CN1126170A - 利用模糊逻辑使电梯速度适应交通情况 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，表示最后一个乘客登上电梯后所经时间可被设想为零及非常长时间，以及介乎两者之间的某个数的程度的模糊集合，与表示最近短暂的或循环的时间周期内电梯上任何一次的乘客最大人数可被设想为零个乘客及非常多乘客，以及介乎两者之间的某个数的程度的模糊集合加以组合。利用“交”运算(一对模糊集合的组合的函数)来选择建议的目标速度；对于一个以上的建议目标速度，采用加权平均法将结果精确化，求出最后的目标速度。

Description

利用模糊逻辑使电梯速度适应交通情况

本发明涉及利用模糊逻辑根据对交通历史的分析决定变速电梯的指令速度。

人们已经知道变速电梯，期刊″Eelevator World″1994年一月号92及94页所介绍的便是一例。但是看来，它的控制至今还只限于为每台设备设定一个单一的预定的速度，而不是对一台给定的设备在电梯正常使用时改变速度。

在过去几十年，对节能的兴趣导致人们开发出在建筑物内运载乘客时节约能量的各种各样的方法。例如，人们研究过在电梯不载人时关闭电梯(使之停止)以节约能量的可能性。但是，这样的研究表明，来了乘客之后重新开动电梯所消耗的电能一般都超过电梯短时间关闭所节约的能量。研究的结论是，无论任何情况，关闭电梯节约的是一个负值(比让电梯连续运行消耗的能量还多)，即使有节约，其平均值也小得不能抵偿给乘客带来的不便和给建筑物主带来的开支。

本发明的目的包括改变在交通量小时电梯的操作，使之能节约能量。

本发明的依据是，无乘客时关闭电梯，来了乘客再重新启动电梯并不能节约能量，因为从完全停止再加速所消耗的能量只有在两批乘客之间要停很长时间(例如几十分钟)才能补偿。本发明的另一个依据是，交通的历史可以用来决定改变后的电梯操作的性质，和/或在节能方面成功的或然率。

按照本发明，利用模糊逻辑分析电梯的交通历史，以决定在交通量轻时平均起来能节约能量的目标速度。根据本发明的一种形式，电梯目标速度是根据电梯目前及最近的交通历史选择的。根据本发明这一方面的另一点，电梯的目标速度是根据表示与最后一个乘客登上电梯相关的时间间隔以及最近乘客组的人数的或然率的模糊集合来选择的。根据本发明的一个实施例，电梯承载乘客的速度目标值是根据在最近短暂或循环的时间里最后一个乘客登上电梯的时间和电梯一次承载的最大乘客组人数确定的。根据本发明的另一个实施例，空电梯的目标速度是根据电梯上次空载以来，时间的长短及电梯所承载最多一次的乘客人数而选择的。

在这里所举实施例中，根据与在最近一段短暂的或循环的操作时间里电梯一次承载最多的乘客组人数相关的模糊集以及与最后一个乘客登上电梯之后经过的时间的时间周期相关的模糊集确定的隶属函数，再根据这些隶属函数的″交″运算(T-NORM)确定几个代表相同或不同速度的目标速度建议，然后由这些目标速度建议值的重心选择目标速度。在一个实施例中，时间周期是最后一个乘客登上电梯之后经过的时间，组时间间隔是踏(登电)梯周期决定的最近周期，但它也可以是时间。在另一个实施例中，最后一次电梯空载之后电梯一次乘载最多的乘客组的人数与最后一个乘客离开空电梯之后所经过的时间一起使用。依据本发明，时间模糊集和乘客组人数模糊集的″交″运算值与推荐的目标速度相关，后者根据需要，可以在三个或四个速度到十个或更多的速度之间变化。将″交″运算的建议值平均(组合模糊逻辑结果的重心法)，就可以得出介乎最小速度(可以为零或非零)和最大速度(一般是额定速度的100％)之间变化范围很宽的目标指令速度。在本发明的第二个实施例中，控制对空载电梯的反应方式，合理地降低其速度，最终目标速度可以是完全停止(零速度)，或者是爬行速度，后者低得能节约足够的能量，但又高得足以避免速度过低时的颠簸，从而可以以低的代价恢复全速，而不像电梯从完全停止状态加速时克服静摩擦那么困难。

本发明仅仅利用此后将要叙述的特定学说的已有的设备和方法，就可以以多种多样的形式加以实现。

下面配合附图详细叙述所举的实施例时，还将更清楚地显示本发明的其他目标、特点和优点。

附图的简要介绍：

图1-6显示代表最后一个乘客登上电梯之后所经过的时间的模糊集。

图7-11显示代表电梯一次所载乘客人数的模糊集。

图12是说明第一实施例中目标速度与图1—6的模糊集与图7—11的模糊集的″交″运算关系的图表。

图13和14是完成本发明第一实施例的一个程序的逻辑流程图。

图15是说明第二实施例中目标速度与图1—6的模糊集与图7—11的模糊集的″交″运算关系的图表。

图16是完成本发明第二实施例的一个程序的逻辑流程图。

本发明把一个模糊集合的每一个元素与另一个模糊集合的每一个元素相乘，利用模糊集合运算对时间模糊集合与乘客人数模糊集合加以组合。为了确定，例如，上一个乘客组人数为少而最后一个乘客登上电梯后所经的时间为中等的或然率，需要计算这两个模糊集合的″交″运算。这一点可以用任何一种已知的方法，例如乘法、取小法或其他方法实现。但在本例中选用取小法，因为只要以实际的″最近一个乘客组的人数″和″最后一个乘客登上电梯后所经时间″为参数查阅代表这两个模糊集合的图表，得出这两个元素的隶属函数，再取他们之中的最小值即可。

在本情况下，利用取小法来计算″交″运算。在此情况下，只要将″最后一个乘客登上电梯后所经时间″模糊集的每一个非零元素与″最近一个乘客组的人数″模糊集的每一个元素加以比较，再选取其隶属函数最小者即可。这一点后面在叙述图13和图14之后举例时还将给予更完全的说明。

因为模糊集之间的重叠，在本例提出的图1—12中，从图1-6一个或两个模糊集的每一个元素与图7-11一个或两个模糊集的每一个元素取″交″运算，计算目标速度时，就可能得出一、二、三或四个目标速度。为了求解这样的结果，精确化采用重心法(而不用最大隶属函数法)。例如，从计算″交″运算得出的结果包括″置电梯速度为M(中速)″的信赖度(degree of belief)为0.3，而″置电梯速度为S(低速)″的信赖度为0.1，则用以下方法，求这两个建议速度的归一化加权和，即可算出单一的目标速度

速度＝(0.3M＋0.1S)/(0.3＋0.1)

式中，M＝额定速度的50％，S＝额定速度的30％。

结果是(15％＋3％)/0.4＝45.75％

这样，速度就计算出来了：

式中：SPD(D，E)＝″时间″模糊集D和″人数″模糊集E组合得出的建议速度；M(D)是由模糊集D得出的隶属函数值；M(E)是由模糊集E得出的隶属函数值；*表示″交″运算(取小)。

本发明利用电梯的交通历史来改变电梯的速度，以便在交通轻时节约能量。本发明的主要方案是，利用模糊集合表示电梯上交通的历史，方法是将某个时间周期内乘客人数与最后一个乘客登上电梯后经过的时间：或者最后一个乘客登上电梯后经过的时间(在一个实施例)，或者电梯首次变空(最后一个乘客离开电梯，在第二个实施例)加以组合。所举模糊集示于图1—11。在图1—6中，显示指示最后一个乘客登上电梯后所经时间的模糊集。这些模糊集都用数字表示，D＝1至D＝6，以便将其与以后结合图13，14及17加以说明的处理方法联系起来。图7-11的模糊集合表示乘客组的人数，定义为在某段固定的、前一个周期的或短暂的间隔时间(约5分钟)里电梯一次乘载最多的乘客人数(第一实施例中)，或者在电梯不空的最近的整段操作时间里电梯一次乘载最多的乘客人数(第二实施例中)。在图1—6的模糊集合中，元素是最后一个乘客登上电梯之后所经的时间，以分钟为单位，而其隶属函数值是无量级的，介乎0与1之间。例如，在图4中，3分钟的元素得出约0.6的隶属函数值。类似地，在图7—11的模糊集合中，元素是乘客人数，其隶属函数值是无量级的，介乎0与1之间。例如，在图8中，8个乘客的元素得出约0.8的隶属函数值。

在这里举出的实施例中，算出图1—6的模糊集合的每个元素的隶属函数值与图7—11的模糊集合的每个元素的隶属函数值的″交″运算结果，相应地求出与每个″交″运算结果值对应的速度，将得出的各个速度加以组合，便得出与交通历史相对应的速度命令。

在图12中，根据交通历史计算电梯目标速度的规则，涉及根据最近一个操作的周期的或短暂的时间段里最近电梯一次承载最多的人数和最后一个乘客登上电梯后经过的时间，算出一个或多个建议的目标速度的步骤。一个规则的例子是，若最近的乘客组人数少，而最后一个乘客登上电梯后经过的时间为中等，则将电梯速度设为慢(S)。正如后面将要详细叙述的，使用彼此重叠的模糊集合(四个乘客在图3的模糊集合及在图4的模糊集合均有隶属函数值，并将他们都考虑进去)的一个优点是，可以得出一个介乎小与中等之间的结果。基本上，这可以利用图5—11的每一个模糊集合，用各种不同的方法，从两个模糊集合的″交″运算求出。在本实施例中，″0″不代表″off″(关闭)或零速，而是″0″代表慢速或爬行速度。

由于电梯的机械动力学，不可能在一瞬间达到目标速度。例如，从静止到额定速度需10秒(约行程的一半)；从半速到全速需6秒；从额定速度的90％到全速需2秒；这取决于具体的电梯装置，在任何情况下(不论是何原因，只要需要)均可用经验方法获得。但是，这只是有关在乘客方便和节能之间达到希望的平衡的参数设置的细节问题，对本发明并不重要。类似地，低于实际速度的目标速度也需要时间才能达到。

本发明的第一个实施例，把速度设置为一个与电梯交通历史有关的值，后者用最后一个乘客登上电梯之后经过的时间以及最近一段时间(例如，5分钟)内任何一次乘客最多的人数来衡量。在后面所举的实施例中，为了简单起见，假定速度计算只在电梯的一步(step)每发生一次变化时才进行一次。电梯的步(step)在这里称作″踏梯″(treads)。就是说，每当新的″踏梯″(步)发生时计算一次，这可能增加一位新乘客，也可能不是。同样为了简单起见，假定本发明的电梯是按每踏梯一次增加一位乘客而设计的，但是，本实施例将表明是可以扩展并包括按每踏梯一次增加一个以上乘客而设计的系统。为了便于解释一个工作的实施例，电梯的升程为15英尺，而两次踏梯之间的升程为9英寸。因此每一次一位乘客使用时，共有20次踏梯。因为数据只有在每次新的踏梯出现时才发生变化，在一次新的踏梯发生时可能进来一位乘客，也可能不，在这个最简单实施例中，所有的计算都可以在踏梯的基础上完成。但在其他实施例中，可以采用乘客入口中断，或以其他方法作为基础完成新的计算，而在此过程中仅依据时间更新计算值。但正如后面的叙述将要表明的，这对于本发明的使用并不重要。

在这个实施例中，假定速度计算程序是以(乘客)登上电梯过程结束时踏梯的出现为依据的，借助于电梯上的一个简单的传感机构以信号通知计算机另一个踏梯已经出现，对于电梯作为一个整体而言达到一个特定的位置。传感器的信号引起一个踏梯中断，通过踏梯中断入口点9进入图13的程序，程序的第一步使T计数器加一，后者用来分开识别可能带来新乘客的不同的踏梯。当然，每个实际的踏梯每次出现时都对应某个不同的T值(除非电梯碰巧是可用踏梯数的偶数倍，而这是非常不可能发生的)。当T计数器达到20，再加一就从最高值变为最低值，T计数器是以20为模数。然后，程序步11将踏梯T的乘客人数初始化为零。测试步12确定登(电)梯传感器的光束(未示出)是否被挡住。若是如此，则意味着一位乘客踏上电梯(于新的踏梯T)，于是程序步13将踏梯T的乘客计数置为1。可以使用重量或其他传感器。在本发明的针对一个踏梯对应一个以上乘客而设计的电梯的实施例中，可将测试步12去掉，而在程序步13将踏梯T的乘客计数设置为任何一种已知的人数计数器得出的乘客人数(0，1，2……)。程序步14把值LAST BORDED(用来跟踪最后一个乘客登上电梯后经过的时间)设置为等于当前时间TIM。如果踏梯T出现时无乘客进入电梯，则跳过13和14程序步。

程序步19将乘客总数计数PSNGRS置为零，而程序步20令U计数器等于零；用途如后面将要叙述的，U计数器对最近经过的所有踏梯进行计数。然后，程序步21使乘客计数增加一个等于最近在踏梯T中测出的乘客人数的数目。最初，这是一次新的踏梯，其计数在程序步13刚刚被设置。然后在两程序步21，22中将计数器T和U加一，测试步23确定是否各次踏梯的乘客数都已全部加进去了。若非如此，则重复程序步21和22。当U计数器达到20，则T计数器加一，取20(在此情况下)的模，回到程序步11所设的计数值。

当最近的20次踏梯全都将其乘客计数加进乘客计数中，测试步23的肯定的结果使程序转入程序步28，将最近电梯上乘客组的乘客数，G设置成等于程序步21中求得乘客数。例如，在这个实施例中，可能有一套15个组，在将近5分钟的时间间隔中，每分钟大约3组，由此可以确定在最近5分钟左右的周期中，任何一组乘客的最多人数。5分钟过去后，将最老一组弃置掉，并把新的一组G加到这套乘客组中。程序步29还将一个称为最大组的因数设置成等于程序步21求出的乘客人数，这个因数最后含有具有最多人数的组的乘客人数。然后，将局部地处理所有的组G用H计数器置成1。测试步31确定组G中的乘客人数是否大于最大组中的乘客人数。最初它们是相等的，测试步31得出否定的结果，使程序进到双步32，使G计数器和H计数器加一，而测试步33确定H计数器是否达到15(以此说明所有组都查询了一遍)。最初没有，于是测试步33得出否定的结果，使程序转回测试步31，查看下一组是否大于前次确定的最大组。若是如此，测试步31得出肯定的结果，使程序进到程序步36，将最大组人数重新设置成组G的人数。当全部组都比较过，从而在程序步36最后一次完成时最大一组被设置成最大组时，G计数器加一而其计数达到比程序步28之前的计数值大1，从而指向这套组中最老的一个，于是当下次通过图13时，下一个踏梯出现之后变为这套组中最新的一个。H计数器加一达到15，于是测试步33得出肯定的结果，使程序经转移点37进到图14。

作为一个例子，假定在一个踏梯中断中，最后一位乘客登上电梯之后经过的时间为3分钟，最后一组的人数为8个乘客。按传统的模糊逻辑运算，时间的每一个元素都作为参数，从图1—6的全部模糊集合中计算出相应的隶属函数值(隶属度)，从而得出″时间″模糊集合，后者具有与图1—6模糊集合相关的程度等于的元素及由此得出的隶属函数值，在前例中数值如下：

FO(time)＝{0.0|CO，0.0|NZ，0.0|S，0.6|M，0.5|L，0.0|VL}其中：CO＝目前占用；NZ＝几乎为零；S＝短；M＝中等；L＝长；VL＝甚长。

类似地，从图7—11求出″人数″模糊集合，在前例中其值如下：

FO(size)＝{0.0|OP，0.8|S，0.3|M，0.6|L，0.0|VL}其中：OP＝一个乘客；S＝少；M＝中等；L＝多；VL＝甚多。

然后，如图12所示，利用″交″算子求出与每个可能的输出相关的隶属函数，来计算目标速度。采用取小/取大法时，正如后面将要叙述的，″交″算子就是每一对元素的隶属函数M中的最小值MI N，MI N[M(D)，M(E)]。正如图12一例所示，每一对元素(D，E)都与建议的目标速度相关。如果只有一个″交″运算结果不为零，则目标速度就是与此相关的速度：例如，SPD(4，2)＝0.5Vmax。但是，正如以后将要更完全地说明的，在图1—11的例子中，大部分元素都产生一个以上的非零″交″运算结果，所以，每个″交″运算结果都用来(由图12)计算建议速度的加权平均值。

在图14中，第一步42将D计数器置为1，程序步43将E计数器置为1。这些计数器用来帮助跟踪由各个模糊集合得出的信息在随后的处理中以及在后面将要举出可能的实际数字的实例中的使用情况，这些模糊集合在图1—6中用数字D1到D6编号，在图7—11中用数字E1到E5编号。然后，子程序44使用变量″LAST BORDED″来计算最后一个乘客登上电梯后所经的时间被设想为图1—6中任何一种情况：目前占用、几乎为零、短、中等、长及甚长的或然率。做到这一点的方法是，在模糊集合D(先是图1的″目前占用″模糊集合)中查找与图13程序步14设定的最后一个乘客登上电梯之后经过的时间相等的元素的隶属函数值。然后，在程序步46中D计数器加一，在下一个模糊集合，几乎为零中查找最后一个乘客登上电梯之后经过的时间的元素的隶属函数值。在程序步46中，D计数器再次加一，测试步47确定图1—6的″最后一个乘客登上电梯之后经过的时间″模糊集合是否都查过一遍。若是如此，则D计数器加一，达到6，而测试步47得出肯定的结果，使程序进入子程序49，计算最后的最大乘客组人数(图13程序步36)被设想为图7—11的模糊集合的任何一种情况：一个乘客、少、中等、多及甚多的或然率。与最大乘客组人数相等的元素的隶属函数值是在模糊集合E中查找的(先是E＝1，即图7的″甚多″模糊集合)。然后，在程序步50中，E计数器加一，测试步51确定是否″最后一个乘客组人数″模糊集合的隶属函数值全都查找过了。最初没有，于是测试步51得出否定的结果，使程序返回子程序49，查找最大乘客组人数(最后一次程序步36中确定的)模糊集合对下一个模糊集合(在此情况下，E＝2，图8的″多″模糊集合)的隶属函数值。当″最大乘客组人数″的隶属函数值在5个″最后乘客组人数″模糊集合中都查找过了，测试步51便得出肯定的结果，使程序转入程序步52，将希望的速度，SPD的值置为零；程序步53将除数，DVSR置为零；程序步5 4将E计数器加一，于是它指向图11″最后一个乘客组人数″模糊集合中数字最大的一个。

如前所述，计算模糊集合的每一个组合的″交″运算的取小/取大法，就是在″最后一个乘客登上电梯后经过的时间″模糊集合的每一个元素的隶属函数值与″最后一个乘客组人数″模糊集合中的每一个元素的隶属函数值之间取最小值。从程序步46和54留下来的D值(这时为7)与E值(这时为5)开始，逐个减一，遍历模糊集合D的全部对模糊集合E的每一个，即可将本例方程式(1)用的所有数值以及除数计算出来，除数用来将数值归一化，使之表示为额定速度百分数。

具体地说，程序步55将D计数器减一，使之指向″最后一个乘客登上电梯后经过的时间″模糊集合中数字最大的一个，图6。然后，测试步57确定由模糊集合D计算的隶属函数值是否大于由模糊集合E计算的隶属函数值(最初D＝6，E＝5)。这也就是比较″甚长″与″一个乘客″(见图12)的隶属函数值，从而确定这两个集合的″交″集。若D的隶属函数值大于E的隶属函数值，则测试步57将得出肯定的结果，使程序转入程序步58，将模糊集合D＝6与E＝5的最小隶属度设置为E＝5时的隶属函数值。另一方面，若D的隶属函数值小于E的隶属函数值，则测试步57将得出否定的结果，使程序转入程序步59，将模糊集合D＝6与E＝5的最小隶属度设置为D＝6时的隶属函数值。然后，程序步60将速度值加上两模糊集合D＝6与E＝5之间的隶属函数最小值乘以与该两集合所对应的速度，从而使速度值加大，在此例中，如图12所示，速度是关断或零。在程序步61，在除数加上这两个集合D＝6及E＝5的隶属函数中的最小值。测试步63测试E是否已经减一至零。最初，未减到零，测试步63得出否定的结果，使程序转入测试步64，确定D计数器是否已经减到零。第一次通过时，D只减回到6，于是测试步64得出否定的结果，使程序回到程序步55，在这里D计数器减一，从而能计算″长″(D＝5)模糊集合与″一个乘客″模糊集合(E＝5)的″交″集。然后测试步57确定模糊集合D＝5及模糊集合E＝5之间的最小值。这样，就可以求出模糊集合E＝5与D＝6至D＝1的全部模糊集合的组合的″交″集。最后，D计数器减到零，于是测试步64将得出肯定的结果，使程序转向程序步65，D计数器恢复7的值；程序步66将E计数器减一。现在可以同样方法计算模糊集合E＝4与D＝6至D＝1的各个模糊集合的组合的″交″集。当模糊集合的所有的组合都处理完毕，E计数器将减至零，测试步63得出肯定的结果，使程序进至程序步67，把在程序步及测试52—66的全部处理算出的全部速度值都加起来，再除以在这些程序步中求出的除数的总和，从而实现方程式(1)，计算出速度。接着，子程序68将速度送至电梯马达驱动器，起到速度指令的作用，从而控制电梯的实际速度。程序的另一部分通过返回点6 9返回。

在前面的例子中，程序步和测试44—47提供D＝4(0.6)及D＝5(0.5)的模糊集合的非零隶属函数值，而不提供其余模糊集合(D＝1，D＝2，D＝3及D＝6)的隶属函数值。类似地，程序步和测试52—54由模糊集合E＝2(0.8)及E＝3(0.3)产生非零隶属函数值，由模糊集合E＝1，E＝4及E＝5产生零值隶属函数值。如果模糊集合设计成类似类型相邻模糊集合重叠较多时，在许多情况下，会产生较多的非零结果。但是，由于选择最小值的方法，然后彼此相加和归一化(在程序步和测试52—67)，计算速度指令时涉及多少″交″集项(模糊集合对之间多少个最小值)并不重要。在这种情况下，速度指令的计算方法如下：

MIN[D＝4，E＝2]＝MI N[0.6，0.8]＝0.6

MIN[D＝4，E＝3]＝MI N[0.6，0.3]＝0.3

MIN[D＝5，E＝2]＝MI N[0.5，0.8]＝0.5

MIN[D＝5，E＝3]＝MI N[0.5，0.3]＝0.3

由图12：

SPD[D＝4，E＝2]＝M＝0.5Vmax

SPD[D＝4，E＝3]＝S＝0.3Vmax

SPD[D＝5，E＝2]＝S＝0.3Vmax

SPD[D＝5，E＝3]＝S＝0.3Vmax

如程序步及测试步57—67，加以组合： $\frac{(0.6\×0.5V\max )+(0.3\×0.3V\max )+(0.5\×0.3V\max )+(0.3\×0.3V\max )}{0.6+0.3+0.5+0.3}$ $=\frac{0.63V\max }{1.7}=0.37V\max$

于是，可以看出，可以得出一个与图12所示的4个值中任何一个都不相同的指令速度值。事实上，由于所用的方法，特别是程序步和测试步52—67，可以使用10个或更多的基本速度，而不是图12所示的4个，处理不必改变。这是本发明的优点：程序上稍作修改，就可以有很大的灵活性。

在本发明的第二个实施例中，使用了完全不同的控制概念。这个实施例的控制概念，如图15所示，即使电梯上只有一个乘客，也令电梯以全速(Vmax)为指令速度，而不是让速度与交通情况匹配，当电梯上没有乘客时，可用零速(本实施例的一个实现方法)或爬行速度(本实施例的另一个实现方法)作为指令速度。但是，采用可变速度(基本上按图13和14中第一个实施例中叙述的进行选择)，以缓和电梯由于缺乘客而停掉后不得不重新起动造成的影响并减轻由此带来的代价，而电梯停止时，要停足够长的时间以克服重新起动的代价。在这个控制方法中，只要电梯有任何乘客，就以全速作为目标速度；当电梯上无乘客时，在任何一个速度控制周期(例如，第一个实施例的每个踏梯周期，20毫秒)内，目标速度都是按交通历史确定的。这样，如果前此最近交通繁忙，则空载电梯的目标速度可以是中速，而如果最近交通不繁忙，则目标速度可以是完全停止(或爬行速度)。

与前一个实施例相比，这个实施例在处理上的差别，除了可以使用的几个特别的数字之外，还包括：第一、如图15第一列所示，只要电梯上有任何乘客，电梯的目标速度总是全速；第二、在最近一段时间最后一个乘客组的人数，是在前一个连续的非空梯运转周期中，任何一次电梯上乘客最多的人数来测定的；第三、用作图7—11的模糊集合的参数的，不是与最后一个乘客登上电梯之后经过的时间″最后一个乘客登上电梯之后经过的时间″的基本元素，而是″已登上电梯的乘客中最后一个离开电梯之后经过的时间″基本元素(虽然图7—11并未针对第二实施例重新命名)。于是最大乘客人数的测定从任何一个乘客登上电梯起一直继续到电梯完全走空为止，而处理(而不是对每一组进行计数)仅在电梯空载时进行。

现参照图16，完成本发明第二实施例的程序从入口点77进入。图13中的新乘客程序步和测试步10—13以同样的方式完成。差别在于，图16的实施例中不用″记录最后一位乘客登上电梯后的时间″，而正如后面将要叙述的，采用与电梯运动有关的时间：这位乘客离开的时间。然后，测定目前电梯上的该乘客组的人数的程序步和测试步19—30像以前在图13中说明的同样的方式完成。但是，图13中测定最近5分钟(等)的周期内最大乘客组人数用的图13的程序步和测试步31-36在图16的实施例中已不使用。代之的是，正如后面将要更完全地说明的，在程序步78查询梯空标志，以确定在下一个周期中，踏梯中断是否确定了整个电梯是空的。如果上一次运行图16的程序时整个电梯是空的，程序步79将梯空标志复位，并在程序步80把最大乘客组置成等于程序步21(图13)中的人数计数值，从而将最大乘客组定为当前电梯上的人数(而不论其多少)。但是，如果再前一次运行图16的程序时电梯不空，则测试步81确定是否当前电梯上的乘客数大于以前确定的最大乘客数。若是如此，则在程序步80将最大乘客组置成等于目前的乘客人数。但若非如此，则跳过程序步80。

这两个实施例的主要差别是，测试步83确定电梯是否空。若非如此，测试步83得出否定的结果，使程序前进到程序步84，在这里将目标速度置成Vmax，图14的处理都取消了。然后，在子程序68将速度指令送到马达控制器，而其他处理则通过返回点69返回。正如刚才叙述的，在电梯上有乘客时，唯一的功能是跟踪电梯上的乘客人数，(必要时)更新最大乘客组。

如果电梯上没有乘客，则测试步83得出肯定的结果，使程序进到程序步85，设置前述的梯空标志，于是，正如刚才叙述的，下一次通过图16的程序时，重新将最大乘客组人数初始化。接着，测试步86将因数″Last Exited″(最后一个离开)置成当前的时间。这个因数用来代替作为图1—6的参数的″最后一个乘客登上电梯后经过的时间″。接着，程序步42和43以与图14的实施例相同的方式完成，对用来查阅模糊集合的隶属函数的计数器初始化。子程序44a将当前时间减去程序步86设置的″Last Exited″(最后一个离开)的时间，算出最后一个乘客离开空电梯之后经过的时间，并利用这个时间在图1″目前占用″模糊集合中计算隶属函数值。这与图14子程序44一样，只是使用最后一个乘客离开后的时间，而不用最后一个乘客登上电梯后的时间。然后，程序步46和47使图2—6的每一个模糊集合都被赋予图16子程序44a算出的隶属函数值，但用的是最后一个乘客离开后的时间。接着，程序步52—67以与前述图14的相同方式完成。换句话说，当电梯空时，完成(基本上就是图14的)模糊处理，根据交通历史确定电梯的指令速度，从而以能反映该速度将为零(或爬行速度)的或然率的方式，使其趋向或等于停止(或爬行速度)。

借助图16来说明的本发明的第二个实施例，使用了第一个实施例的4个基本速度，包括图15所示的零速或停止。但是，那个实施例的第二个实现方法可以使用爬行速度，它被定义为这样的速度，在此速度下电梯能有效地运行(不发生不应有的颠簸、牵制及其他耗能的作用)，以利用这样一个事实，即电梯从静止状态启动要克服静摩擦，要消耗大量能量。因此，这里的″最低速度″一词包括零速和非常低的爬行速度，后者可以代替零速，依本发明的第二实施例的实现方法而定。在图13，14及16的各个实施例中，选定的乘客人数是在有关的一段时间里乘客的最大人数。但是，另一种选定的数字，例如加权平均及其他数字也可以使用。

在这里实现方法的不同细节，对于本发明的实践并不重要。例如，图1—6及图7—11的每一种模糊集合可以多一些或少一些。模糊集合的隶属函数值的细节可以改变。图12及图15的图表可以改变。如前所述，所用的基本速度数可以是4以外的数。这里的编程细节是用来说明功能的，本发明不一定就必须这样实现(形式和关系都可以彼此不同)。

当然，模糊集合的性质要根据所考虑的电梯的交通情况而定。例如，在交通量很低的建筑物中，图6模糊集合″甚长″可以从3分钟开始，而不是所示的4分钟。类似地，在所举的交通量很低的建筑物中，图7中的模糊集合″最后一个乘客组人数甚多″可以从4名乘客开始，而不是9名乘客。反之，对交通非常繁忙的情况亦是如此。这样，在一个实施例中，对于给定的交通情况，电梯可以被允许比较经常一些或比较不经常一些地降低速度，如果认为这样利用本发明最合适的话，在本发明的另一个实施例中，通过对模糊集合的裁剪，可以使电梯的目标速度在电梯空载时，趋向于减速快一些或减速慢一些。

模糊集合的隶属函数值可以用众所周知的方法由模糊集合的算术表达式计算出来(而不是查表求出)：

最后一个乘客登上电梯之后经过的时间：

    目前占用＝{[1.0，0]，[1.0，0.3]，[0.0，0.3]}

    几乎为零＝{[0.0，0]，[0.0，0.3]，[1.0，0.3]，[0.0，1]}

          短＝{[0.0，0]，[0.0，0.3]，[1.0，1.2]，[0.0，2]}

    中等＝{[0.0，0]，[0.0，1]，[1.0，2.5]，[0.0，4]}

      长＝{[0.0，0]，[0.0，2]，[1.0，4]，[0.0，6]}

    甚长＝{[0.0，0]，[0.0，4]，[1.0，6]}最后一个乘客组的人数：

    甚多＝{[0.0，0]，[0.0，9]，[1.0，12]}

      多＝{[0.0，0]，[0.0，6]，[1.0，9]，[0.0，12]}

    中等＝{[0.0，0]，[0.0，3]，[1.0，6]，[0.0，9]}

      少＝{[0.0，0]，[1.0，3]，[0.0，6]}

一个乘客＝{[0.0，0]，[1.0，1]，[0.0，2]}

这样，虽然本发明是用所举的实施例来说明和叙述的，但对于熟识本行的人员都应该明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中或对其作上述的或其他不同的改变、省略和添加。

Claims (17)

1.一种按照与电梯最近的交通历史有关的控制概念控制变速电梯速度的方法，该电梯具有马达控制器以及用来提供表示登上电梯的乘客人数的信号用的乘客传感器，该方法包括：

当乘客登上该电梯时检测乘客的存在并提供表明乘客存在的乘客信号；

根据该乘客信号，提供一个代表最后一个乘客登上该电梯后所经的时间，在该控制概念中说明该电梯交通繁忙程度的时间信号；

根据该乘客信号，提供一个代表选定的乘客数，在该控制概念中说明该电梯交通繁忙程度的乘客组信号；

提供一组第一模糊集，该第一模糊集中的每一个都与该经过的时间周期代表该控制概念中一个经过的时间段的程度有关，每个模糊集都包括多个预定的第一信号集，该第一信号集之中的每一个都与一个给定的经过的时间周期有关，该第一信号集之中的每一个都有多个与多个项目对应的信号，每个项目都包括一个基本元素和一个相应的隶属函数值，基本元素等于给定的经过的时间周期，而隶属函数说明有关的经过的时间周期代表该控制概念中的规定的经过时间，即相应模糊集所代表的程度的程度；

提供一组第二模糊集，该第二模糊集中的每一个都与该选定的乘客人数构成该控制概念中一个给定交通情况的程度有关，每个模糊集都包括多个预定的第二信号集，该第二信号集之中的每一个都与一个乘客人数有关，该第二信号集之中的每一个都有与多个第二项目对应的信号，每个第二项目都包括一个基本元素和一个相应的隶属函数值，基本元素等于一个乘客人数，而隶属函数则说明该乘客人数构成该控制概念中的规定的乘客人数，即相应模糊集所代表的程度的程度。

根据该时间信号，由该第一模糊集提供多个表示时间模糊集的信号，时间模糊集的每一个项目都有一个基本元素和一个隶属函数值，基本元素表示该经过的时间被确定为与该第一模糊集之中一个相对应的该控制概念中的经过时间的程度，而隶属函数值则等于与该第一模糊集有关的隶属函数值；

根据该乘客组信号，由该第二模糊集提供多个表示人数模糊集的信号，人数模糊集的每一个项目都有一个基本元素和一个隶属函数值，基本元素表示该选定的乘客人数代表与该第二模糊集之中一个相对应的该控制概念中的乘客人数的程度，而隶属函数值则等于有关的第二模糊集隶属函数值；

根据该时间模糊集及该人数模糊集，向该马达控制器提供一个目标速度指令。

2.权利要求1提出的方法包括：

提供一组预先确定的速度信号，其中的每一个信号代表在该控制概念中与每一个所述第一模糊集与每一个所述第二模糊集的组合有关的一个电梯速度，并

根据该隶属函数值(相应地)与该速度信号的乘积的总和，提供该目标速度指令。

3.权利要求1提出的方法包括如下步骤：

根据该乘客信号，依次地提供表示电梯上任何一次的总乘客人数的总乘客人数信号；并

根据该总乘客信号，提供该乘客组信号。

4.权利要求1提出的方法，其中该时间信号代表最后一个乘客登上该电梯后所经的时间，而该乘客组的信号则代表在最近一段时间里该电梯上任何一小选定的乘客人数。

5.权利要求4提出的方法，其中该选定的乘客人数是在该段时间间隔里任何一次该电梯上的最大乘客人数。

6.权利要求4提出的方法，其中该时间间隔被定义为预定数目的乘客登上电梯时的踏梯次数。

7.权利要求1提出的方法，其中该速度信号代表额定速度与完全停止的速度(包括两者在内)之间的电梯速度。

8.权利要求1提出的方法，其中该速度信号代表额定速度与爬行低速(包括两者在内)之间的电梯速度。

9.权利要求1提出的方法，其中该时间信号代表最后一个乘客离开该电梯后所经的时间；而该乘客组的信号则代表在上次该电梯空载之后电梯上任何一次选定的乘客人数。

10.权利要求9提出的方法，其中该选定的乘客人数是在上次该电梯空载之后该电梯上任何一次的最大乘客人数。

11.权利要求1提出的方法，其中该选定的乘客人数是在预定的时间间隔里该电梯上任何一次的最大乘客人数。

12.一种按照与电梯最近的交通历史有关的控制概念控制变速电梯速度的方法，该电梯具有马达控制器以及用来提供表示登上电梯的乘客人数的信号用的乘客传感器，该方法包括：

当乘客登上该电梯时检测乘客的存在并提供表明乘客存在的乘客信号；

根据该乘客信号，提供一个代表最后一个乘客登上该电梯后所经的时间，在该控制概念中说明该电梯交通繁忙程度的时间信号；

并根据由该时间信号及该乘客信号表示的交通繁忙程度，向马达控制器提供一个速度指令信号，从而使电梯运行于与电梯交通繁忙程度有关的速度下。

13.权利要求12提出的方法，包括如下步骤：

根据该乘客信号，依次地提供表示电梯上任何一次的总乘客人数的总乘客人数信号；

提供时间模糊集和乘客模糊集，分别表示该经过的时间周期及该电梯上任何一次的该乘客人数在该控制概念中表示的交通繁忙程度的程度；

并利用由该时间信号及总乘客数信号算出的该时间模糊集和该乘客模糊集的组合的隶属函数值的模糊算术运算，提供该速度指令。

14.一种按照与电梯最近的交通历史有关的控制概念控制变速电梯速度的方法，该电梯具有马达控制器以及用来提供表示登上电梯的乘客人数的信号用的乘客传感器，该方法包括：

当乘客登上该电梯时检测乘客的存在并提供表明乘客存在的乘客信号；

根据该乘客信号，提供一个代表最后一个乘客登上该电梯后所经的时间，在该控制概念中说明该电梯交通繁忙程度的时间信号；

根据该乘客信号，依次提供一个乘客总人数信号，表示该电梯上任何一次的乘客总人数；

根据说明电梯非空载的该乘客总人数信号，向该马达控制器提供一个速度指令信号，使其运行于低于最高运行速度的而为该时间信号及该乘客总人数信号的函数的速度下。

15.权利要求14提出的方法，包括如下步骤：

根据该乘客信号，依次地提供表示电梯上任何一次的乘客总人数的乘客总人数信号；

提供时间模糊集和乘客模糊集，分别表示该经过的时间周期及该电梯上任何一次的该乘客人数在该速度控制概念中表示的交通繁忙程度的程度；

并利用由该时间信号及该乘客总人数信号算出的该时间模糊集和该乘客模糊集的组合的隶属函数值的模糊算术运算，提供该速度指令。

16.权利要求14提出的方法，其中该速度指令信号可以使马达控制器当该电梯没有乘客足够长的一段时间后将该电梯停止。

17.权利要求14提出的方法，其中该速度指令信号可以使马达控制器当该电梯没有乘客足够长的一段时间后令该电梯运行于爬行低速下。

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