エレベーターのアルゴリズムと運用最適化

エレベーター配車の仕組みを解説した記事では、SCAN、LOOK、RSR、Destination Dispatch といった異なるアルゴリズムが、建物の様々なシナリオでどのような性能特性を示すかが比較されている。

1961年に特許取得されたSCANアルゴリズムから現代の最適化技術まで、エレベーター運用の進化が説明される。待機時間の計測基準として30秒から90秒の閾値が一般的に用いられ、p90待機時間が2分、p50待機時間が1分といった指標で性能が評価される。

主要なアルゴリズムの仕組み

SCANアルゴリズムはロビーから最上階まで移動した後、下降する往復パターンで動作する。これに対しLOOKアルゴリズムは、要求があった階までのみ上昇して反転するため、より効率的である。基本的な複数エレベーターシステムでは、中央スケジューラが要求を最寄りのエレベーターに割り当てる。

RSRアルゴリズムの特徴

Otisが開発したRSR（Relative System Response）アルゴリズムは、5秒ごとに再最適化を実施し、乗客をエレベーター間で再ルーティングできる。スコアリング計算には到着予想時間（ETA）、積載ペナルティ、バンチング防止ペナルティ、進行方向マッチボーナス、および近くの遊休エレベーターボーナス（2階距離閾値）が含まれる。

Destination Dispatchと運用上の制約

Destination Dispatchは各階のキオスクを使用してエレベーターを乗客到着前に割り当てる。ただしこの方式は、5秒のリバランスサイクル中に割り当てを変更できないため、変化する条件への適応性が制限される。極めて背の高い建物で従来型ボタン方式を上回るのは、1エレベーターバンクあたり8台以上という条件下である。

交通パターンと性能

オフィスビルの朝の時間帯は、ロビーから上階への移動が主流で、最悪の待機時間統計が記録される。夕方はビル内部からロビーへの移動が増加し、昼間は混在パターンを示す。エレベーターが常に満員で全階に停止する状況では、RSRの追加最適化ルールの効果は限定的である。

筆者の見立て

• RSRの追加最適化ルールは、エレベーター流量が極めて高く、車両が常に満員の場合、その効果が低下する可能性を示唆している
• Destination Dispatchのキオスク方式は、システムが変化する条件に適応するのを妨げる堅さを生じさせると論じている
• Destination Dispatchから得られる追加情報の利益が、その柔軟性の喪失に値しないと解釈している

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出典

John.fun「Elevators」https://john.fun/elevators