基于Incopat的电梯群控专利技术分析_邓丛瑶.pdf

-19-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023中国科技信息 2023 年第 7 期专利分析间等检索式得到源数据。由于发明专利申请有 18 个月的公布周期，以及专利数据库数据收集和录入有一定的延迟，近两年的部分统计指标仅供参考。专利分析 专利申请量趋势分析基于电梯驱动技术的发展和电梯在高层建筑的大量使用，电梯群控技术的发展主要经历的四个阶段：第一阶段是1971 年以前，初级阶段，采用的是继电器时序控制和预选分区控制；自 1928 年出现第一件电梯群控专利申请开始，19281971 年专利申请量呈现断续状态，大部分年份专利申请量为零，偶有几个年份专利申请量也为个位数。第二阶段是 19711988 年，现代化中级阶段，即硬件从采用集成电路到计算机应用于电梯群控；在此期间，申请态势呈现缓慢增长的趋势，于1987年达到第一个峰值，申请量为30件。第三阶段是 19882010 年，现代化电梯群控阶段。申请态势中间呈现快速增长的趋势，于 2009 年达到第二个峰值，申请量为32件。第四阶段是2010年至今，是高速发展阶段，即人工智能技术应用于电梯群控中，与此同时，电梯群控专利申请量高速发展且保持在 60 件左右的高位。全球申请人国别分析全球申请人国别中，中国和日本的专利申请量分别为371 件和 362 件，位于申请人国别排名的前两名。紧随其后行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度基于Incopat的电梯群控专利技术分析邓丛瑶 罗 珊邓丛瑶 罗 珊国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心邓丛瑶（1990），女，江西南昌，研究方向：专利信息分析、知识产权保护；罗珊（等同第一作者），（1991），女，研究方向：专利信息分析、知识产权保护。电梯群控系统（Elevator Group Control System）简称 EGCS 是指一座大楼内安装多台电梯，并将这些电梯与一个计算机连接起来。该计算机可以采集到每个电梯的各种信号，经过调度算法的计算向每个电梯发出控制指令。总之，EGCS 能够根据楼内交通量的变化，对每个电梯的运行状态进行匹配，目的是达到群梯的最佳服务及合理的运行管理。数据来源本文数据库采用 IncoPat 系统，IncoPat 收录了全世界范围的海量专利信息，是专利分析常用数据库。以 2022 年12 月 5 日为检索日，采用分类号、关键词、申请人、申请时图 1 申请趋势图图 2 全球前 10 名申请人国别中国科技信息 2023 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023-20-专利分析的国家分别为：美国、韩国、芬兰、英国、泰国、马来西亚、德国和新加坡。重点申请人分析排名前 10 的重点申请人中三菱、东芝、日立、富士均为日本的公司，其中三菱以 142 件专利申请位于全球申请人排名第一位；紧随其后的为第二名的东芝，其申请量为 139件。从下表也可以看出，大部分为知名电梯品牌。重点核心专利技术分析对电梯群控技术的重点核心专利分析，分析申请人的技术方案，有利于企业、高校和科研机构等组织了解前沿的专利技术和技术分支的发展态势，帮助各创新主体拓宽研究路线和发展新思路。通过对检索后的专利文献分析后发现，电梯群控专利的研究方向主要集中在以下两个方面：优先调度和节能运行。优先调度：包括传统概念上的最大最小功能、优先楼层调度以及优先区域控制，即系统指定 1 台电梯应召时，使待梯时间最小、在待梯时间不超过规定值时，对某楼层的厅召唤，由已接受该层内指令的电梯应召，以及当出现一连串召唤时，区域优先控制系统首先检出”长时间等候”的召唤信号，然后检查这些召唤附近是否有电梯。如果有，则由附近电梯应召，否则由”最大最小”原则控制。（1）专利 CN113511566A在日立株式会社申请的专利 CN113511566A 中，提出了一种电梯群控方法：在接收到包含群组规模的信息的呼梯的输入后，将基于群组规模从电梯的所有号梯中选择的号梯分配给呼梯，从呼梯的输入到分配号梯为止要花费时间。为节约时间，群管理控制装置包括：人数计算部，针对每个号梯，计算从号梯的额定载客人数或基于额定载客人数而设定的允许人数中减去已分配至号梯的人数即已分配人数而得到的值、即剩余允许人数；搭乘候选号梯分配部，将剩余允许人数为由剩余允许人数按钮示出的人数以上的号梯作为搭乘候选号梯分配给剩余允许人数按钮；以及搭乘号梯分配部，在剩余允许人数按钮被选择时将分配给所选择的剩余允许人数按钮的搭乘候选号梯中的一台号梯决定为搭乘号梯，并分配搭乘号梯。（2）专利 CN108408514A南京理工大学申请的 CN108408514A 公开一种多联机群控型电梯调度方法，方法为：首先根据单位时间间隔内客流人数百分比和各电梯的运行状态，确定电梯交通流模式；然后根据候梯时间、乘梯时间、容纳量、系统能耗四个指标，计算出电梯响应呼梯信号的短评价函数；运用模糊逻辑控制，取得隶属函数，进而用隶属函数取代短评价函数，得到短隶属函数；接着使用粒子群优化方法，将短隶属函数初始化为一群随机粒子；使用评价函数式计算每个粒子与粒子群的评价函数值，通过评价函数值获取最优解；粒子更新自己的速度和位置，再次计算新的评价函数值；重复循环，直到达到迭代次数；最后输出最优的电梯调度方案。本发明能减少乘客的候梯时间和乘梯时间，降低能源消耗，改善乘客体验。（3）专利 US20160152438A1在通力公司申请的专利 US20160152438A1 中涉及一种用于在电梯组中处理目的地呼叫的方法，电梯组包括使用目的地呼叫控制的多个电梯，该方法包括分配过程，用于在一次往返行程中电梯组的所有电梯不能为呼叫提供服务的情况，在存在“N”个打开呼叫和“M”个固定呼叫的情况下，已分配但未服务的固定呼叫，其中使用遗传算法（GA），在该遗传算法中执行以下连续步骤：a）形成包含基因的染色体；b）在染色体上形成包含基因的染色体，其中染色体：N 个第一基因包括每个未结呼叫和对应电梯的相关性，N个第二基因包括每个未结呼叫和将提供未结呼叫的往返行程的对应次数的相关性，N 个第二基因包括每个未结呼叫和将提供未结呼叫的往返行程的对应次数的相关性，N 个第二基因包括将提供未结呼叫的往返行程的对应次数的相关性，和M 个第三基因，所述第三基因包括每个固定呼叫与将服务于固定呼叫的往返行程的相应数目的相关性，b）根据集体控制为电梯组的每个电梯计算每个染色体往返行程，c）根据已知的优化准则评估步骤b）中计算的所有电梯的往返行程，例如乘客乘坐时间，乘客候车时间，能源消耗，d）在步骤c）中评估为足以通过本身已知的GA方法形成新一代的染色体，作为例如杂交、突变等，e）对于每新一代染色体的每一染色体重复步骤 b）至 d），直到达到停止标准为止，f）根据上一代的最佳染色体在集体控制中服务呼叫，和 g）根据最佳染色体在当前往返行程中的每一电梯在其行进方向上的目的地在其到达所述着陆之前不久在至少一个公共显示器上显示。该专利解决了目前电梯群组中考虑的电梯往返行程以上的电梯调度问题。（4）专利 US5679932A韩国 LG 公司申请的专利 US5679932A 中，涉及一种电梯系统的群组管理控制方法，包括对电梯系统的每个厅呼和轿厢当前发生的交通流信息进行收集，对收集到的交通流信息进行研究，根据所研究的信息对预定时间后的交通流进行预测，并判断与预期交通流对应的具体控制方式的步骤，其中控制方法包括：分配控制策略建立步骤，用于建立分配适当电梯轿厢的控制策略，该控制策略基于选择性地使用一种策略，即根据预期交通流量的复杂性，根据一群管理专家设置的每一个评价级别评估优先级的策略和一种策略，根据每一个评价级别评估优先级的策略；一种综合评价函数操作步骤，用于在发生电梯厅召唤时，按照所建立的控制策略对每一电梯轿厢操作综合评价函数；一种用于分配选择步骤的可能候选电梯轿厢，该步骤基于在综合评价函数操作步骤中操作的综合评价函数，选择预定的可能分配给大厅呼叫的轿厢；控制项值操作步骤，用于对在分配选择步骤中选择的每个可能分配的候选轿厢的每个可能分配的候选轿厢的每个控制项操作输入值；以-21-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023中国科技信息 2023 年第 7 期专利分析及轿厢分配决策步骤，用于根据预定的估计规则，使用在控制项目值操作步骤中操作的每个控制项目的输入值，在可能的候选轿厢中决定一辆轿厢进行分配。其中，在分配候选轿厢选择步骤中确定的可能分配候选轿厢是在系统中其他电梯轿厢中各自的综合评价函数值最小的电梯轿厢中，对最大的厅呼等待时间和乘梯的可能交通流量具有适当的评价值的电梯轿厢，其中，轿厢分配决策步骤将控制项划分为上优先级组和下优先级组，以估计可能的候选轿厢分配，利用上优先级和下优先级的满意度水平，根据预先确定的决策规则确定可能的候选轿厢分配，并根据估计结果决定分配的电梯轿厢。（5）专利 CN109160395A三峡大学申请的专利 CN109160395A 中涉及一种电梯动态调度的群控方法，包括以下步骤：1）对大厦楼宇进行分析，进行功能分区；2）在对大厦进行功能分区后，对各区域分配不同的电梯数量；3）使各个功能分区内的电梯响应对应区域的信号，按时段配权重，来对电梯群实现动态调度，在不同时间段对各区域电梯数量设置不同权重比例，动态改变分配到各区域的电梯数量，达到对电梯的动态调度；本发明的目的主要是为了解决现有电梯群控技术由于内选信号的无法控制，经常导致区内电梯群部分超区，而且往往超区严重，像这样电梯超区远距离接送，极大地增加能耗和候梯时间等参数，甚至严重影响高峰期电梯交通顺畅度从而影响了电梯的综合性能的技术问题。节能运行：包括常规、高峰、低峰、晚间等模式之间的设置和切换以及节能省电的一些举措和方法。低峰模式：交通疏落时进入低峰模式。常规模式：电梯按“心理性等候时间”或“最大最小”原则运行。上行高峰：早上高峰时间，所有电梯均驶向主层，避免拥挤。午间服务：加强餐厅层服务。下行高峰：晚间高峰期间，加强拥挤层服务。晚间模式：节能睡眠状态，有呼梯时响应。当交通需求量不大时，系统又查出候梯时间低于预定值时，即表明服务已超过需求。则将闲置电梯停止运行，关闭点灯和风扇；或实行限速运行，进入节能运行状态。如果需求量增大，则又陆续起动电梯。（1）专利 JP2011102158A东芝株式会社申请的专利 JP2011102158A 中，提供一种电梯群控系统以实现省电运行而不降低对用户服务的群组管理控制装置和群组管理控制方法。解决方案如下：电梯群管理控制装置包括流量存储装置，测量电梯用户数量并存储各楼层之间的流量；操作模式切换装置，当识别存储流量的状态为预定值或更少时切换操作模式；负责层数确定是指将交通流量换算为总移动量，即单位时间内在各楼层之间移动的人员总数，并根据总移动量对电梯车厢进行分组，以确定各电梯车厢的负责层数；分配控制指参考由确定所准备的各自电梯车厢的负责楼层表，以分配能够响应呼叫楼层的电梯车厢，以响应各自楼层用户的呼叫。（2）专利 US5022497A美国奥的斯公司申请的 US5022497A 专利中，电梯控制系统采用微处理器组控制器，它与电梯轿厢通信系统确定条件关系，并响应调用注册登录的多元化建设服务的电梯控制的控制器。“人工智能”技术用于预测交通水平和任何聚集在不同楼层的人群，以便更好地将一辆或多辆电梯轿厢分配到“人群”预测的楼层，如果这些楼层是空的，可以将它们停在那里，或者更恰当地将电梯轿厢分配到大厅呼叫。通过实时收集乘客和轿厢停车次数，并使用实时和历史预测的交通水平，预测不同楼层的交通水平，采用单指数平滑和/或线性指数平滑。预测的乘客到达数被用来预测每隔 15s 在预计有大量交通的楼层的任何人群。然后，根据层站停靠次数和轿厢搭载的乘客数量对人群预测进行调整。人群动态与电梯轿厢分配相匹配，一辆或多辆电梯轿厢被送到拥挤的楼层。（3）