Sistema de control inteligente para un grupo de ascensores.

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Los controladores convencionales usan el principio de aproximación, en el cual el ascensor más cercano y que va en la misma dirección es el encargado de atender la llamada. Podemos diferenciar dos tipos:

Con  maniobra selectiva en bajada, que es el utilizado en edificios de viviendas donde el propietario viaja desde planta baja a la planta donde está su vivienda y viceversa. La maniobra selectiva en bajada hace que el ascensor que vaya en esa dirección para, mientras que el que sube pasa de largo, ya que no nos interesa ese recorrido.



Luego tenemos el sistema de maniobra selectiva en bajada y subida, este sistema lo vemos en edificios públicos (hospitales, universidades,…) donde si podemos querer realizar viajes entre diversas plantas. En este caso tenemos una botonera donde indicamos el sentido de nuestro viaje.



El resultado de este método de control es que todos los ascensores tienden a agruparse y a competir por las mismas llamadas, lo que se observa es que los eleva­dores terminan llegando al mismo piso casi en el mismo instante de tiempo.

Si cada vez tenemos más edificios con un número de plantas mayor y por consiguiente mayor tráfico, entonces nos preguntamos: ¿Como trasportar eficientemente un número tan elevado de personas?



Una solución es utilizar la Lógica difusa. No voy a entrar aquí ha explicar la lógica difusa, pero si hare alguna indicación, para facilitar la comprensión. La lógica difusa nos permite enfrentarnos a problemas complejos que no tienen una respuesta exacta: SI o NO, sino que cuantifica con que porcentaje es SI y con que porcentaje NO. Nos muestra una escala de grises entre el blanco y el negro para elegir.  

La lógica difusa permite la inclusión de varios objetivos que serán evaluados simultáneamente como reglas de decisión, los objetivos que se consideran en este caso son:

          Minimizar el tiempo de espera de los pasajeros.
          Minimizar el tiempo de viaje de los pasajeros.
          Minimizar el consumo de energía de los elevadores

Para conseguir estos objetivos, marcar solo el sentido de nuestro viaje no es toda la información necesaria, por lo que proponemos cambiar la botonera por una especie de teclado como el de los teléfonos, donde el usuario marque la planta de destino.



Teniendo en cuenta los objetivos antes marcados de minimizar los tiempos y ahorrar energía, valoramos los siguientes criterios de decisión:

  • Tiempo de espera: Representa el tiempo que debe esperar el pasajero para que llegue el ascensor a atender su llamada.
  • Tiempo de viaje: Comprende el tiempo que permanece un pasajero dentro del ascensor, hasta ser transportado a su piso destino.
  • Carga: Entendido como el número de pasajeros que se encuentran dentro del ascensor en determinado momento.
  • Distancia de viaje: Distancia que existe entre la posición actual del elevador y el piso en el que se generó la llamada, está dada en términos de pisos.
  • Peso del destino de la llamada: Teniendo en cuenta que cada ascensor compite por tomar la llamada, el peso de destino de ésta es la importancia que cada ascensor le da al destino de llamada, por ejemplo si un ascensor tenía encolada una llamada a este mismo piso, el peso de esta llamada va a ser alto.



Dándole unos valores de prioridad a cada uno de estos criterios. La prioridad representa la importancia de la llamada respecto a un ascensor especí­fico, esta importancia mide la eficacia con la que el ascensor puede atender la llamada.

Mediante unas reglas de inferencia difusas, se evalúan la conveniencia en cada ascensor para tomar la llamada de acuerdo a los objetivos que se plantean en un principio, estas reglas escritas en lenguaje humano representan el conocimiento de un experto.


  
Para poder comprender de una manera más intuitiva estos nuevos conceptos, creemos  que es interesante la aportación de unos casos prácticos para una mayor compresión del sistema.

          Ejemplo 1: (Las flechas indican la dirección del ascensor, el círculo negro indica las llamadas que cada ascensor debe atender, y el triángulo blanco indi­ca que una llamada nueva se ha generado con el piso destino marcado con el círculo blanco.
  


Teniendo estas condiciones el controlador convencional en el cual acude el más cercano con la misma dirección, asignará la llamada en este caso es el ascensor 1. Por otro lado el controlador basado en lógica difusa la asignará al ascensor 2, debido a que al avaluar la regla 13 “Si el Peso del destino de la llamada es CERCA entonces la prioridad ALTA” tendrá un valor mayor para este ascensor que el ascensor 1, debido a que el ascensor 2 se dirige hacia el piso 14 de todas formas.

          Ejemplo 2:


Veamos un segundo ejemplo en el cual el ascensor1 también tiene una parada en la planta 14 y por lo tanto mediante la regla de inferencia ambos ascensores obtienen el mismo valor.



El controlador convencional  seguirá seleccionando el ascensor 1 (por proximidad), en cambio el controlador difuso al evaluar las reglas de control encontrará que el peso destino de la llamada es igual para el ascensor1 y 2, pero como no es el único criterio que se valora así que utilizara las demás reglas, y de acuerdo con la regla 4 “Si el Tiempo de viaje es CORTO entonces la prioridad es ALTA” es más efectivo enviar la llamada al ascensor2. Como se ve, el ascensor1 tiene 3 paradas antes de llegar al piso 14, esto hace que se demore más tiempo en llegar a su destino, pero el ascensor2 no tendría sino que recoger al nuevo pasajero y lo llevaría hasta su piso destino sin parar en ningún otro piso. Esto se traduce en un tiempo de viaje más corto para el pasajero comparado con el que tendría si se usara el ascensor1.

La elección del ascensor es un compendio de las distintas reglas, asignando la llamada al ascensor con un porcentaje de prioridad más elevado.

Este estudio se puso a prueba en un edificio para obtener datos de su eficacia, obteniendo:



Vía:

Esta entrada es un pequeño resumen del siguiente trabajo:

Utilizado para una presentación de aplicaciones de la Lógica difusa a la edificación en mi Máster

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