基于群區理念的電梯運行效率提升

顏文波

摘 要：現代高層商務樓中，如何安排好各臺電梯的運行方式十分重要，能夠有效保障電梯的運行效率。在這種背景下，文章針對傳統電梯運行設計的不足，引入群區理念，在對相關理念加以概述的基礎上，探討了群區理念的電梯運行設計方法。

關鍵詞：群區理念；電梯；運行效率

1 電梯運行群區設計理念概述

建筑物內部的“交通”隨著樓層的增加而頻繁，電梯系統設計也更加復雜。當樓層超過15層以上，為使電梯運行更有效率，會將各樓層劃分成數個群區，每一個群區有數個電梯，服務某一些固定的樓層。每個群區服務約6至10個樓層，越高層的群區服務樓層數應越少。群區電梯有數種不同的運行方式，通常各群區電梯從樓下主樓出發，直達其服務區的最低樓層，再以每層均停的方式服務其他各樓層。群區電梯對高層建筑而言，有如下的優點：一是高層群區的電梯不?？康蛯訁^，可以節省乘客的時間，增加電梯運行效率，減少電梯購置數量。二是高層群區的電梯不停靠低層區，低樓層不需要電梯等待時間。底層群區的電梯不?？扛邔訁^，電梯坑上面空間均可利用，因此群區設計可以增加建筑物可使用的樓板面積。三是低層區可以使用較低速的電梯，節省電梯購置費用。四是高層區乘客可以節省等待時間及在電梯內的等待時間。

不過群區設計只能適用于60層以下的高樓，如果超出這個高度，群區數過多，低樓層的空間將會因高樓乘客“借道”而被電梯坑沾滿，60層以上的超高樓層建筑的電梯應利用空中大廳方式來運行。另外，大樓的交通被分隔，群區設計比較不適合專用辦公大樓。建筑施工單位在進行規劃時，除非事先決定電梯廠商，否則無法進行電梯規劃。文章應用動態規劃模式，來決定高層建筑物的群區電梯數及服務樓層、電梯容量及速度，以期使建筑物能在規劃初期前，可確定高層建筑物的電梯是否應該劃分群區、如何劃分群區電梯的服務樓層以及各群區應設置的電梯數、電梯容量、電梯運行速度，以便在建筑施工前，即可預留電梯的坑道數和等待的樓板面積。

2 群區理念的電梯運行設計方法

電梯運行設計在高層建筑中扮演著十分重要的角色，可目前電梯設計方法的文獻中，絕大多數只適用于中低層建筑每層暫停的電梯。這套電梯設計概念可分成六大步驟：一是假設電梯的數量、容量與速率；二是由大樓面積樓層數及使用性質，估計高峰5分鐘乘客到達率及乘客數；三是計算電梯預停數及最高返回層；四是求出一周時間間距及輸送能力；五是檢查電梯的服務品質（一周時間，間距及輸送能力）是否達到設計標準；六是如果不合標準，則回到第一步驟，重新假設電梯數量、容量及速度再進行計算，直到滿意為止。這一方法只適用于低層建筑，為使電梯運行更有效率，高層建筑會將各樓層劃分成數個群區，每一個群區有數個電梯，服務某些固定的樓層。有群區的電梯設計方式除了要決定電梯數、電梯及速度群區數等底層電梯的設計項目外，同時求解出最佳的群區數及各群區所服務的樓層，群區電梯設計參數、設計標準和一般無群區的設計大致相同，以動態規劃方法求取最佳電梯群區服務樓層。一般的設計步驟如下：一是計算一周時間；二是計算每個群區中，其電梯群的裝載時間；三是使用動態規劃法來求解最佳的電梯區規劃數及服務的樓層。上述的裝載時間是一周時間的函數，是每個群區許多電梯的一周時間總和，用以衡量電梯運送乘客的能力。

文章的求解目標為在滿足服務品質（一周時間，間距及輸送能力）的限制下，使總成本為最低。求解方法是以動態規劃法求的最佳高層建筑電梯的群區數、各群區電梯所服務的樓層范圍以及電梯數量、容量與速度。動態規劃法電梯運行模式涵蓋電梯運行模式、總成本函數及動態規劃求解三大部分。

一是電梯運行模式。電梯運行模式的目的是計算電梯運行時間，以檢驗電梯設計是否合乎服務水平，計算內容包括最高返回層、運轉一周時間及出發間隔等，計算方法與一般底層電梯設計大致相同。其中，最高返回層的計算式為：

二是總成本函數。電梯總成本包括電梯設置成本。樓板成本、維護費用及乘客的時間成本。群區電梯設計目標是使電梯總成本為最小的情況下，求的最佳分區數與各分區的電梯數、電梯速度、容量及服務樓層。

三是動態規劃方法求解。根據動態規劃方法，假設G為動態規劃的階段，即大樓的群區數；Zg為動態規劃的狀態，即第g群區的最高服務樓層Z；C（Z）為服務前g個群區的Zg樓層的最低總成本；Bg（Xi，Zg）為第N個群區，其服務Xi至Zg層的成本。由既定的電梯數、速率及計算出的一周時間、出發間隔，可進而求出以貨幣單位表示的總成本，則服務第一個群區的最低總成本為：

以此類推，可得到回歸關系，即Cg（Zg）=Min{Cg-1（Xg-1），Bg（Xg，Zg）}。

由于建筑物的最高樓層數Zn已知，因此從動態規劃原則可求出各個群區的最佳服務樓層范圍。

3 結束語

高層電梯采用群區設計時，不僅可以節省乘客時間，而且能夠剩下較多的電梯坑道及等待大廳所占的空間，因而比無群區設計的總成本要低。文章建立的動態規劃法電梯運行模式，主要是針對高層建筑物電梯的群區設計，可以在各群區不同的電梯服務樓層范圍下，能迅速求出總成本最小情況下的最佳群區數與轉乘樓層劃分組合。當然，電梯的運行控制及乘客行為分析的動態效果并無法確切掌握，只能以諸多假設條件來加以約束。然而，模擬方法就可以輔助這方面的不足，以設計更真實的電梯運行狀況。未來建議可以用模擬方法進行高層建筑群區電梯運行設計，并與動態規劃方法進行比較。

參考文獻

[1]朱昌明，畢曉亮.電梯智能群控系統研究概況[J].現代城市研究，2003（S1）.

[2]蘇楠.淺議電梯控制技術的發展及存在的問題[J].改革與開放，2014（05）.endprint

摘 要：現代高層商務樓中，如何安排好各臺電梯的運行方式十分重要，能夠有效保障電梯的運行效率。在這種背景下，文章針對傳統電梯運行設計的不足，引入群區理念，在對相關理念加以概述的基礎上，探討了群區理念的電梯運行設計方法。

關鍵詞：群區理念；電梯；運行效率

1 電梯運行群區設計理念概述

建筑物內部的“交通”隨著樓層的增加而頻繁，電梯系統設計也更加復雜。當樓層超過15層以上，為使電梯運行更有效率，會將各樓層劃分成數個群區，每一個群區有數個電梯，服務某一些固定的樓層。每個群區服務約6至10個樓層，越高層的群區服務樓層數應越少。群區電梯有數種不同的運行方式，通常各群區電梯從樓下主樓出發，直達其服務區的最低樓層，再以每層均停的方式服務其他各樓層。群區電梯對高層建筑而言，有如下的優點：一是高層群區的電梯不停靠低層區，可以節省乘客的時間，增加電梯運行效率，減少電梯購置數量。二是高層群區的電梯不?？康蛯訁^，低樓層不需要電梯等待時間。底層群區的電梯不?？扛邔訁^，電梯坑上面空間均可利用，因此群區設計可以增加建筑物可使用的樓板面積。三是低層區可以使用較低速的電梯，節省電梯購置費用。四是高層區乘客可以節省等待時間及在電梯內的等待時間。

不過群區設計只能適用于60層以下的高樓，如果超出這個高度，群區數過多，低樓層的空間將會因高樓乘客“借道”而被電梯坑沾滿，60層以上的超高樓層建筑的電梯應利用空中大廳方式來運行。另外，大樓的交通被分隔，群區設計比較不適合專用辦公大樓。建筑施工單位在進行規劃時，除非事先決定電梯廠商，否則無法進行電梯規劃。文章應用動態規劃模式，來決定高層建筑物的群區電梯數及服務樓層、電梯容量及速度，以期使建筑物能在規劃初期前，可確定高層建筑物的電梯是否應該劃分群區、如何劃分群區電梯的服務樓層以及各群區應設置的電梯數、電梯容量、電梯運行速度，以便在建筑施工前，即可預留電梯的坑道數和等待的樓板面積。

2 群區理念的電梯運行設計方法

電梯運行設計在高層建筑中扮演著十分重要的角色，可目前電梯設計方法的文獻中，絕大多數只適用于中低層建筑每層暫停的電梯。這套電梯設計概念可分成六大步驟：一是假設電梯的數量、容量與速率；二是由大樓面積樓層數及使用性質，估計高峰5分鐘乘客到達率及乘客數；三是計算電梯預停數及最高返回層；四是求出一周時間間距及輸送能力；五是檢查電梯的服務品質（一周時間，間距及輸送能力）是否達到設計標準；六是如果不合標準，則回到第一步驟，重新假設電梯數量、容量及速度再進行計算，直到滿意為止。這一方法只適用于低層建筑，為使電梯運行更有效率，高層建筑會將各樓層劃分成數個群區，每一個群區有數個電梯，服務某些固定的樓層。有群區的電梯設計方式除了要決定電梯數、電梯及速度群區數等底層電梯的設計項目外，同時求解出最佳的群區數及各群區所服務的樓層，群區電梯設計參數、設計標準和一般無群區的設計大致相同，以動態規劃方法求取最佳電梯群區服務樓層。一般的設計步驟如下：一是計算一周時間；二是計算每個群區中，其電梯群的裝載時間；三是使用動態規劃法來求解最佳的電梯區規劃數及服務的樓層。上述的裝載時間是一周時間的函數，是每個群區許多電梯的一周時間總和，用以衡量電梯運送乘客的能力。

文章的求解目標為在滿足服務品質（一周時間，間距及輸送能力）的限制下，使總成本為最低。求解方法是以動態規劃法求的最佳高層建筑電梯的群區數、各群區電梯所服務的樓層范圍以及電梯數量、容量與速度。動態規劃法電梯運行模式涵蓋電梯運行模式、總成本函數及動態規劃求解三大部分。

一是電梯運行模式。電梯運行模式的目的是計算電梯運行時間，以檢驗電梯設計是否合乎服務水平，計算內容包括最高返回層、運轉一周時間及出發間隔等，計算方法與一般底層電梯設計大致相同。其中，最高返回層的計算式為：

二是總成本函數。電梯總成本包括電梯設置成本。樓板成本、維護費用及乘客的時間成本。群區電梯設計目標是使電梯總成本為最小的情況下，求的最佳分區數與各分區的電梯數、電梯速度、容量及服務樓層。

三是動態規劃方法求解。根據動態規劃方法，假設G為動態規劃的階段，即大樓的群區數；Zg為動態規劃的狀態，即第g群區的最高服務樓層Z；C（Z）為服務前g個群區的Zg樓層的最低總成本；Bg（Xi，Zg）為第N個群區，其服務Xi至Zg層的成本。由既定的電梯數、速率及計算出的一周時間、出發間隔，可進而求出以貨幣單位表示的總成本，則服務第一個群區的最低總成本為：

以此類推，可得到回歸關系，即Cg（Zg）=Min{Cg-1（Xg-1），Bg（Xg，Zg）}。

由于建筑物的最高樓層數Zn已知，因此從動態規劃原則可求出各個群區的最佳服務樓層范圍。

3 結束語

高層電梯采用群區設計時，不僅可以節省乘客時間，而且能夠剩下較多的電梯坑道及等待大廳所占的空間，因而比無群區設計的總成本要低。文章建立的動態規劃法電梯運行模式，主要是針對高層建筑物電梯的群區設計，可以在各群區不同的電梯服務樓層范圍下，能迅速求出總成本最小情況下的最佳群區數與轉乘樓層劃分組合。當然，電梯的運行控制及乘客行為分析的動態效果并無法確切掌握，只能以諸多假設條件來加以約束。然而，模擬方法就可以輔助這方面的不足，以設計更真實的電梯運行狀況。未來建議可以用模擬方法進行高層建筑群區電梯運行設計，并與動態規劃方法進行比較。

參考文獻

[1]朱昌明，畢曉亮.電梯智能群控系統研究概況[J].現代城市研究，2003（S1）.

[2]蘇楠.淺議電梯控制技術的發展及存在的問題[J].改革與開放，2014（05）.endprint

摘 要：現代高層商務樓中，如何安排好各臺電梯的運行方式十分重要，能夠有效保障電梯的運行效率。在這種背景下，文章針對傳統電梯運行設計的不足，引入群區理念，在對相關理念加以概述的基礎上，探討了群區理念的電梯運行設計方法。

關鍵詞：群區理念；電梯；運行效率

1 電梯運行群區設計理念概述

建筑物內部的“交通”隨著樓層的增加而頻繁，電梯系統設計也更加復雜。當樓層超過15層以上，為使電梯運行更有效率，會將各樓層劃分成數個群區，每一個群區有數個電梯，服務某一些固定的樓層。每個群區服務約6至10個樓層，越高層的群區服務樓層數應越少。群區電梯有數種不同的運行方式，通常各群區電梯從樓下主樓出發，直達其服務區的最低樓層，再以每層均停的方式服務其他各樓層。群區電梯對高層建筑而言，有如下的優點：一是高層群區的電梯不?？康蛯訁^，可以節省乘客的時間，增加電梯運行效率，減少電梯購置數量。二是高層群區的電梯不?？康蛯訁^，低樓層不需要電梯等待時間。底層群區的電梯不停靠高層區，電梯坑上面空間均可利用，因此群區設計可以增加建筑物可使用的樓板面積。三是低層區可以使用較低速的電梯，節省電梯購置費用。四是高層區乘客可以節省等待時間及在電梯內的等待時間。

不過群區設計只能適用于60層以下的高樓，如果超出這個高度，群區數過多，低樓層的空間將會因高樓乘客“借道”而被電梯坑沾滿，60層以上的超高樓層建筑的電梯應利用空中大廳方式來運行。另外，大樓的交通被分隔，群區設計比較不適合專用辦公大樓。建筑施工單位在進行規劃時，除非事先決定電梯廠商，否則無法進行電梯規劃。文章應用動態規劃模式，來決定高層建筑物的群區電梯數及服務樓層、電梯容量及速度，以期使建筑物能在規劃初期前，可確定高層建筑物的電梯是否應該劃分群區、如何劃分群區電梯的服務樓層以及各群區應設置的電梯數、電梯容量、電梯運行速度，以便在建筑施工前，即可預留電梯的坑道數和等待的樓板面積。

2 群區理念的電梯運行設計方法

電梯運行設計在高層建筑中扮演著十分重要的角色，可目前電梯設計方法的文獻中，絕大多數只適用于中低層建筑每層暫停的電梯。這套電梯設計概念可分成六大步驟：一是假設電梯的數量、容量與速率；二是由大樓面積樓層數及使用性質，估計高峰5分鐘乘客到達率及乘客數；三是計算電梯預停數及最高返回層；四是求出一周時間間距及輸送能力；五是檢查電梯的服務品質（一周時間，間距及輸送能力）是否達到設計標準；六是如果不合標準，則回到第一步驟，重新假設電梯數量、容量及速度再進行計算，直到滿意為止。這一方法只適用于低層建筑，為使電梯運行更有效率，高層建筑會將各樓層劃分成數個群區，每一個群區有數個電梯，服務某些固定的樓層。有群區的電梯設計方式除了要決定電梯數、電梯及速度群區數等底層電梯的設計項目外，同時求解出最佳的群區數及各群區所服務的樓層，群區電梯設計參數、設計標準和一般無群區的設計大致相同，以動態規劃方法求取最佳電梯群區服務樓層。一般的設計步驟如下：一是計算一周時間；二是計算每個群區中，其電梯群的裝載時間；三是使用動態規劃法來求解最佳的電梯區規劃數及服務的樓層。上述的裝載時間是一周時間的函數，是每個群區許多電梯的一周時間總和，用以衡量電梯運送乘客的能力。

文章的求解目標為在滿足服務品質（一周時間，間距及輸送能力）的限制下，使總成本為最低。求解方法是以動態規劃法求的最佳高層建筑電梯的群區數、各群區電梯所服務的樓層范圍以及電梯數量、容量與速度。動態規劃法電梯運行模式涵蓋電梯運行模式、總成本函數及動態規劃求解三大部分。

一是電梯運行模式。電梯運行模式的目的是計算電梯運行時間，以檢驗電梯設計是否合乎服務水平，計算內容包括最高返回層、運轉一周時間及出發間隔等，計算方法與一般底層電梯設計大致相同。其中，最高返回層的計算式為：

二是總成本函數。電梯總成本包括電梯設置成本。樓板成本、維護費用及乘客的時間成本。群區電梯設計目標是使電梯總成本為最小的情況下，求的最佳分區數與各分區的電梯數、電梯速度、容量及服務樓層。

三是動態規劃方法求解。根據動態規劃方法，假設G為動態規劃的階段，即大樓的群區數；Zg為動態規劃的狀態，即第g群區的最高服務樓層Z；C（Z）為服務前g個群區的Zg樓層的最低總成本；Bg（Xi，Zg）為第N個群區，其服務Xi至Zg層的成本。由既定的電梯數、速率及計算出的一周時間、出發間隔，可進而求出以貨幣單位表示的總成本，則服務第一個群區的最低總成本為：

以此類推，可得到回歸關系，即Cg（Zg）=Min{Cg-1（Xg-1），Bg（Xg，Zg）}。

由于建筑物的最高樓層數Zn已知，因此從動態規劃原則可求出各個群區的最佳服務樓層范圍。

3 結束語

高層電梯采用群區設計時，不僅可以節省乘客時間，而且能夠剩下較多的電梯坑道及等待大廳所占的空間，因而比無群區設計的總成本要低。文章建立的動態規劃法電梯運行模式，主要是針對高層建筑物電梯的群區設計，可以在各群區不同的電梯服務樓層范圍下，能迅速求出總成本最小情況下的最佳群區數與轉乘樓層劃分組合。當然，電梯的運行控制及乘客行為分析的動態效果并無法確切掌握，只能以諸多假設條件來加以約束。然而，模擬方法就可以輔助這方面的不足，以設計更真實的電梯運行狀況。未來建議可以用模擬方法進行高層建筑群區電梯運行設計，并與動態規劃方法進行比較。

參考文獻

[1]朱昌明，畢曉亮.電梯智能群控系統研究概況[J].現代城市研究，2003（S1）.

[2]蘇楠.淺議電梯控制技術的發展及存在的問題[J].改革與開放，2014（05）.endprint