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5 電梯的臺數(shù)

早期大樓內(nèi)電梯的設(shè)置臺數(shù)是由經(jīng)驗(yàn)確定的，即按照大樓的人數(shù)、房間數(shù)以及電梯的主參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。20世紀(jì)70年代，開始流行基于電梯在客流高峰情況下往返一次運(yùn)行時(shí)間的手工計(jì)算的交通分析法(常規(guī)計(jì)算法)，這是一種開創(chuàng)性的方法，直到今天仍然被用作簡單的驗(yàn)算。但是這種方法僅是粗略的計(jì)算，沒有涉及多臺電梯的負(fù)載及運(yùn)行間隔均勻的問題(群控調(diào)度)。20世紀(jì)90年代，運(yùn)用計(jì)算機(jī)編程的分析法和仿真法被開發(fā)。如今人們正在研究利用計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)、模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能技術(shù)來描述電梯交通系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，進(jìn)而完成大樓電梯的整體配置。

乘客的候梯時(shí)間(根據(jù)大樓用途有不同的評定范圍)和乘梯時(shí)間(一般不超過90s)是評定電梯服務(wù)質(zhì)量的2個(gè)重要指標(biāo)，也是交通分析的重要內(nèi)容。交通分析就是根據(jù)大樓的用途，考慮大樓內(nèi)外人員的實(shí)時(shí)流動(dòng)情況，結(jié)合電梯系統(tǒng)本身的特征如主參數(shù)、操縱控制方式等經(jīng)過計(jì)算得出滿足大樓輸送要求的電梯臺數(shù)及分配。交通分析時(shí)必須掌握大樓的客流狀態(tài)，如上行客流高峰、下行客流高峰、上下行客流平衡、上行客流較下行客流量大、下行客流較上行客流量大、頻繁的層際客流、空閑時(shí)的客流等狀態(tài)。除了交通分析外，選擇電梯臺數(shù)時(shí)還應(yīng)注意：(1)應(yīng)考慮到大樓完成數(shù)年后客流交通的變化；(2)臺數(shù)設(shè)置應(yīng)滿足各類建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求的最低配置；(3)大樓一般不能只配1臺電梯(單元式住宅樓除外)，否則一旦停機(jī)大樓交通就會癱瘓。

為便于理解交通分析，我們介紹常規(guī)計(jì)算法。分析法和仿真法由于更側(cè)重?cái)?shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)知識，在此不再贅述。

(1)找出大樓客流高峰。對于辦公樓客流高峰一般出現(xiàn)在早晨上班到達(dá)時(shí)間(典型的上行高峰)、下午下班回家時(shí)間、午飯到餐廳就餐時(shí)間；住宅樓出現(xiàn)在早晨出去上班時(shí)間和傍晚回家時(shí)間；旅館出現(xiàn)在就餐時(shí)間，會議廳開會或閉會時(shí)間，中午前退房結(jié)帳時(shí)間；醫(yī)院出現(xiàn)在病人探視時(shí)間；百貨商場出現(xiàn)在星期日接近中午時(shí)間(由于使用自動(dòng)扶梯而使電梯客流高峰呈現(xiàn)不確定性，一般平均按電梯承擔(dān)10%~20%的客流，自動(dòng)扶梯承擔(dān)70%~80%的客流，步行為10%的客流)。

(2)確定電梯的服務(wù)形式。電梯的服務(wù)形式主要有：單程快行(典型的上行高峰服務(wù)形式)，單程區(qū)間快行，各層服務(wù)或隔層服務(wù)，往返區(qū)間快行，單程高層服務(wù)，單程低層服務(wù)。

(3)計(jì)算單梯往返一次運(yùn)行時(shí)間(RTT)。該時(shí)間包括乘客出入轎廂時(shí)間，開關(guān)門總時(shí)間，轎廂行駛時(shí)間，損失時(shí)間(一般取乘客出入轎廂時(shí)間與開關(guān)門總時(shí)間之和的10%)。

在計(jì)算以上這些時(shí)間時(shí)涉及以下幾個(gè)變量：①乘客人數(shù)r，取轎廂容量的80%；②單次開關(guān)門時(shí)間；③額定速度與加減速度；④轎廂服務(wù)層數(shù)n(除基站外)；⑤可能的停站數(shù)f，包括短區(qū)間可能的停站數(shù)和快行期間的停站數(shù)，應(yīng)用概率論計(jì)算，例如對于單程快行服務(wù)形式f=n[1-(1-1/n)r]+1;⑥層高與樓層數(shù)。

(4)驗(yàn)算輸送能力。若大樓配置電梯數(shù)為N臺，則電梯在主端站的運(yùn)行間隔時(shí)間INT=RTT/N，乘客平均候梯時(shí)間AWT=(50%~65%)INT。一般對于辦公樓要求INT≤40s，住宅樓INT≤90s，旅館INT≤50s。每5min內(nèi)N臺電梯的總輸送能力HC=300rN/RTT(人)，如果HC超過或等于乘客在高峰期間5min內(nèi)的到達(dá)數(shù)則設(shè)計(jì)就滿足了。有時(shí)還希望算出高峰期間HC占大樓全部人員的百分比，使之不小于大樓客流高峰期間5min的百分比到達(dá)率A(例如對于上行高峰狀況，指在客流最集中的5min內(nèi)到達(dá)建筑物門廳準(zhǔn)備上行的乘客數(shù)與大樓乘客總數(shù)的百分比，一般對辦公樓A=14%~20%，住宅樓A=3%~7.5%，旅館A=10%~15%)。

下面介紹自動(dòng)扶梯理論輸送能力的計(jì)算。自動(dòng)扶梯的主要參數(shù)有提升高度H(m),輸送能力Q(人/h)，梯級運(yùn)行速度v(m/s)，梯級寬度B(m)及梯路傾角α(°)。自動(dòng)扶梯的理論輸送能力是指每小時(shí)輸送的乘客數(shù)，計(jì)算式為：Q=3 600nvφ/t級

式中：n--每一個(gè)梯級上站立人員的數(shù)目(當(dāng)B=0.6m時(shí)n=1，當(dāng)B=0.8m時(shí)n=1.5，當(dāng)B=1.0m時(shí)n=2)；φ--梯級運(yùn)行速度對自動(dòng)扶梯滿載的影響系數(shù)，φ=0.6(2~v)；t級--兩梯級間的節(jié)距，m。

一般認(rèn)為自動(dòng)扶梯的實(shí)際輸送能力是理論輸送能力的60%。如果客流量超過了實(shí)際輸送能力，則乘客在自動(dòng)扶梯前的候梯區(qū)排成了隊(duì)。