本科毕业设计（论文）

外文翻译

高层住宅电梯综合输送系统

作者：奥利维亚和朴智英

国籍：韩国

出处：亚洲建筑与建筑工程学报

中文译文：

摘要：

随着网络市场的发展，网络商务促进了送货上门的发展服务。在发达国家，经济活跃的个人平均收入约为每年有40个包裹，这一趋势预计在未来会加剧。本研究考虑到高层住宅建筑内包裹运输就其运动和能量而言提出了电梯综合输送系统，一种新的输送系统，进行了改造自动运送包裹到指定楼层的乘客电梯。本文研究了通过考虑各种场景和假设，提出系统的可行性和效益。结果指出，建议的系统对大量的投递是节能的，并可减少旅客及包裹的等候时间。

关键词:交付；电梯；提升；客运；上门服务

1.简介

在许多小国，有限的土地推动城市向高密度城市发展。例如，大约60%的韩国人居住的韩国高层住宅(约占其中一半)超过15层。这种类型的住户鼓励发展送货上门服务以及网上购物中心和家庭购物(她，2010)。在过去的十年里，送货上门服务已显示出平均年增长率27%的比例，自2000年以来，导致了五倍的增长规模的市场，这一趋势有望出现在将来加强。

快递业的这种快速增长已经开始迎接一些严峻的挑战。包裹的运输带来了严重的城市拥堵和空气污染。还有送货卡车和摩托车经常在包裹交付期间非法停车，阻塞道路。此外，随机交付计划也在包裹投递过程中浪费时间和精力，因为送包裹的人必须用电梯送包裹，包裹的重量一般要比人轻得多。平均来说，一个建筑的电梯系统消耗的能量占了建筑物总能量的5-15%(Al Sharif, 2004)。本研究的重点是垂直交通大厦内的旅客及包裹系统。有些商业和办公楼的货梯是分开，但是这个系统并没有广泛的应用住宅建筑。作者提出了一种新的交付方式该系统被称为电梯综合输送系统(EIDS)，然后用实数的模式来检验它的客运交通。此外，还有两种加载场景是通过仿真考虑来验证其正确性，经济可行性和效益。这项研究第一次考虑了一个自动化的包裹递送系统住宅建筑。

2.电梯综合交付系统

韩国的大多数住宅建筑都是模块化的由四至七个相连的住宅单位通过中央核心组成，电梯井和楼梯井(2009)。EIDS背后的想法是使用公共区域交付包。EIDS使用标准电梯，但它也可以容纳包裹并自动发送。

图1 电梯一体化的可能组合运送系统(部分)

如图1所示, EIDS可以被放在在电梯的各个空间里。第一张图片显示包裹放在乘客空间上方的空间，第二张图片，是放下面。第三张图片显示的是放置在乘客旁边的包裹空间。前两种情况想法是使用楼板与天花板之间的空间，一般存在于住宅和写字楼中(图2)。这个空间通常为60-80厘米。

Elevator

Shaft

Service Area

Unit A

Elevator

Unit B

Service Area

图2 典型的建筑剖面采用升降一体化交付系统(部分)

在前两种情况下，包裹可以被移动到自动系统或水平轨道系统。这些系统可以通过传感器探测目标，例如包含详细目的地的RFID标签信息。包裹可以从当地邮局转过来到特定的建筑物。然后是把射频识别阅读器附在电梯上来处理这些信息然后把包裹送到合适的楼层。如果包裹在分发之前需要先收集，包裹池也可以位于电梯机房附近在一楼或地下室，视建筑物的结构具体情况而定。

图3 与电梯集成的建筑物的平面图交付系统(一般及特写计划)

图3显示正在使用的建筑物的电梯层上面有一个使用EIDS的包裹隔间。为了说明的目的，一个直接访问，以户型布局为例进行论证使用建议的系统。例如,独立电梯门可以位于电梯的两侧电梯，允许包裹乘客独立出口。一旦一个包裹离开电梯，它就会从天花板滑动到地板。

3.方法

作者考虑使用仿真工具，来模拟两个现有的系统和三个新的交付选项使用建议的系统:

个案1：现有的派递系统(现有：图4.a)

个案2：即时派递系统(新系统：图4.b)

个案3：间隔交付系统(新系统：图4.c)

个案4：隔夜派递系统(新系统：图4.d)

个案5：使用独立货运电视的配送系统(现有：图4.e)

仿真考虑两种场景:在一个场景中，交付需求是当前需求的3倍(场景1)，而在另一个场景中，它是10倍(场景2)。在每个场景中，计算平均到达目的地的时间(包裹到达目的地所需的时间)，并测量给定包裹运送所花的能耗。

个案一是比较建议的方案。现有的递送系统是一种年度性的递送系统，在此系统中，承运人必须与其他乘客乘坐相同的电梯从一楼到达指定的楼层。运送完包裹后，承运人乘电梯(无论有没有其他乘客)离开大楼。快递员在给定楼层的电梯外递送包裹的总时间(包括走到一个单位，按下门铃，然后走回电梯)，设定为5分钟。也就是说，在返回等电梯之前，快递公司要在给定的楼层停留5分钟。在这方面，根据现有的系统，作者调查了其他乘客乘坐电梯增加的时间，以及分发包裹所需的时间。

案例II-IV是可以使用EIDS操作的替代交付系统。案例二，即直接系统，与案例一完全遵循相同的过程，没有人为的中断。这意味着，没有必要让一名乘客走到一个单位，等待有人来开门。案例二只考虑实际交付所需的时间(在本例中，由于立即交付，几乎不需要等待)。此外，增加了乘客的等待时间和过渡到目的地的时间。

在第三种情况下，间隔交货系统在一层收集到一定数量的货物。这个数字被设置为6，假设电梯一次最多可以容纳6个包裹(见3.2.5节)。因此，只要电梯总共收6个包裹，它就会释放包裹。

在第四种情况下，隔夜派递系统意味着所有包裹都在一个库收齐，然后等到没有重复的乘客需求时再投递，而这种需求通常发生在夜间的住宅建筑中。作者考虑了Strakosch(2010)的住宅需求模式，其中包裹的分发从晚上10点开始。这是一种等待包裹时间相对较长的情况。在这里，我们比较了EIDS和其他系统的能耗，以确定其在能源使用和乘客等待时间方面的效率。

个案V是一个使用独立货运电梯的投递系统，它只需要为包裹预留一个单独的电梯。货梯经常安装在大型商业或办公建筑中，但在住宅建筑中很少见，部分原因是货梯消耗能量太大。但是，他们的安装能促进更快的交货（对于包裹几乎没有等待时间），他们不需要额外等待乘客的时间。对于每个案例，乘客目的地时间和包裹的总分布时间都被检查。另外，电梯的能量消耗也应被考虑。图4，将这五个案例可视化以便更好地理解。

a)

b)

c)

d)

e)

图4 a案例I b案例II c案例III d案例IV e案例V

3.1仿真工具

为了评估这五个案例，我们使用了一个来自Peters Research Ltd.的仿真工具，它是最新版本(2007年更新)。该软件被广泛认可，并在60多个国家作为模拟行业标准使用。

3.2研究数据与假设

3.2.1分析数据

调度算法采用群集算法。在各种调度算法中，最适合本研究的算法是群集合算法，它是电梯调度中最标准、最简单的算法。群集合算法广泛应用于单梯住宅建筑中，可以表示一个单向运行的电梯系统，并对所有已注册的呼叫作出响应。当在那个方向上没有更多的要求时，它就会反过来响应相反的请求。从乘客那里没有电话的时候，电梯便闲置或移动到家里。电梯只停靠电话上行方向和向下呼叫方向，并记住所有电话直到接听。集体Elevate 8.0中的算法被编程为电梯没有电话的时候返回到一楼（家庭楼层）。在能源成本方面，价格电费定为0.11美元/千瓦时（KEPCO，2011）

表1按负荷和方向计算的耗电量

电梯负载能力（％）	电力消耗
0% 上/下	1.6/18.6
25% 上/下	1.6/11.3
50% 上/下	8.3/4.2
75% 上/下	15.6/1.6
100% 上/下	22.9/1.6

此价格用于计算能量消耗的货币成本。能量建模是一个复杂的主题，这取决于电梯的质量，效率，平衡比率和绳索长度等。虽然电梯即使用电也是如此空闲（例如，待机模式和照明），研究的目的，只有传递的能源使用考虑。另外，如表1所示，作者考虑移动的个人或包裹的负荷计算能耗。请注意这些值取决于电梯移动的方向和容量。

3.2.2建筑数据

韩国住宅楼设计和建筑的变化相对其他有限建筑类型很小（Kang＆Rhee，2012）。在韩国，给定的电梯所需的尺寸和数量建筑物由国家建筑规范定义。这里，专门针对住宅楼，不考虑地板区域，但住宅单位的类型和家庭数量也要考虑。 电梯安装国家建筑规范定义的法规总结如下（韩国建筑规范，2009年）：

- 超过六层的住宅建筑必须有一个可容纳六个以上乘客的电梯。

- 住宅建筑必须安装一个或多个进出电梯，每个电梯必须运输四楼以上的住户总数乘以0.3（如果每个住宅单位为0.15，则为0.15仅为一名乘客设计）

这项研究假设一栋建筑有15层楼，每层的高度为2.6米，这是典型的在住宅楼。在模拟中，这个高度用于计算楼层之间的电梯传递时间。例如，如果一个15层的建筑有60个单位和每层有4个单位（最大数量直接访问系统的单位，然后它有四楼以上的单位。在这里，如果这个号码乘以0.3，这是相应的值到代码，然后获得13.2。它表明了电梯必须同时容纳13.2以上乘客。因此，一部电梯就足以作为建筑物的交通工具。因此，标准1000公斤（15名乘客平均重量为65公斤）的使用电梯（见第3.2.3节）。如前所述，电梯数量及其尺寸取决于需求。另外，一楼的入口级偏差是设为100％。也就是说，所有传入的流量都进入了建筑只能从一楼到达目的地。此外，作者假设没有地板间交通，因为居民不太可能特定楼层访问另一个居民地板。出于这个原因，第一个出口水平偏差楼层设置为100％。也就是说，所有传出流量都会离开通过一楼的建筑物。假设在大楼里没有旷工。

3.2.3电梯数据

假设有一个单层电梯的建筑物能够给乘客和包裹需求提供一个响应单层甲板电梯，有重量1000公斤（每个容量为15名乘客）请求电话。另外，最受欢迎的1000千克电梯占地2.4平方米（1.5米x 1.6米）。它的容量因子设置为80％，这意味着何时电梯重量为80％（800公斤），乘客可能会拒绝乘坐它，因为他们有这种感觉它已经满了。这是一种普遍现象，因此电梯的非占用重量几乎总是如此反映了其全部产能的20％。在模拟中，这个通过使用包裹的质量（6 x 30 kg =180公斤）。假设需要1.8秒和2.9秒电梯分别打开和关闭。另外，作者设定了电梯的速度，加速度，猛拉，开始延迟到2.5米/秒，0.7米/平方秒,1.4米/平方秒，和0.5秒，分别是标准值表示在Elevate中的字段上测量的数据。表2.总结了条件假设电梯（这里没有水平延迟）。

表2 电梯数据假设

参数	假设
容量	1000kg(15 人)
面积	2.4(1.51.6)
容量因素	80%
开门	1.8秒
关门	2.9秒
速度	2.5
加速度	0.7
抖动	1.4
延时	0.5 秒

3.2.4乘客数据

乘客模

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Journal of Asian Architecture and Building Engineering

ISSN: 1346-7581 (Print) 1347-2852 (Online) Journal homepage: https://www.tandfonline.com/loi/tabe20

The Elevator-Integrated Delivery System for High-

Rise Residential Buildings

Olivia Hyunjung Yoo amp; Jiyoung Park

To cite this article: Olivia Hyunjung Yoo amp; Jiyoung Park (2013) The Elevator-Integrated Delivery

System for High-Rise Residential Buildings, Journal of Asian Architecture and Building Engineering, 12:1, 149-156, DOI: 10.3130/jaabe.12.149

To link to this article: https://doi.org/10.3130/jaabe.12.149

copy; 2018 Architectural Institute of Japan

Published online: 24 Oct 2018.

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The Elevator-Integrated Delivery System for High-Rise Residential Buildings

Olivia Hyunjung Yoo1 and Jiyoung Park*2

1 Post-Masters Fellow, Department of Civil amp; Environmental Engineering, KAIST, Korea

2 Assistant Professor, Division of Architecture, Inha University, Korea

Abstract

With the growth of the online market, online commerce has facilitated the development of home delivery services. An economically active individual in a developed country receives an average of approximately 40 parcels per year, and this trend is expected to intensify in the future (Her, 2010). This study considers the transportation of parcels within high-rise residential buildings in terms of their movement and energy consumption and proposes the elevator-integrated delivery system, a new delivery system that modifies a passenger elevator to automatically move parcels to their designated floors. This paper examines the feasibility and benefits of the proposed system by considering various scenarios and assumptions. The results indicate that the proposed system is energy-efficient for large numbers of deliveries and can reduce the waiting time for passengers as well as for parcels.

Keywords: delivery; elevator; lift; passenger traffic; door-to-door service

1. Introduction

In many small countries, the limited land pushes cities toward high-density urban development. For example, approximately 60% of all Koreans live in high-rise residential buildings (about half of which have more than 15 floors). This type of residency has encouraged the development of home delivery services as well as online shopping malls and home shopping (Her, 2010). In the last decade, the home delivery industry has shown an average annual growth rate of 27%, resulting in a fivefold increase in the size of the market since 2000, and this trend is expected to intensify in the future.

This rapid growth of the delivery industry has given rise to some serious challenges. The transportation of parcels has considerable influence on urban congestion and air pollution. Also delivery trucks and motorcycles often park illegally, blocking roads during parcel delivery. In addition, random delivery schedules can waste time and energy during parcel delivery because the parcel carrier has to use the elevator to deliver parcels that generally weigh much less than the individual. On average, a buildings elevator system accounts for 5-15% of the buildings total energy consumption (Al Sharif, 2004).

This study focuses on the vertical transportation system for passengers and parcels in buildings. Some commercial and office buildings have separate freight elevators, but this system is not widely used in residential buildings. Authors propose a new delivery system called the elevator-integrated delivery system (EIDS) and examine it in terms of the pattern of real passenger traffic. In addition, two loading scenarios are considered through a simulation to verify its economic feasibility and benefits. This study is the first to consider an automated parcel delivery system for residential buildings.

2. Elevator-Integrated Delivery System

Most residential buildings in Korea are modular and consist of four to seven residential units connected through the central core, elevator shafts, and stairwells (Jo et al., 2009). The idea behind the EIDS is to make use of common areas for the delivery of packages. The EIDS uses a standard elevator, but it can also accommodate parcels and automatically dispatch them.

Fig.1. Possible Combinations of the Elevator-Integrated Delivery System (Section)

*Contact Author: Jiyoung Park, Assistant Professor,

Division of Architecture, College of Engineering, Inha University, 100 Inha-ro, Nam-gu, Incheon, 402-751 Republic of Korea

Tel: 82-32-860-7583

E-mail: jypark@inha.ac.kr

( Received October 9, 2012 ; accepted March 15, 2013 )

As shown in Fig.1., EIDS can be configured in the elevator space in various ways. The first image shows the case in which parcels are placed above the space for passengers, and the second image, below. The

Journal of Asian Architecture and Building Engineering/May 2013/156

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third image shows parcels placed next to the passenger space. The idea behind the first two cases is to use the space between the floor slab and the ceiling, which generally exists in residential a

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