Chinasp.ru

Авто Клондайк
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разработка алгоритма движения лифтов

Разработка алгоритма движения лифтов

image
© Клип «Gangnam Style»

С ростом этажности наших городов всё больше людей ежедневно пользуется лифтами. Но мало кто из нас задумывается о том, как всё это лифтовое поголовье умудряется более-менее эффективно развозить в течение дня уйму людей, особенно в часы пик. Существует ряд алгоритмов движения лифтов, которые исходят из разных условий — например минимизации времени ожидания лифта. Но давайте подумаем, как можно разработать лифтовый алгоритм.

При всей кажущейся простоте задачи довольно сложно создать лифтовый алгоритм для реального применения в зданиях. К тому же такие вещи считаются коммерческими тайнами и патентуются. Поэтому попробуем сделать упрощённую модель:

В здании на каждом этаже живёт одинаковое количество людей. Есть несколько лифтов, лестниц нет. Для простоты будем считать, что на каждом этаже одинаковое количество пассажиров ждёт лифт. Также мы знаем, что в течение дня есть несколько часов пик. Нужно придумать такой алгоритм, чтобы минимизировать время ожидания всех людей в здании.

Здесь можно выделить несколько затрудняющих решение задачи условий:

  • Произвольное количество этажей.
  • Произвольное количество лифтов.
  • Есть периоды часов пик.
  • Распределение лифтов должно описываться на основе функции от нагрузки и времени ожидания.

Также будем учитывать ещё несколько переменных и констант:

  • Количество людей на каждом этаже — 100 человек.
  • Время, за которое лифт проходит один этаж без остановки, — 5 секунд.
  • Время стояния лифта на этаже — 20 секунд.

Конечно, в реальной жизни скорость прохождения этажа лифтом может быть нелинейной, ведь он разгоняется и тормозит. Но для упрощения расчётов мы это отбросим. Если вам это покажется излишним упрощением задачи, то можете потом самостоятельно ввести эти условия в алгоритм.

Заметим, что пока ничего не сказано о грузоподъёмности лифтов. Здесь мы тоже радикально упростим себе жизнь — будем считать, что лифт вмещает сколько угодно людей. Нереалистично, согласен. Но зато, когда у нас появится первая версия алгоритма, будет проще ввести такие условия:

  • Если лифт полон, то он опускается на этаж ниже.
  • После высадки всех пассажиров лифт возвращается на предыдущий этаж.

Алгоритм распределения лифтов

Как понятно из рисунка, каждому лифту присваивается определённая зона ответственности. Это сделано для того, чтобы усреднить время ожидания на каждом этаже, а также нагрузку на каждый из лифтов. Каждый лифт может проходить цикл «этаж 1 -> 2 -> 3 -> 0». Давайте посчитаем, сколько времени занимает полное прохождение цикла:

  1. Время прохождения одного этажа умножаем на количество этажей в цикле и умножаем на два (потому что лифт идёт вверх, а потом вниз). В нашей модели получается:
    5 секунд * <максимальное количество этажей> * 2.
  2. Количество остановок c первого по последний этажи умножаем на продолжительность остановки. В нашей модели:
    20 секунд * <количество обслуженных этажей>.

Объединим:
время прохождения цикла = (5 * <максимальное количество этажей> * 2) + (20 * <количество обслуженных этажей>)

Читайте так же:
Карбюратор солекс 21083 регулировка винта качества

Теперь посчитаем усреднённое количество людей, которых мы перевезём в течение одного цикла:

усреднённая загрузка лифта = <Время прохождения цикла> * <количество обслуженных этажей> * <количество людей на этаже> / <час пик>

  • <час пик> — это время завершения одного часа пик.
  • <количество обслуженных этажей> — количество этажей, на которых останавливается лифт.

Теперь создадим два массива:

  1. Массив здания. Количество ячеек равно количеству этажей. Содержимое ячейки обозначает количество ожидающих на этаже людей.
  2. Массив лифтов. Количество ячеек равно количеству лифтов. Содержимое ячейки обозначает «верхний» этаж, до которого ездит данный лифт. Например, в массиве [2, 3, 4] описаны три лифта: первый ездит не выше второго этажа, второй — не выше третьего, третий — не выше четвёртого.

Начнём с того, что первый массив пуст, а затем при каждом добавлении этажа в массив мы станем приписывать к нему лифт. Характер добавления будет меняться, как мы увидим ниже, но в целом он описывается довольно просто. Этажи добавляются в циклы до тех пор, пока грузоподъёмность не станет ограничением. Введём маленькую функцию:

время прохождения цикла + ((время прохождения цикла / 100) * усреднённая загрузка лифта)

<время прохождения цикла> — это целое число, пока оно не достигнет 100 секунд (достаточно долго для пребывания в лифте), а затем в уравнении начинают учитываться <усреднённые загрузки лифтов>. Поскольку наша задача была описана довольно расплывчато, то и в решении есть некоторая неясность. Таким образом, функция добавления этажа в зону ответственности лифта довольно условна, хотя и эффективна при управлении нагрузкой. Вероятно, есть и более хорошее решение.

Реализация функции добавления этажа (Python):

Обратите внимание: каждый раз, когда elevatorNumber выбирает лифт выше текущего значения elevatorNumber , увеличивается размер массива лифтов:

В каждом цикле мы на единицу увеличиваем максимальный этаж после выбранного лифта. Поэтому в цикл выбранного лифта мы добавляем ещё один лифт. Функция eleLoop(e, i) просто определяет время и среднее количество перевозимых в цикле пассажиров.

Теперь напишем функцию прохождения по этажам и создания самих этажей. Обратите внимание: в нашем случае количество людей на этажах считается одинаковым. Если решить эту задачу, то потом будет достаточно легко учитывать и разное количество людей на этажах.

Этого вполне достаточно. Решение относительно прямолинейное, так что здесь многое можно улучшить.

Реализация на Python

Теперь соберём разные части алгоритма вместе, добавим несколько функций для вывода данных и создадим маленький симулятор.

  • 10 этажей.
  • 3 лифта.
  • 1 час пик.
  • 5 секунд на прохождение этажа.
  • 20 секунд стояния лифта на этаже.
  • 100 человек на этаж.

Выходные данные:

Лифт № 1, продолжительность цикла — 140 секунд, в среднем перевозится 19,44 человека
Лифт № 2, продолжительность цикла — 150 секунд, в среднем перевозится 16,67 человека
Лифт № 3, продолжительность цикла — 150 секунд, в среднем перевозится 12,5 человека

Читайте так же:
Влияние регулировки клапанов на компрессию

Общее время: 65 минут

Среднее количество людей на этаже по мере прохода лифтов:

Как видите, алгоритм работает неплохо, но не идеально (для наших условий). Вы можете улучшить его самостоятельно.

Время прогона

Время прогона алгоритма зависит от трёх факторов:

  • k: самый длинный цикл, количество людей
  • n: начальное количество людей на обслуживаемом этаже самого длинного цикла
  • m: общее количество этажей

Время прогона: O(m * (n/k))

n/k определяет максимальное количество итераций, совершаемых лифтам в пределах цикла(-ов). m используется потому, что нам нужно пройти по каждому этажу в ходе итерации. В этом случае мы пренебрегаем «настройкой», представляющей собой заполнение «массива здания», описывающего количество людей на каждом этаже, потому что это не является основным условием для прогона (m*(n/k) + m).

Объём памяти для прогона алгоритма зависит:

  • e: от количества лифтов
  • f: от количества этажей

Объём памяти: O(e + f)

Заключительное слово

Конечно, алгоритм получился не идеальный, но вполне рабочий. Предложите свои улучшения. Движение лифтов — это интересная прикладная задача, которая аналогична распределению ресурсов компьютера.

Конструкция лифта

В современных зданиях могут использоваться подъемные устройства разных типов. При этом общая конструкция лифта принципиально не меняется. Она включает такие узлы и элементы:

  • кабина (в случае с грузовой моделью — платформа);
  • противовес, необходимый для уравновешивания кабины;
  • высокопрочные стальные тросы;
  • система вращающихся шкивов;
  • привод и управляющее оборудование;
  • профильные направляющие, по которым движется кабина;
  • система безопасности.

Кабина подвешивается на стальных канатах, перекинутых через шкивы. К противоположным концам канатов подвешивается противовес. Нужное количество используемых тросов и шкивов рассчитывается в зависимости от веса кабины и уравновешивающих грузов, от грузоподъемности лифтового оборудования и других факторов. Приводной механизм (обычно на основе электродвигателя) вращает шкивы по команде системы управления. В результате кабина лифта опускается или поднимается, в зависимости от направления вращения системы шкивов. При этом противовес движется в обратном направлении.

Использование противовеса позволяет значительно уменьшить мощность электродвигателя, поскольку основная часть работы по подъему или опусканию лифта производится благодаря действию силы тяжести. Движение осуществляется по вертикальным направляющим из высокопрочного стального профиля. Это исключает раскачивание кабины и ее смещения при подъеме или опускании — она перемещается строго по вертикали.

Для размещения приводного механизма и системы управления в здании оборудуется машинное отделение. Основу привода составляет асинхронный электродвигатель. Вращение на шкивы с заданной частотой передается через передаточный механизм. Оборудование для управления размещено в установочном шкафу. Коммутация управляющей системы с панелью, установленной в кабине, обеспечивается при помощи гибкого кабеля. Также органы управления выведены на пульт дежурного оператора.

Если выявлено, что причиной плохой работы тормозов является ТК ПП, то надо отрегулировать тормозной кран на полуприцепе. Настраивают давление при помощи регулировочного винта.

Когда возникают вопросы с пневматической тормозной системой и нет времени обратиться в специализированный сервис, решение проблемы можно поискать в сети на специализированных форумах или посмотреть тематическое видео на YouTube.

Читайте так же:
Мтз 320 регулировка лапок сцепления

Если шипит колдун, камеры выдвигают трещотки, ПП подтормаживает, пахнет резиной, а при езде без загрузки несамоходное ТС уходит в юз, опытные водители советуют произвести следующие действия:

  • разобрать и почистить РТС;
  • посмотреть, нужна ли регулировка крана тормозных сил на полуприцепе;
  • купить новый кран, который стоит около 10–12 тысяч рублей;
  • проверить управляющий кран.

Для того чтобы избежать проблем с тормозами на несамоходных ТС, надо регулярно обслуживать технику в специализированном сервисе и проверять узлы и системы перед дальней дорогой. Если плохо растормаживается полуприцеп, ищите причины.

Она представлена, прежде всего, этажными переключателями, с помощью которых путем коммутации происходит управление движением кабины лифта, а также ее регистрация, автоматический выбор направления движения («вверх» или «вниз») и отключение подачи электроэнергии при остановке.

Конструкция представлена трехпозиционными переключателями (или путевыми командоаппаратами), оснащенными подвижным (на специальном рычаге) и неподвижными (на самом корпусе) контактами.

Монтаж этажных переключателей предусматривает их установку на каждом этаже в шахте лифта, а на самой кабине монтируется так называемая фасонная обводка. Именно благодаря последней происходит воздействие на рычаг.

При движении кабины вверх или вниз замыкается соответствующая группа контактов, а при ее нахождении на каком-либо этаже цепь находится в разомкнутом состоянии.

Для снижения скорости перед остановкой используются специальные переключатели скорости, которые выдают соответствующие импульсы в нужный момент времени.

Как правило, их применение целесообразно для высокоскоростных лифтов. Принцип действия аналогичен этажным переключателям, но их монтаж производится в шахте ниже и выше уровня этажа на 0,5 – 0,6 м.

Часть грузовых лифтов оборудуется рычажными переключателями, предназначенными для управления ими с помощью сопровождающего. Такая конструкция позволяет вручную (и с максимальной эффективностью) использовать грузовую платформу.

Также в современных скоростных лифтах сейчас широко используются индуктивные путевые датчики, позволяющие резко снизить как общую шумность, так и радиопомехи.

В конструкциях некоторых кабин предусматривается магнитная отводка, которая представляет собой устройство, контролирующее надежность замков дверей шахтового колодца. Это, по сути, электромагнитный замок, который срабатывает в нужное время.

Ещё одно интересное видео о сдаче лифта:

Что еще необходимо знать о поездках в лифте

Правила этикета регулируют не только то, кто первый заходит в лифт, но и другие аспекты поведения:

  • нажимать кнопки этажей на панели управления должен каждый самостоятельно при входе в кабину. Если этого нельзя сделать из-за большого количества пассажиров, то можно вежливо попросить нажать кнопку стоящего рядом с панелью человека;
  • в лифте категорически запрещено курить, громко общаться с попутчиками, разговаривать по мобильному телефону. Рассматривать пассажиров также считается недопустимым;
  • при входе в лифт нет необходимости здороваться со всеми пассажирами — только со своими знакомыми;
  • признак плохого тона — поворачиваться демонстративно к кому-то спиной. Но при большой загруженности кабины допустимо стоять друг за другом;
  • чем меньшее расстояние вам необходимо проехать, тем ближе следует становиться к двери. Если людей слишком много — можно пропустить остальных, а затем зайти самому, чтобы потом не пробираться к выходу, причиняя неудобства другим и себе;
  • сначала необходимо позволить выйти другим людям, а затем уже заходить в кабину.
Читайте так же:
Ямз 236 регулировка угла тнвд

Правила поведения в лифте довольно просты. Их соблюдение не вызовет каких-либо сложностей, но зато позволит избежать неприятных и даже опасных ситуаций.

Механизмы подъема оси: устройство, особенности эксплуатации, принцип работы

Механизмы подъема оси: устройство, особенности эксплуатации, принцип работы 18

На дорогах часто встречаются грузовые авто, имеющие на прицепе 2-3 оси, среди которых одна находится в подвешенном «ленивом» состоянии и не касается дорожного покрытия. Многие задаются вопросом о задачах этих колес. Дело в том, что правильное распределение нагрузки по всей ходовой части автофургона влияет на безопасность передвижения. Удачным решением данного вопроса стала подъемная ось, которая во время езды не касается дороги, при повышенной нагрузке опускается. Какие ее функции и особенности, читайте далее.

Что собой представляет подъемная ось

Заднюю ось, расположенную на полуприцепе, называют «ленивцем», который обеспечивает разгрузку ведущей оси и увеличивает грузоподъемность транспорта.

Ленивец представляет собой полноценную ось с пневматическими рессорами, тормозной системой. Ленивая ось помогает уменьшить расход топлива, продлевает период эксплуатации резиновых покрытий. На практике полуприцеп передвигается на одной оси, «ленивая» остается в подвешенном состоянии.

На подъемной модели установлен механизм подъема оси, который обеспечивает движение оси в вертикальном направлении. Благодаря этому колеса поднимаются над дорогой. При установке данного механизма, снижается давление на дорогу, увеличивается тоннаж.

подъемная ось.jpg

При подъеме колес-ленивцев важно уделять внимание соблюдению норм осевой нагрузки. Вертикальное крепление допускается при неполной загрузке авто.

Принцип работы

Колеса могут опускаться и подниматься автоматически или посредством активации со стороны водителя. Автоматически тягач опускается, когда авто чрезмерно загружено. Если он разгружается, отпадает необходимость в дополнительных колесах, и они поднимаются.

Автоматический подъем выполняется при помощи специального клапана. Он управляется электронным блоком. Специальное оборудование «прошивает» блок, благодаря чему он может посылать сигнал на клапан при определенных обстоятельствах.

клапан подъема оси.jpg

Помимо этого, для автоматического управления может использоваться кран, который по своей конструкции аналогичен механическому. В нем есть настраиваемый пневмоклапан, управляющий осью в зависимости от давления в системе.

Функция подъема при любом способе управления выполняется с учетом следующего принципа действия:

  • Кран активирует функцию.
  • Происходит разобщение пневморессор основных осей, с пневморессорами подъемной.
  • Воздух стравливается в атмосферу, поступает в таком состоянии из ресивера в пневмоподушки.

Для управления водителем в кабине устанавливается специальная кнопка, а на фургоне есть панель управления. В данном случае можно включить нужное положение:

  1. Транспортное – мост не задействуется. Находится в прижатом к кузову состоянии, не касается дороги. Нагрузка распределяется между основными осями.
  2. Рабочее – колеса касаются дороги. Ось забирает на себя часть нагрузки от ведущего моста через пневмоподушки. В таком случае фура лучше тормозит и более устойчивая. Стоит учесть, что в этом положении повышается потребление топлива.
  3. Переходное – колеса касаются дороги, но не перенимают нагрузку. Такое положение подходит для езды по гололеду или по трассе с крутыми поворотами для защиты покрышек.
Читайте так же:
Как можно регулировать постоянный ток

Принудительное управление выполняется с помощью 2-контурного крана. Он может быть с механическим управлением (посредством специальной кнопки) или электрическим. На кране с электрическим типом есть разъем, куда включается электрический переключатель. Его можно вывести в любое удобное место.

Плюсы и минусы дополнительной подъемной оси

Применение «ленивца» гарантирует следующие преимущества:

  • увеличение тормозного усилия;
  • уменьшение нагрузки на другие оси фуры;
  • защита покрышек от раннего износа;
  • улучшение маневренности транспортного средства;
  • сокращение расхода топлива;
  • увеличение числа запасок.

При эксплуатации ленивца не обойтись без минусов:

  • Он занимает свободное пространство под днищем грузового автомобиля, соответственно уменьшается объем топливного бака.
  • Увеличиваются эксплуатационные расходы.

Использовать подъемные колеса необходимо в зависимости от уровня загрузки. Ленивец позволяет перевозить больше груза, при этом не требует повышения массы самого транспортного средства.

Дополнительную ось можно использовать как запаску.

Ленивец можно поднимать принудительно, чтобы увеличилась нагрузка не ведущую ось и авто получило дополнительное тяговое усилите. Так транспорт может тронуться с места без пробуксовки, после чего дополнительная ось автоматически станет в нужное положение.

Подъемная ось – это эффективный элемент, который значительно расширяет возможности грузового транспорта. Она помогает увеличить грузоподъемность полуприцепов. В отличие от авто с дополнительным мостом, ось не слишком перегружает фуру, поэтому уменьшается расход топлива.

Об устройстве гидравлических и пневматических лифтов

Гидравлические лифты появились в XIX веке. Принцип работы такой машины состоит в том, что в вертикальном цилиндре находится поршень, который приводится в движение благодаря гидравлическому маслу, нагнетаемому насосом. В итоге кабина лифта поднимается тросами.

Скорость у гидравлических лифтов, как уже говорилось, небольшая. Также к минусам относят высокий уровень шума и дороговизну. Обычно такие механизмы устанавливают в малоэтажных зданиях. Если говорить о преимуществах этих грузоподъёмных машин, то стоит сказать о плавности подъема.

Если же оценивать оборудование гидравлических лифтов с точки зрения специалистов, а не пассажиров, то здесь речь пойдёт о простоте монтажа. Установить лифт можно при наличии всего одной несущей стены.

Напоследок расскажем о пневматических лифтах, которые именуют также аэролифтами. Устройство такого лифта исключает блоки, кабели и поршни. Помимо этого не нужно строить машинное отделение.

Аэролифт движется за счёт разницы давления, которое создаёт турбина и вакуумный насос. Опускается платформа из-за действия силы тяжести.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector