, il dispatcher Compass beneficia anche del punto di inversione delle chiamate medio alto ridotto che risulta dal raggruppamento contiguo.

La figura 3 illustra i calcoli di un tempo medio di andata e ritorno per una situazione raggruppata in modo contiguo. La media viene calcolata prendendo lo scenario peggiore per ciascun gruppo e calcolando la media di tali risultati. L'inversione di chiamata media elevata per una situazione di raggruppamento contiguo dipenderà dalla dimensione del gruppo applicabile e dal numero di gruppi. Nell'esempio illustrato in figura 3, l'inversione di chiamata media alta è al piano 10, il che significa che, in media, la cabina dell'ascensore salirà fino al piano 10 prima di invertire la direzione.

La Figura 4 confronta i tempi di andata e ritorno e i valori della capacità di gestione per tre situazioni: l'approccio di dispacciamento tradizionale, l'approccio di raggruppamento non contiguo e l'approccio di raggruppamento contiguo per un determinato scenario. È facile vedere da questo esempio che l'utilizzo del raggruppamento contiguo determina il minor tempo di andata e ritorno e la migliore capacità di gestione. I vantaggi del raggruppamento contiguo nel sistema di dispacciamento delle destinazioni Compass si traducono in una riduzione dei tempi di andata e ritorno, dovuti sia al maggior tempo trascorso a piena velocità sia a un piano di inversione delle chiamate medio alto ridotto. La combinazione del minor tempo di transito e del minore viaggio in media, a causa del piano di inversione delle chiamate medio più basso, aumenta la capacità di gestione. Nell'esempio illustrato nella Figura 4, la capacità di gestione del sistema Compass del 25% è migliore della capacità di gestione di entrambi gli altri approcci.

L'invio di ascensori è una situazione complessa e il raggruppamento contiguo può essere utilizzato in modo molto efficace per produrre prestazioni migliori in molte situazioni di traffico. Ci sono momenti, tuttavia, in cui un rigoroso raggruppamento contiguo potrebbe non essere l'approccio migliore per gestire efficacemente lo scenario di traffico effettivo osservato. Il sistema di dispacciamento delle destinazioni Otis Compass utilizza il raggruppamento contiguo, in base ai suoi comprovati vantaggi, ma monitora anche le condizioni del traffico attuali e recenti al fine di determinare quando adeguare il raggruppamento per includere alcune fermate passeggeri non contigue o quasi contigue. Questa flessibilità consente al dispatcher Compass di utilizzare il raggruppamento contiguo insieme al raggruppamento non contiguo per fornire prestazioni di sistema ottimali.

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