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El valor de la agrupación contigua dentro del despacho de destino

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Perspectiva General

Este artículo ilustra brevemente el papel del despacho de ascensores dentro de un sistema de ascensores. Luego describe la diferencia entre los sistemas de ascensores tradicionales y el enfoque de despacho de destino y explica que el despacho de destino dirige a pasajeros específicos a ascensores específicos. A continuación, el artículo explora las razones por las que la agrupación contigua, la agrupación de pasajeros que van a pisos contiguos o casi contiguos en el mismo ascensor, proporciona un mejor servicio de ascensor que el uso de agrupaciones no contiguas.

Despacho de ascensor

Para servir de la manera más eficaz al público que viaja, los sistemas de ascensores modernos utilizan algoritmos de despacho de ascensores patentados, a menudo denominados colectivamente despachador de ascensores, para determinar qué cabina de un grupo de ascensores debe responder a una demanda específica de servicio. El despachador elige una cabina en particular para atender una solicitud en particular de una manera que respalde la prestación del mejor servicio general de ascensores a todos sus usuarios. El despachador puede considerar, entre otros objetivos, cuánto tiempo espera la gente en el pasillo, cuánto tiempo pasa la gente en el ascensor y cuánta energía consume el sistema.

Considere este ejemplo: un pasajero está esperando un ascensor en el piso 3 para llevarlo a un piso más alto en un edificio de 12 pisos, y hay tres ascensores capaces de atender a este pasajero. El despachador de ascensores debe seleccionar cuál de los tres ascensores asignar a esta solicitud de servicio. Si el primer ascensor desciende al vestíbulo y ya está lleno de pasajeros y el segundo vagón está en el piso 8 subiendo para dejar a dos pasajeros en los pisos 9 y 10 y el tercer vagón está vacío en el piso 2, entonces el despachador tiene una decisión fácil de tomar: el automóvil vacío es probablemente la mejor opción.

Pero la situación suele ser más compleja que la simple situación descrita anteriormente. Los despachadores de ascensores deben diseñarse para equilibrar situaciones conocidas existentes (por ejemplo, dónde se encuentra cada automóvil en la posición actual), situaciones desconocidas existentes (por ejemplo, cuántas personas están esperando en el pasillo por este automóvil) y situaciones futuras desconocidas (por ejemplo, cuántas personas llegarán a piso 10, ¿desea viajar hacia abajo, en los próximos segundos?) y seleccione el automóvil apropiado que pueda atender una solicitud de servicio específica en un período de tiempo adecuado sin interrumpir la eficiencia general del sistema. Las empresas de ascensores gastan importantes recursos para desarrollar los mejores algoritmos de despacho posibles para manejar estos complicados escenarios.

Los despachadores de ascensores deben brindar un buen servicio a todos los pasajeros. No es aceptable que un despachador de ascensores permita que algunos pasajeros esperen mucho tiempo mientras atienden a otros pasajeros extremadamente rápido, aunque este enfoque podría producir tiempos de respuesta “promedio” aceptables. Este tipo de metodología de despacho resultará en pasajeros descontentos que esperan mucho tiempo y quejas por un servicio de ascensor deficiente. En cambio, los despachadores deben equilibrar las solicitudes de todos los pasajeros en todas las ubicaciones para asegurarse de que ningún pasajero espere demasiado o pase demasiado tiempo en el ascensor.

Despacho de ascensor tradicional

Los sistemas de ascensores tradicionales funcionan al permitir que un posible pasajero del ascensor presione un botón en el pasillo que indica al sistema de ascensores que el pasajero quiere subir o bajar en el edificio. Las personas que lleguen con o después del primer pasajero que quieran viajar en la misma dirección no necesitan volver a presionar el botón del vestíbulo. El despachador asigna un ascensor para ir al piso en el que se registró la señal y debe hacerlo sin conocer el destino exacto del pasajero.

Cuando el ascensor asignado llega al piso y abre sus puertas, también indica en qué dirección viajará. Todos los pasajeros de la sala que quieran viajar en la dirección indicada ingresan a la cabina del ascensor. Una vez que los pasajeros ingresan a la cabina del ascensor, indican su piso de destino al sistema de ascensores presionando un botón en el panel de operación de la cabina ubicado dentro de la cabina. Si el destino deseado ya ha sido registrado por otra persona, el botón correspondiente se iluminará y no será necesario que el pasajero recién ingresado lo registre nuevamente.

En el enfoque tradicional, el sistema de ascensores no conoce los destinos de los pasajeros hasta después de que los pasajeros ingresan a la cabina, y la cabina del ascensor debe servir a todos los destinos ingresados ​​a través de su panel de operación de la cabina durante su próximo viaje.

Despacho a destino

Los sistemas de ascensores de despacho de destino funcionan al permitir que un posible pasajero del ascensor presione un botón en un dispositivo de entrada de destino (por ejemplo, un teclado o una pantalla táctil) en la sala que le dice al sistema de ascensor el destino exacto del pasajero. Al presionar el botón “7”, por ejemplo, el pasajero le dice al sistema que quiere ir al piso 7. A diferencia de la interfaz tradicional, cada persona que llega a los ascensores debe ingresar su propia solicitud de servicio a través del dispositivo de entrada de destino. El despachador de destino evalúa el estado del sistema y determina qué automóvil debe responder a la solicitud de servicio; la cabina seleccionada se muestra en el dispositivo de entrada de destino para que el pasajero sepa qué ascensor le atenderá. A menudo, el pasajero se moverá para pararse frente al automóvil asignado para poder abordar con prontitud cuando llegue el automóvil.

El uso del despacho de destino en un sistema de ascensor significa que no todos los pasajeros que esperan en el vestíbulo de un ascensor están esperando el mismo automóvil. Si bien es posible que se le haya dicho a un pasajero que use la cabina A, es posible que se le haya indicado a otro pasajero que espere la cabina C. Dado que el sistema de ascensores ya sabe qué destinos están asignados a cada ascensor, los pasajeros no necesitan ingresar a su destino una vez dentro del ascensor. coche.

El envío de destino puede ofrecer un rendimiento mejorado en muchos escenarios de tráfico y edificios en comparación con el envío tradicional. Las mejoras generalmente se deben al conocimiento del despachador de dónde quiere viajar un pasajero antes de que el pasajero ingrese al automóvil y la capacidad del despachador para comunicar una asignación de automóvil individual a cada pasajero. La calidad y el tipo de mejoras de rendimiento que ofrecen los sistemas de despacho de destino en comparación con los sistemas tradicionales depende de la habilidad del despachador programado para utilizar la información adicional y las capacidades de comunicación.

Es interesante notar que los sistemas de despacho de destino deben realizar una asignación inmediata de automóvil al pasajero. A diferencia de los sistemas tradicionales de despacho de dos botones que tienen el lujo de realizar la asignación real del automóvil en el último segundo, lo que permite que el sistema maximice el conocimiento actual del sistema, los sistemas de despacho de destino comunican la asignación del automóvil al pasajero de inmediato y no pueden cambiarla posteriormente sin frustrar al usuario. pasajero. Esto puede, en ocasiones, dar una ventaja de rendimiento al método tradicional de despacho de ascensores. Sin embargo, en general, si los algoritmos de despacho se han diseñado de manera apropiada, los sistemas de despacho de destino pueden proporcionar un rendimiento de ascensor comparable o superior durante un período de tiempo observado.

Agrupación de pasajeros

La agrupación de pasajeros es la práctica de asignar personas que viajan al mismo piso a la misma cabina de ascensor, algo que no se puede hacer bien en los sistemas de ascensores tradicionales porque es difícil comunicar a cada pasajero a qué cabina deben ingresar. En los sistemas de destino, sin embargo, el despachador reconoce el destino de cada persona y puede dirigir al pasajero a un automóvil específico a través de un mensaje de respuesta en el dispositivo de entrada de destino. Es bien sabido que el uso de agrupaciones en las horas pico reduce los tiempos de ida y vuelta, porque reduce el número de paradas que hace un ascensor después de salir del vestíbulo. Las reducciones en el tiempo de viaje de ida y vuelta conducen al efecto deseable de disminuir los tiempos de espera de los pasajeros, al tiempo que aumenta la capacidad de manejo de pasajeros del sistema.

Considere el ejemplo ilustrado en la Figura 1. El edificio de 17 pisos tiene 85 personas en cada piso sobre el vestíbulo y utiliza cuatro ascensores a 800 fpm para transportarlos a sus destinos. En el escenario tradicional, ilustrado por la figura de la izquierda, durante el tráfico pesado del vestíbulo, 16 pasajeros entrarán en un ascensor con las puertas abiertas en el vestíbulo. Algunos de esos 16 pasajeros irán al mismo piso y, utilizando la teoría de la probabilidad, se puede calcular que, en promedio, el ascensor hará 11 paradas y viajará hasta el piso 16 antes de dar marcha atrás y regresar al vestíbulo. Sin embargo, al utilizar la agrupación, las personas que viajan a los mismos destinos serán dirigidas al mismo automóvil. Por lo tanto, aunque todavía puede haber 16 pasajeros en un ascensor, ese ascensor, como se ilustra en la figura de la derecha, hará, en promedio, solo 4 paradas y viajará hasta el piso 14 antes de invertir la dirección y regresar al vestíbulo.

Cada parada del ascensor obliga al ascensor a tomarse un tiempo para desacelerar, abrir sus puertas, esperar a que los pasajeros se transfieran y luego acelerar de nuevo mientras viaja a la siguiente parada. Reducir el número de paradas mejora significativamente el tiempo de ida y vuelta. En el ejemplo de construcción de la Figura 1, el tiempo tradicional de ida y vuelta de 170.6 segundos se reduce a 92.6 segundos mediante el uso de un enfoque de agrupación. La capacidad de manipulación de cinco minutos aumenta del 12.4% al 23.8%.

 El número de destinos de pasajeros diferentes atendidos por un automóvil individual en un viaje determinado depende del algoritmo de despacho. El sistema de gestión de destinos Otis Compass, por ejemplo, ofrece una interfaz flexible que se puede configurar para usar el número de pisos en la caja del ascensor dividido por un número predeterminado de cabinas de ascensor, el porcentaje y la cantidad de tráfico aprendido o un máximo fijo. para determinar el número de destinos de pasajeros diferentes para agrupar en un solo automóvil. Otros despachadores pueden utilizar diferentes enfoques.

Agrupación contigua

El despachador de Compass no solo coloca a los pasajeros que viajan al mismo destino en el mismo automóvil, sino que va un paso más allá al definir grupos de modo que es probable que todos los pasajeros de un solo automóvil viajen a destinos contiguos o casi contiguos. En lugar de agrupar a los pasajeros en los pisos 4, 8, 11 y 15 en un solo automóvil, tal vez porque los primeros cuatro pasajeros que usaron los dispositivos de entrada solicitaron estos pisos, por ejemplo, el despachador de Compass reconoce zonas contiguas en el hueco del ascensor y asigna pasajeros de manera que los pasajeros en un ascensor específico viajará a pisos contiguos o semicontinuos. Este enfoque reduce aún más el tiempo de ida y vuelta y aumenta la capacidad de manejo del sistema.

Considere la Figura 2, que ilustra que un sistema de ascensor puede mejorar su eficiencia si, cuando viaja la misma distancia, las paradas que hace un ascensor están cerca unas de otras en lugar de estar significativamente separadas. Esto es cierto porque cuando las paradas están cerca una de la otra, el elevador puede recorrer más de la distancia a toda velocidad y pasa menos tiempo en las fases de aceleración y desaceleración.

En la Figura 2 se ilustran dos situaciones. Aunque la cabina del ascensor recorrerá la misma distancia para atender ambas situaciones, la cabina pasa menos tiempo en tránsito en el escenario de paradas contiguas que en el escenario de paradas equidistantes. La diferencia en los tiempos de tránsito resulta de la cantidad de tiempo que el automóvil pasa en las fases de aceleración y desaceleración en cada escenario.

Se necesita un elevador de 62.5 pies para alcanzar la velocidad máxima con un perfil de movimiento de 800 fpm, una aceleración de 3.3 fps2 y un tirón de 5.2 fps3. En el escenario de paradas contiguas, que se muestra a la izquierda en la Figura 2, el ascensor alcanza una velocidad máxima de 800 pies por minuto mientras viaja los 156 pies desde el vestíbulo hasta el piso 13. En el escenario de paradas distribuidas equitativamente, que se muestra a la derecha en la Figura 2, el elevador nunca viaja más de 60 pies en un momento dado y nunca alcanza la velocidad máxima. En el escenario de paradas distribuidas equitativamente, el automóvil que viaja pasa todo su tiempo de viaje en las fases de aceleración o desaceleración y nunca logra los beneficios de moverse a toda velocidad. El automóvil del escenario Contiguous Stops alcanza la máxima velocidad, lo que resulta en un ahorro de 2.2 segundos de tiempo de tránsito.

El despachador de Compass reduce el tiempo de ida y vuelta y aumenta la capacidad de manejo mediante el uso de estas leyes naturales y la asignación de solicitudes de viaje de pasajeros a través de la lógica de agrupación contigua en lugar de utilizar asignaciones no contiguas.

Además de reducir el tiempo de ida y vuelta debido a tiempos de tránsito más cortos, el despachador de Compass también se beneficia del punto de reversión de llamadas alto promedio reducido que resulta de la agrupación contigua.

La Figura 3 ilustra los cálculos de un tiempo medio de ida y vuelta para una situación agrupada contigua. El promedio se calcula tomando el peor escenario para cada grupo y promediando esos resultados. La inversión de llamada alta promedio para una situación agrupada contigua dependerá del tamaño del grupo aplicable y del número de grupos. En el ejemplo ilustrado en la Figura 3, la inversión de llamada alta promedio está en el piso 10, lo que significa que, en promedio, la cabina del ascensor se desplazará hasta el piso 10 antes de invertir la dirección.

La Figura 4 compara los tiempos de ida y vuelta y los valores de capacidad de manejo para tres situaciones: el enfoque de despacho tradicional, el enfoque de agrupamiento no contiguo y el enfoque de agrupamiento contiguo para un escenario dado. Es fácil ver en este ejemplo que el uso de agrupaciones contiguas da como resultado el menor tiempo de ida y vuelta y la mejor capacidad de manejo. Los beneficios de la agrupación contigua en el sistema de despacho de destino de Compass dan como resultado tiempos de viaje de ida y vuelta reducidos que se deben tanto a más tiempo dedicado a la velocidad máxima como a un piso de inversión de llamadas alto promedio reducido. La combinación de menos tiempo en tránsito y no viajar tan lejos, en promedio, debido al piso de reversión de llamadas alto promedio más bajo aumenta la capacidad de manejo. En el ejemplo ilustrado en la Figura 4, la capacidad de manejo del sistema Compass del 25% es mejor que la capacidad de manejo de cualquiera de los otros enfoques.

El despacho de ascensores es una situación compleja y la agrupación contigua se puede utilizar de manera muy eficaz para producir un mejor rendimiento en muchas situaciones de tráfico. Sin embargo, hay ocasiones en las que la agrupación contigua estricta puede no ser el mejor enfoque para manejar eficazmente el escenario de tráfico real observado. El sistema de despacho de destino de Otis Compass utiliza agrupaciones contiguas, basándose en sus beneficios comprobados, pero también monitorea las condiciones de tráfico actuales y recientes para determinar cuándo ajustar la agrupación para incluir algunas paradas de pasajeros que no son contiguas o casi contiguas. Esta flexibilidad permite al despachador de Compass utilizar agrupaciones contiguas junto con agrupaciones no contiguas para proporcionar un rendimiento óptimo del sistema.

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