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浅谈电梯双轿厢的技术及今后发展

发表时间：2020/9/25 来源：《基层建设》2020年第17期作者：骆晓

[导读] 摘要：随着经济和城市化发展，城市土地资源短缺，城市高层和超高层建筑数量在快速增加，这也对电梯技术提出了更要要求。

        深圳广达电梯工程有限公司广东深圳 518000
        摘要：随着经济和城市化发展，城市土地资源短缺，城市高层和超高层建筑数量在快速增加，这也对电梯技术提出了更要要求。传统电梯技术已经无法适应城市化发展，于是双轿厢电梯便应运而生。双轿厢电梯与传统电梯相比具有诸多优势，为促进我国双轿厢电梯技术的更好发展，本文对双轿厢电梯技术进行探讨，并对双轿厢电梯复合控制系统优化进行展望。
        关键词：双轿厢电梯；复合控制系统；优化；展望
        引言
        双轿厢电梯相比传统电梯有着明显优势，既可以有效减少电梯井道数量为建筑节约空间，还能缩短乘客的候梯和乘梯时间，从而提升电梯的运输能力节约运行成本，因此，双轿厢电梯相比传统电梯具有更高的经济性。双轿厢电梯的难点在于如何对双轿厢电梯进行复合控制实现双轿厢电梯的实时、随机、高效、节能、智能化、非线性、动态运行，因此，复合控制系统及其优化技术是近年来国内外双轿厢电梯领域重点研究的问题，下文对双轿厢电梯的原理、构成和特点进行介绍，对国内外双轿厢发展现状进行分析，在此基础上对双轿厢电梯复合控制系统优化进行展望。
        1 双轿厢电梯发展历程
        世界上最早的双轿厢电梯(DCE)由F.J.斯伯莱格（Sprague）在1931年设计研制出来，双轿厢电梯的灵感来自于双层公共汽车。随后D.L. 奎斯特（Lindquist）和I.N.安德森（Anderson）设计出了在一条电梯井道中配置两个轿厢的双轿厢电梯系统，为现在双轿厢电梯技术奠定了基础。直到1996年世界上已经安装有465台双轿厢电梯，这些双轿厢电梯主要分布在南亚、北美和欧洲。日本在1997年设计研制出来首台双轿厢电梯，德国在2003年诞生了首个TWIN双轿厢电梯系统。2010年哈利法塔配套安装了20台双轿厢电梯，单次可乘坐46名乘客，由于安装于建筑物外侧也被用作观光电梯，其运行高度、距离跨度和运行速度创造出了当时之最。自双轿厢电梯诞生至今，双轿厢电梯技术已经经历了近90年的发展，目前双轿厢电梯已经被越来越普遍地使用在当今大中型城市高层建筑及超好层建筑中，并且双轿厢电梯技术还在不断发展和完善，然而目前我国的双轿厢电梯拥有数量却非常少。
        2 双轿厢电梯系统概述
        双轿厢电梯系统比传统电梯要复杂得多，复合控制系统也更复杂。双轿厢电梯系统是在单条电梯井道中安装有两个相互独立的电梯轿厢。双轿厢电梯系统由中央控制系统、单条电梯井道、两个相互独立的轿厢、楼层电梯外按钮、传感器和其它辅助部件构成。双轿厢电梯系统将两个相互独立的轿厢一上一下地设计在单条电梯井道中的同一根轨道上，通常上轿厢采取和普通电梯轿厢相同的悬挂方式，在悬挂时将钢缆固定在上轿厢顶部，下轿厢悬挂钢缆设置在电梯井道侧面，钢缆绕道是由上下轿厢底部安装的滑轮来完成，通过这样的方式就可以实现上下轿厢相互独立运行，可见双轿厢电梯的运行方式和控制技术比传统电梯要复杂得多。复合控制系统是双轿厢电梯系统的核心部分。

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经过实际使用发现，在复合系统中停站次数与双层轿厢运载效率紧密关联，在双轿厢电梯运行过程中，复合控制系统需要对每个层站进入和离开电梯的最后一名乘客进行跟踪检测，对电梯轿厢全部停站次数进行检测和计算，并对电梯运行进行智能化协调和控制。随着复合控制系统技术发展，当前最新的复合控制系统主要采用逻辑规划和智能优化算法来对电梯轿厢呼叫信号进行分析和控制，从而为乘客快速分析计算出目的楼层的最优电梯轿厢。在日常运行中，智能化复合控制系统可以有效避免电梯轿厢超载运行和空载运行问题。尤其在上下班人流高峰期时，智能化复合控制系统可以极大地缩短乘客的候梯和乘梯时间，提高了双轿厢电梯的运行效率。
        3 双轿厢电梯技术发展方向
        双轿厢电梯在空间非常有限的电梯井道中高效地完成乘客输送需要完全依赖于复合控制系统，特别在层间交通和上下行乘客流大的时间段要求双轿厢电梯具有很强的运输效率，因此，复合控制系统在双轿厢电梯群调度中发挥着关键作用，复合控制系统也是国内外双轿厢电梯领域重点研究的方向。双轿厢电梯复合控制系统具有高度的随机性和复杂性，相比传统电梯控制技术更加复杂。传统电梯控制技术主要有：神经网络算法、模糊控制算法、遗传算法等。目前双轿厢电梯复合控制系统常用的是优化调度遗传算法，该算法具有比较好的控制效果，但是该控制方法仅仅在单一乘客流模式中适用，如何研究出适合复杂乘客流模式的控制方法是相关人员需要研究的问题。总体来说目前我国的双轿厢电梯技术还比较落后，对复合控制系统的研究较少，复合控制系统优化技术研究更加缺乏。最新资料显示，李懋蕊从生物学原理中的人工诱导变异理论中获得灵感，针对双轿厢电梯的复合控制系统特点，提出了一种目的层可预约双轿厢电梯复合控制系统优化方法，该方法采用了具有自适应引导变异特性的遗传算法，利用该方法首先建立了与双轿厢电梯相匹配的目标函数，并在目标函数基础上以15层3井道6台电梯建筑为研究对象建立了评价函数，然后引入自适应引导变异进化特准对改进的遗传算法过程进行操作，最后利用Matlab软件建立遗传算法优化双轿厢电梯复合控制系统仿真模型，经过Matlab仿真分析得到了该优化方法的候梯时长、乘梯时长、停梯次数、停梯时长、能源消耗等参数的分析结果，将数据分析结果与传统双轿厢电梯复合控制系统进行对比显示，改进后的遗传算法在候梯时长、乘梯时长、停梯次数、停梯时长、能源消耗等方面均明显优于传统双轿厢的控制系统。改进后的遗传算法可以很好的对双轿厢电梯群进行控制，既能够满足双轿厢电梯在各种交通流环境下的服务需求，也能提升电梯运行效率，改进后的遗传算法相比传统双轿厢电梯算法在各方面都具有明显优势。尤其在层间交通和上下行乘客高峰环境下，可以很好地对乘客流目的层和到达率进行分析和调控，从而保证双轿厢电梯复合控制系统客流输送效率。通过仿真分析说明，改进后的遗传算法具有很强的适应性，兼顾了电梯的服务质量和节能性，为双轿厢电梯复合控制系统未来发展提供了技术支持。
        4 结语
        我国电梯市场潜力巨大，近年来我国电梯生产量和使用量都位于世界前列，然而目前国内双轿厢电梯的使用数量很少，与双轿厢电梯相关的智能化复合控制系统研究和使用很少，目前我国为数不多的双轿厢电梯及其智能化复合控制系统主要来自于从发达国家进口，双轿厢电梯及其智能化复合控制系统还处于理论研究阶段，未来我国需要加强在双轿厢电梯及智能化复合控制系统方面的研究。
        参考文献
        [1]李懋蕊.双轿厢电梯的优化控制方法研究[J].沈阳建筑大学，硕士论文，2015,12.
        [2]张累.双轿厢电梯的优化控制方法研究[J].沈阳建筑大学，硕士论文，2013,12.