移動互聯網下電梯調度系統設計探析
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摘要：本課題設計了一種智能樓宇電梯調度平臺系統，通過通信網關與智能樓宇電梯群控調度總控系統建立通信連接，智能樓宇電梯群控調度總控系統分析出最佳停靠和運行時間，合理規劃乘梯時刻。實踐證明，通過分控系統對電梯進行優化調度，減少了能源消耗，提高了電梯運行效率，提升了人民群眾乘梯的安全性和體驗感。
0前言
隨著社會的進步，高層建筑和智能化樓宇不斷出現，作為智能樓宇重要組成部分的運輸工具電梯得到了越來越廣泛的應用，同時，人民群眾對電梯的服務質量也提出了越來越高的要求[1]。在高層社區、商務寫字樓、醫院住院大樓等人員密集場所，單部電梯已不能滿足用戶的需求，一般都會在一樓安裝多部電梯，目前的電梯系統存在候梯人數不確定及召喚產生隨機性的難點，影響著電梯運行規則、策略的準確運用。“互聯網+”下的物聯網、大數據、云計算等創新思維與技術的發展，為樓宇行業向新趨勢邁進提供了新契機。基于移動互聯網的智能電梯調度系統平臺用于減少電梯的等待時間而提出一種基于手機移動互聯網的主動預約式電梯調度方案，在傳統電梯技術方案基礎上增加與乘客的信息互動反饋以獲取交通流量數據[2]。遠程控制系統通過綜合當前時刻流量數據進行統一調度，以實現最高效率調度電梯、優化電梯運行路徑、節約電梯能耗。
1電梯調度系統的總架構方案
樓宇電梯、移動終端、服務器、控制器、數據庫、網關等網絡節點形成統一系統，即時通訊，實現客戶乘梯的信息智能化識別、定位、追蹤、監控和管理的一體化[3]。1）通過客戶端實現調度電梯、提前預約電梯、電梯位置查看、電梯人數監視、遠程預約和到站提醒。客戶端包括手機客戶端和電腦Web端，手機客戶端為內置的APP軟件，所述手機客戶端和電腦Web端與云端服務器實現數據互通。2）ZigBee協調器與智能網關建立無線連接，智能網關依次通過路由器和TCP/IP網絡接入互聯網與云端服務器連接。3）云端服務器對智能網關上傳的數據通過大數據分析和云計算實現對電梯運行數據的監測和分析，實時監控所有電梯的運行情況，并通過通信網關與智能樓宇電梯群控調度總控系統建立通信連接，進行信息傳送。4）智能樓宇電梯群控調度總控系統分析出最佳停靠和運行時間，合理規劃乘梯時刻，與分控系統建立通信連接，實現對電梯的調度。5）分控系統接收總控系統的調度方案，控制相應的電梯處于上行、下行或待梯狀態。
2電梯調度平臺系統的工作流程
根據系統的功能設計和控制要求，基于移動互聯網的電梯調度平臺系統的工作流程如圖1所示。1）用戶信息采集：通過乘梯人員信息采集終端對乘梯人員的乘梯信息進行采集。2）云端服務器信息流分析：乘梯人員信息采集終端將乘梯信息發送給云端服務器；云端服務器將采集到的信息存儲于云端服務器內，并根據視頻采集終端、紅外感應傳感器、無線定位終端和電梯故障采集終端發送來的數據對電梯待乘梯的情況進行分析。3）總控服務器調度方案：智能樓宇電梯群控調度總控系統根據云端服務器發送來的各樓層的電梯待乘區的情況，規劃乘梯路徑并推送給乘梯人員進行乘梯，同時也將電梯的運行情況推送給乘梯人員；分控系統根據智能樓宇電梯群控調度總控系統給出的調度方案控制電梯的運行。智能電梯調度系統方案如圖2所示。4）目標定位：乘梯人員信息采集終端獲取每個用戶前往電梯停靠樓層的停靠層數后，在電梯運行過程中，定位傳感器對電梯轎廂進行實時定位，通過WIFI無線定位對乘梯人員進行實時定位，實時獲取乘梯人員位置信息。5）乘梯追蹤：通過電梯內攝像頭采集圖像，云端服務器對接收到的圖像進行處理，分析人的面部表情和實況音頻，若判讀遇到危險，通過無線通信發送信息給智能樓宇電梯群控調度總控系統進行求助。6）安全監控：乘梯人員信息采集終端采集用戶的乘梯時間和目的樓層，云端服務器根據目的樓層計算出出梯時間，若沒有出梯或者超過一定的時間范圍，發送信息給智能樓宇電梯群控調度總控系統進行報警。
3電梯調度功能系統實現
調度總控制功能根據各電梯的運行狀態和情況，向各分控系統發送運行指令，各分控系統根據運行指令控制對應電梯運行，如圖3所示。信息接收單元，用于接收云端服務器發來的數據，采集終端和客戶端的信息；信息分析處理單元，用于對數據采集終端發送至信息接收單元的信息進行分析，輸出調度信號。具體實現如下：1）數據接口服務器通過無線通信方式與客戶端1連接，接收客戶端1發送的用戶乘梯信息，同時向客戶端1發送反饋信息；實時監控所有電梯的運行情況，并分析出最佳停靠和運行時間，合理規劃乘梯時刻。業務處理服務器包括平臺數據服務和數據庫服務。2）乘梯人員信息采集終端41包括二維碼識讀器、NFC識別裝置、電梯按鍵采集裝置。NFC識別裝置讀取乘梯人員的NFC芯片，獲取將要到達的目的樓層的信息；二維碼識別器識讀二維碼信息，并對二維碼信息進行加密后再傳輸。3）視頻采集終端42采集各樓層的電梯待乘區的乘梯人數，轎廂內部的攝像頭對電梯內乘梯人員進行全尺度覆蓋的視頻信息采集。視頻采集終端42獲取圖像信息并實時分析，通過ZigBee協調器5上傳至云端服務器2。無線定位終端44通過定位傳感器實時讀取轎廂的位置信息，并將便于電梯調度；通過WIFI無線定位對乘梯人員進行實時定位，實時獲取乘梯人員位置信息。電梯故障采集終端45用于檢測電梯故障，包括上下平層傳感器、門開關傳感器、上極限傳感器、下極限傳感器和加速度傳感器。4）電梯群控調度總控系統7包括信息接收單元、信息分析處理單元和調度總控制器。分控系統8包括調度信號接收單元和電梯控制器，調度信號接收單元的輸入端與調度總控制器的輸出端連接，調度信號接收單元的輸出端與電梯控制器的輸入端連接，電梯控制器控制相應電梯的運行。電梯控制器包括按鍵控制模塊、二維碼控制模塊和NFC信息控制模塊。按鍵控制模塊用于接收乘梯人員的按鍵信息，并控制電梯上行和下行過程中各樓層的停靠需求；二維碼控制模塊用于獲取訪客需要到達的目的樓層層號，并控制電梯上行或下行；NFC信息控制模塊讀取乘梯人員的NFC芯片信息，獲取停靠需求并對電梯進行控制。
4總結
1）基于移動互聯網的智能樓宇電梯調度平臺系統，通過客戶端提前獲取候梯人數及召喚信息，對用梯交通流信息進行預測；通過智能樓宇電梯群控調度總控系統自動制定最佳運行計劃，減少能源消耗，實現電梯的更高效率運行，提高了人民群眾乘梯的安全性和體驗感，實現了電梯優化調度，提升了樓宇智能化的水平[4]。2）基于移動互聯網的智能樓宇電梯調度平臺系統，能夠對乘梯人員進行實時乘梯追蹤和安全監控，判讀危險信號，通過無線通信發送信息給智能樓宇電梯群控調度總控系統進行求助，防止用戶在電梯內受到不法分子的侵害，實現即時可靠的安全保障。3）在手機APP中嵌入緊急和跌倒報警單元，用戶遇到電梯故障時，如果人員已經跌倒，通過APP記錄跌倒的時間、定位跌倒的位置，并通過APP快速發出求救信號實現本地報警。
參考文獻：
[1]宗群，岳有軍，尚曉光，等.一種電梯群控多目標調度方法[J].系統工程理論與實踐，2001(11)：129-133.
[2]褚世沖，夏棟，王悅，等.基于移動互聯網的智能電梯調度系統[J].電子技術與軟件工程，2016(17)：26-27.
[3]王賽男，陳敢.基于物聯網的電梯監控平臺設計與實現[J].重慶城市管理職業學院學報，2018，18(1)：83-86.
[4]李達銘，樊銳，史海鷗，等.物聯網與大數據相結合的電梯調度系統優化方案[J].計算機時代，2018(5)：21-24.
作者:崔玲玲 鄒佳鑫 單位:蘇州健雄職業技術學院智能制造學院
