دانشكده مهندسی

گروه مهندسی برق

 

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد در رشته مهندسی برق گرایش قدرت

 

عنوان:

کنترل گروهی آسانسورها به منظور صرفه جویی در انرژی مصرفی

 

استاد راهنما:

دکتر علیرضا حاتمی

 

اساتيد داور:

آقاي دكتر مرادي

آقاي دكتر كرمي

 

نگارش:

احمد امینی

تاریخ دفاع:

 

شنبه 13 دی 1394، ساعت17:30

                                                                                  مکان: آمفی تئاتر دانشکده

 

چكيده:

با رشد شهرنشینی و توجه به این نکته که در شهرستان­های بزرگ و پرجمعیت، زمین برای ساخت­وسازدر حال کاهش است، در نتیجه ساختمان­های مرتفع در تمام بخش­های مسکونی، تجاری و سازمانی رونق خاصی پیدا کرده­اند. یکی از سرویس­های مهم برای این ساختمان­ها آسانسور می­باشد که امکان کار و زندگی  بهتر­ را برای بشر فراهم کرده­­است. آسانسور­ها حدود 4% (3تا5درصد) از برق مصرفی ساختمان را به خود اختصاص داده­اند. در نتیجه کاهش انرژی مصرفی آسانسورها حائز  اهمیت  است. به­ علت  افزایش سطح  رفاه  افراد، اخیراً به ­موضوع­  مصرف انرژی در ساختمان توجه بیشتری شده­است. بهره­وری از خدمات آسانسور برای جمعیت ساختمان بسیار حیاتی  است  به­طوری­که  مسافران  از آسانسور­ها  انتظار دارند که پاسخ­گویی به فراخوانی­ها­ و رفتن از طبقه مبدأ به طبقه مقصد را درکمترین زمان ممکن انجام دهند. در سیستم تک آسانسوره، تنها یک کنترل کننده همه فراخوانی­ها را کنترل می­کند درحالی­که در مورد چندین آسانسور، یک کنترل­کننده گروهی تصمیم می­گیرد که کدام آسانسور به فراخوانی اختصاص داده شود. مسئله کنترل گروهی آسانسورها مشکلاتی از قبیل رفتار پیچیده و سخت بودن طراحی، آنالیز، شبیه­سازی و کنترلشان را به همراه دارند. کنترل گروهی آسانسورها مدت زیادی می­باشد که مورد مطالعه قرار گرفته است. روش­های اولیه عمدتاً  براساس  روش­های تحلیلی گرفته  شده  از تئوری صف  بود. در دهه­های اخیر تکنیک­های هوش مصنوعی از قبیل منطق فازی، شبکه­های عصبی و الگوریتم­های ارزیابی هیبریدی مورد بحث قرار گرفته­اند.

در این پایان نامه، کنترل گروهی آسانسورها مد­نظر­ است. به­این­صورت که یک یا چند آسانسور، خدمت­رسانی به فراخوانی­های  طبقات را برعهده­­دارند. هدف کنترل­ گروهی، مینیمم کردن زمان انتظار افراد یا کاهش  انرژی مصرفی­آسانسورها می­باشد. این­خدمت­رسانی­ها­ ­باید در ­راستای ­یکی­ از این­ اهداف یا درنظر گرفتن هم­زمان هردوی آن­ها باشد.­ ابتدا، باید نوع الگوی ترافیکی  مشخص  می­شود. سپس روشی برای به­دست آوردن طبقات مبدأ و مقصد مسافران (مونت کارلو) ارائه­ می­گردد. درکارهای انجام شده قبلی، افراد قبل ازسوارشدن، فقط جهت­حرکت را  مشخص می­کنند و سپس زمانی که  وارد آسانسور شدند، دکمه  طبقه  مقصدشان  را می­زنند. اما در این پایان­نامه فرض می­شود که افراد، قبل از سوار شدن، دکمه مربوط ­به طبقه مقصدشان را می­زنند که این روش باعث می شود که تعداد توقفات کاهش یابد و در نتیجه کاهش  زمان انتظار را در پی دارد. مرحله بعد، تعیین هدف بهینه سازی با استفاده از منطق فازی است. همانطورکه اشاره شد، هدف بهینه سازی می­تواند مینیمم کردن زمان انتظار، انرژی مصرفی یا بهینه سازی همزمان هردو باشد. آن­گاه، با توجه به نرخ ورود افراد (براساس توزیع پواسن) و مشخص شدن هدف بهینه سازی و اطلاع داشتن از موقعیت تمام آسانسورها، آسانسور مناسب برای سرویس دهی انتخاب می­شود. این روال تا  زمانی­که دیگر هیچ شخصی در صف انتظار سرویس آسانسور نباشد، ادامه می­یابد. بعد از اتمام روال ذکر­شده و با توجه به روابط موجود زمانی هرسفر طول­می­کشد و نیز، زمان انتظار به­دست  می­آید و   نیز، مجموع  انرژی مصرفی آسانسورها  در دسترس  می­باشد. بنابراین مقایسه­ای با روش­های بیان شده در کارهایی که قبلاً انجام شده، صورت می­گیرد و کارایی روش ارزیابی می­شود.

كلمات كليدي: ساختمان­هاي مرتفع،آسانسورها، كاهش انرژي مصرفي، الگوي ترافيكي

 

Abstract:

With growing  urbanization  the land is becoming scarce in large metropolitan and densely populated cities so that high rise buildings are booming in all the sectors i.e. residential, commercial and  institutional. An important  service in these buildings is the elevators or lifts that share about 4% of  the overall energy consumed by the buildings.so  the importance of  reducing  energy  consumption  by  lifts  can  hardly  be  exaggerated.this model proposes a method to analyze and simulate passenger flow model in elevator group control system (EGCS). Although stochastic passenger arrival process in EGCS is about to belong to Poisson process, the data we got are not perfect. We can  obtain  several  standard  passenger  flow  models  by  Monte-Carlo sampling, and we simulate this with MATLAB. We have studied the dynamic behavior of elevators in a system for reducing energy consumption. We present a nonlinear-map model for the dynamics of 3 elevators.Among various traffic patterns in building,most energy is consumed under up-peak traffic pattern.

Key Words: high rise buildings, elevators, reducing  energy  consumption  , nonlinear-map model, up-peak traffic.