Controlador dinámico de detección de patrones de tráfico mediante lógica difusa

19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Núme o de publicación: 2 345 647 21 Núme o de solici ud: 200900840 51 In . Cl.: B66B 1/20 (2006.01) 12 PATENTE DE INVENCIÓN B1 22 Fecha de p esen ación: 27.03.2009 43 Fecha de publicación de la solici ud: 28.09.2010 Fecha de la concesión: 29.06.2011 Fecha de modi icación de las ei indicaciones: 12.11.2010 45 Fecha de anuncio de la concesión: 11.07.2011 45 Fecha de publicación del olle o de la pa en e: 11.07.2011 73 Ti ula /es: Uni e sidad de Se illa O.T.R.I.-Pabellón B asil Paseo de las Delicias, s/n 41013 Se illa, ES 72 In en o /es: Muñuzu i Sanz, Jesús; Fe nández Mon e o de Espinosa, Ped o; Co és Achedad, Pablo; Onie a Giménez, Luis; Guadix Ma ín, José y Fe nández Val e de, Joaquín Rod igo 74 Agen e: No cons a 54 Tí ulo: Con olado dinámico de de ección de pa ones de á ico median e lógica di usa. 57 Resumen: Con olado dinámico de de ección de pa ones de á ico median e lógica di usa. Mé odo, disposi i o y sis ema con olado dinámico de de- ección de pa ones de á ico (UPPEAK, DOWNPEAK, LUNCHPEAK, INTERFLOOR) median e lógica di usa en donde, en unción del alo de a iables de masa y a ia- ciones de masa, se desa olla un p oceso de in e encia bo osa en unción del componen e de masa, de la a ia- ción de dicha masa y del ipo de á ico inmedia amen e an e io , de e minando, en unción de la e aluación de las eglas de in e encia y del peso ponde ado de dichos com- ponen es, el ipo de pa ón de á ico co espondien e a ese pe íodo de iempo. A iso: Se puede ealiza consul a p e is a po el a . 37.3.8 LP. ES 2 345 647 B1 Ven a de ascículos: O icina Española de Pa en es y Ma cas. Pº de la Cas ellana, 75 – 28071 Mad id 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 DESCRIPCIÓN Con olado dinámico de de ección de pa ones de á ico median e lógica di usa. El obje o p incipal de la p esen e in ención es un con olado dinámico con igu ado pa a la de ección de pa ones de á ico en sis emas de anspo e e ical, de inido es e con olado po un mé odo y un disposi i o, y en donde dicha iden i icación es un elemen o cla e pa a la de e minación de los algo i mos y eglas de despacho que debe án lle a a cabo las asignaciones de cabina según la llamada de plan a. La p esen e in ención se insc ibe en el ámbi o de la ingenie ía de anspo e y más conc e amen e en el anspo e e ical median e uso de ascenso es o g upos de ascenso es. An eceden es de la in ención El p oblema del anspo e e ical es á e e ido al p oblema que su ge cuando un pasaje o desea oma un ascenso pa a iaja en e plan as dis in as de un edi icio. Cuando el pasaje o pulsa el bo ón de llamada, el sis ema debe asigna una cabina a dicho pasaje o de al o ma que se maximicen o minimicen de e minados índices de endimien o ales como el iempo de espe a del pasaje o, el consumo ene gé ico, o la capacidad manejada po la cabina. La mayo ía de los con olado es es án p econ igu ados pa a hace uso de cie as eglas que dependen del ipo de á ico. La iden i icación adecuada del ipo de á ico po pa e del con olado se con ie e en un elemen o undamen al en el buen uncionamien o del sis ema global. Uno de los aspec os más ele an es y sin emba go menos es udiado en el uncionamien o de los sis emas de anspo e e ical es la de ección del ipo á ico, undamen al a la ho a de diseña un sis ema obus o que esponda a las demandas de los pasaje os de o ma ápida y e icaz. Así pues, según el mé odo de con ol implemen ado y el lujo de á ico de ec ado se elige un algo i mo ap opiado de despacho de en e a ios o simplemen e se in o ma al despachado pa a que enga en cuen a el pa ón a la ho a de dis ibui las llamadas, de al o ma que en ambos casos el endimien o aumen a g acias a la in o mación p opo cionada. La eo ía clásica [1] di ide el á ico en cua o clases posibles: •Uppeak: lujo ascenden e conside able y lujo descenden e desp eciable. No malmen e iene luga al inicio de la jo nada labo al cuando la mayo ía de los iajes comienzan desde la plan a baja o el só ano y pa en hacia o as plan as. •Downpeak: lujo descenden e conside able y lujo ascenden e desp eciable. Un ejemplo ípico de es e pa ón se ía al inal de la jo nada labo al cuando la mayo ía de los iajes an desde cualquie plan a hacia la plan a baja o el só ano. •Lunchpeak: lujo ascenden e y descenden e ambos de meno in ensidad que los máximos y mínimos ascen- den es y descenden es que se egis an en modo uppeak ydownpeak espec i amen e, pe o ambos de amaño conside able y que en conjun o suponen una ca ga mayo pa a el sis ema que en cualquie o o pe iodo. •In e loo : á ico lige o con lujos medianos o bajos. Se conside a cualquie pe iodo de á ico que no se de ina como uno de los an e io es. El p ocedimien o adicional pa a la iden i icación de pa ones de á ico e a ealizado median e in o mes manuales ealizados po obse ado es. Es os in o mes pueden se ealizados desde el e minal p incipal donde el con eo se ealiza exclusi amen e desde la plan a baja (de acceso). Siendo es e mé odo sólo adecuado pa a la ca ac e ización de si uaciones uppeak. O bien, median e con eos ealizados en cada plan a, donde la in o mación apo ada es mayo , pe o ambién el cos e. Los in o mes manuales ealizados po obse ado es se desc ibe en de alle en [2], y en [3]. El p oblema p incipal de es os in o mes es iba en el ca ác e es adís ico de los da os, los cuales se oman úni- camen e en un momen o especí ico de un día especí ico, bajo unas ci cuns ancias especí icas. Realmen e, el á ico en g andes edi icios de o icinas puede llega a se ex emadamen e complejo y a iable en el p opio día y en e días. Asimismo, en si uaciones de al a densidad de á ico, la obse ación humana hace muy di ícil el con eo co ec o de los e en os. Y e o es en es a ase pueden conduci a g a es de iciencias del se icio. Una al e na i a al in o me manual de obse ado es es la u ilización de da os his ó icos pa a la gene ación a a és de análisis es adís icos de un conjun o de eglas basadas en umb ales. Así, en [7] se u iliza la ca ga de la cabina a lo la go del día pa a p edeci el compo amien o del día siguien e. Los da os se compa an con los umb ales an es señalados pa a iden i ica el pe iodo de pico de á ico eniendo en cuen a la población ela i a del edi icio. La oma de da os se ealiza cada pequeño in e alo de iempo, con igu ándose un sis ema expe o. La compañía KONE ha desa ollado di e sas p opues as basadas en el cálculo con se ies his ó icas de da os. Así han desa ollado un algo i mo de alisamien o exponencial simple y o o adap a i o: “Adap i e esponse a e single 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 exponen ial smoo hing (ARRSES)” el cual ha sido u ilizado en [5]. En el sis ema las p edicciones se ac ualizan pa a cada plan a y di ección de iaje. Más ecien emen e, [8] desc ibe un algo i mo que incluye un análisis es adís ico jun o con conjun o de eglas basadas en lógica di usa pa a la p edicción del á ico u u o. De modo simila , [4] han p esen ado un sis ema de p edicción de lujos de á ico basado en eo ía de ap endizaje es adís ico, pa a lo cual u ilizan “leas squa es suppo ec o machines”, p ocedimien o basado en “suppo ec o machine” con unción de pé didas cuad á ica. Ac ualmen e se abaja en equipos so is icados que incluyen la u ilización de ideocáma as, in a ojos, o isión compu e izada que pe mi en la cap ación de da os en iempo eal. La u ilización de es os da os es cla e pa a la iden- i icación co ec a de pa ones de á ico de o ma dinámica. En es e con ex o la lógica di usa es un elemen o con g an po encial de aplicabilidad. Hay que des aca la p opues a [6] pa a un algo i mo de lógica di usa que clasi icaba pa ones de á ico. Sin emba go, el algo i mo no incluía ca ac e ís icas de especial impo ancia ales como el ins an e de cap ación de da os o los a ios de en ada/salida de pasaje os, de inidos po las masas ins an áneas y sus a iacio- nes en cada momen o y que son cla es pa a es ablece en un pe iodo de iempo de e minado que ipo de á ico es á ocu iendo. Re e encias [1] Ba ney, G., 2003. Ele a o T a ic Handbook: Theo y and p ac ice, Taylo & F ancis G oup. [2] Ba ney, G.C., Dos San os S.M., 1985. Ele a o a ic analysis design and con ol second ed. London Pe e Pe eg inus. [3] Ele a o Wo ld’s Guide o Ele a o ing 1992, Mobile AL: Ele a o Wo ld. [4] Luo, F., Xu, Y-G., Cao, J-Z., 2005. Ele a o a ic low p edic ion wi h leas squa es suppo ec o machines, in: P oceedings o he Fou h In e na ional Con e ence on Machine Lea ning and Cybe ne ics, Guangzhou, pp. 18-21. [5] Siikonen, M.L., 1997. Ele a o g oup con ol wi h a i icial in elligence, Helsinki Uni e si y o Technology, Sys ems Analysis Labo a o y, Resea ch Repo s A67. [6] Siikonen, M.L., Leppala, J., 1991. Ele a o a ic pa e n ecogni ion, in: P oceedings o he 4 h IFSA Con- g ess, pp. 195-198. [7] Thanga elu, S. and Kandasamy, G., 1993. “A i icial in elligence” y “Based lea ning sys em p edic ing “peak- pe iod” imes o ele a o dispa ching”. O is Ele a o Company, U.S. Pa en No. 5 241 142. [8] Tyni, T., 2005. Iden i ica ion o incoming peak a ic o ele a o s. KONE Co po a ion pa en WO/2005/000726 (applica ion numbe PCT/FI2004/000232). Desc ipción de la in ención Pa a palia el p oblema écnico de inido de dispone de un con olado dinámico de de ección de pa ones de á ico median e lógica di usa, que pe mi a pa a un pe iodo de iempo de e minado, de e mina dinámicamen e el ipo de lujo de á ico (UPPEAK, DOWNPEAK, LUNCHPEAK, e INTERFLOOR) en unción de las masas ascenden es y descenden es, la a iación de dichas ca gas y el pe iodo del á ico an e io , alo es es os que no se han enido en cuen a en el ac ual es ado de la écnica, es un obje i o de la p esen e in ención es ablece un mé odo en donde, en unción del alo de dichas a iables, se desa olla un p oceso de in e encia bo osa en unción del componen e de masa, de la a iación de dicha masa y del ipo de á ico inmedia amen e an e io , de e minando, en unción de la e aluación de las eglas de in e encia y del peso ponde ado de dichos componen es, el ipo de pa ón de á ico co espondien e a ese pe iodo de iempo. Es o o obje o de la p esen e in ención un con olado dinámico de de ección de pa ones de á ico median e lógica di usa, de los del ipo empleado en sis emas de anspo e e ical en la de e minación de un pa ón de á ico de ipo uppeak, downpeak, lunchpeak e in e loo , en un de e minado ins an e de iempo, y que comp ende, al menos, medios con igu ados pa a la de ección de las masas ascenden es y descenden es y medios con igu ados pa a el cálculo de la a iación de las ca gas ascenden es y descenden es ca ac e izado po que además comp ende unos medios con igu ados pa a es ablece un p oceso de in e encia bo osa en unción de las masas ascenden es, descenden es, sus a iaciones y el pe iodo de iempo de á ico an e io ; y unos medios lógicos con igu ados pa a es ablece un p oceso de in e encia bo osa en unción de la masa del anspo e e ical, de las a iaciones de dicha masa y del ipo de á ico es ablecido en el pe iodo de iempo inmedia amen e an e io ; en donde dichos medios lógicos es án a su ez con igu ados pa a e alua las eglas de in e encia es ablecidas y calcula el peso ponde ado de las masas pa a de e mina el ipo de pa ón de á ico co espondien e a ese pe iodo de iempo. Es un e ce obje i o de la p esen e in ención el desc ibi un sis ema de anspo e e ical que comp ende el con olado dinámico desc i o y que implemen a el mé odo igualmen e desc i o. 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 B e e desc ipción de las igu as A con inuación se pasa a desc ibi de mane a muy b e e una se ie de dibujos que ayudan a comp ende mejo la in ención y que se elacionan exp esamen e con una ealización de dicha in ención que se p esen a como un ejemplo no limi a i o de és a. Fig. 1 mues a la unción de memb esía en el p oceso de uzzy icación, en donde la igu a 1A ep esen a la uzzy- icación de las ca gas o ales ascenden es y descenden es du an e el pe iodo ∆ ; y en donde la igu a 1B ep esen a la uzzy icación de la a iación an o ascenden e como descenden e de la ca ga. Fig. 2 mues a la unción de memb esía en el p oceso de de uzzy icación, en donde la igu a 2A mues a la unción de memb esía pa a el lujo ascenden e y la igu a 2B mues a la unción de memb esía pa a el lujo descenden e. Realización p e e en e de la in ención La iden i icación de los pa ones de á ico en un edi icio es un elemen o cla e pa a la de e minación de los algo- i mos y eglas de despacho pa a lle a a cabo la asignación de cabina a la llamada de plan a. Tal y como se puede obse a en las igu as adjun as, se conside an cua o lujos p incipales de á ico: uppeak, downpeak, lunchpeak e in e loo . La p esen e in ención p opone un mé odo y un disposi i o de con ol po lógica di usa, con igu ado pa a iden i ica los p ocesos de á ico en un edi icio de o ma dinámica, en unción de las a iables siguien es: - masa ascenden e o al (mu) masa o al ascenden e du an e un pe iodo de iempo ∆ ; - a iación de la masa ascenden e o al (mu) en e el pe iodo ∆ y el pe iodo ∆ -1; - masa o al descenden e (md) du an e el pe iodo ∆ ; y - a iación de la masa o al descenden e (md) en e el pe iodo ∆ y el pe iodo ∆ -1; en donde ∆ es el pe iodo de iempo as el cual se e ec úa el análisis y pos e io oma de decisión espec o al ipo de á ico que acon ece y el T_an e io es el ipo de á ico de ec ado al inaliza el pe iodo an e io . En la igu a 1A queda ep esen ada la unción de memb esía de las ca gas o ales ascenden es y/o descenden es, en donde pa a alo es de ca ga in e io es a un e cio la máxima ca ga ascenden e (M/3) se de ine como componen e de masa pequeña (ms), e e encia S en la igu a, y en donde pa a alo es de ca ga supe io es a dos e cios de la ca ga máxima ascenden e (2M/3) se de ine el componen e de masa g ande (mb), e e encia B en la igu a. Pa a alo es in e medios en e es os dos alo es queda de inido el componen e de masa mediana (mm). Así pues, enemos que la ca ga es g ande (B) cuando supe a los dos e cios de la ca ga máxima, enemos que la ca ga es pequeña (S) cuando es in e io a un e cio de la ca ga máxima y enemos que la ca ga es mediana (X) cuando es á comp endida en e esos alo es. En la igu a 1B queda ep esen ada la unción de memb esía de las a iaciones de ca ga an o ascenden e como descenden e, en donde pa a a iaciones posi i as de ca ga supe io es a un 30% se de ine una a iación posi i a (mp); pa a a iaciones de ca ga comp endidas en e un 30% y un -30% se de ine como a iación nula (mz); y inalmen e pa a a iaciones de ca ga supe io es a un -30% se de ine como a iación nega i a (mn). Así pues, enemos que la a iación es posi i a (P) cuando se inc emen a la ca ga en más de un 30%, enemos que la a iación es nega i a (N) cuando se dec emen a la ca ga más de un -30% y enemos que la a iación es nula (Z) cuando es á comp endida en e esos alo es. E iden emen e, pa a cada conjun o de pe enencia se de inen unas zonas in e medias, con enien emen e ep esen- adas e iden i icadas en la igu a 1, donde la ca ga, o su a iación, oman alo es in e medios en e es os conjun os de pe enencia. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 Las eglas de in e encia bo osa, de inidas po la igu a 1 se indican en la siguien e abla: 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 De es as eglas de in e encia bo osa se de e mina la ue za de los componen es pa a uppeak se de ine como: Mien as que pa a downpeak se de ine como: Finalizado el p oceso de uzzi icación, se p ocede a de uzzi ica los p ocesos de á ico desc i os, al y como se obse a en las unciones de memb esía ep esen adas en la igu a 2, en donde pa a la igu a 2A enemos la unción de memb esía pa a el lujo ascenden e y en la igu a 2B la unción de memb esía pa a el lujo descenden e. Es e p oceso de de uzzi icación pa e de la ponde ación de cada cen o (en la igu a M/6 pa a non-uppeak y non- downpeak, mien as que es 7M/6 pa a uppeak y downpeak) median e la ue za de la componen e espec i a, es deci , de los esul ados ob enidos en las ó mulas an e io es, así pues enemos que: Finalmen e, enemos las eglas lógicas de decisión inales pa a la oma de decisiones y de ección del pa ón de compo amien o: En el siguien e ejemplo no limi a i o se puede obse a una aplicación p ác ica del mé odo desc i o pa a la de ec- ción de pa ones de á ico. 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 Ejemplo 1 Supóngase que se de ec a una masa media ascenden e igual a 11M/24 y una descenden e igual a 14M/24 con una a iación de masa ascenden e igual a +26,25% y descenden e igual a +22,50% y que el pe iodo an e io se de ec ó á ico in e loo . El con olado ealiza ía el p oceso de in e encia ob eniendo los siguien es alo es: Es os alo es han sido ob enidos de la siguien e o ma: los alo es di ec os (mus,mum,mub) son ob enidos median e pesaje del pesa-ca gas que odo ascenso iene ins alado, mien as que los alo es inc emén ales (mun,muz,mup) como el an o po uno de inc emen o o dec emen o de la ca ga en cabina en e dos pe iodos consecu i os. Como el pe iodo an e io e a in e loo , las eglas lógicas se calculan de la siguien e o ma: Las aplicaciones del ipo AND oman el meno alo en salida de los dos inpu de en ada, ob eniéndose las alo aciones pa a cada egla, an o de UPPEAK como de NON-UPPEAK. Siendo odas las demás igual a ce o. A con inuación se calcula la ue za de las componen es uppeak ynon-uppeak como se desc ibió: Quedando ag upados los esul ados enemos que NON-UPPEAK = 0,28 UPPEAK = 0,76 NON-DOWNPEAK = 0,00 DOWNPEAK = 0,79. 7 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 El p oceso de de uzzicación queda ía de la siguien e o ma, en donde dados M/6 y 7M/6 como alo es p e ijados pa a los cen os, al y como se ha desc i o an e io men e, se ponde a cada uno de los cen os median e la ue za de cada componen e calculada an e io men e en el p oceso de in e encia, ob eniendo así la media: Aplicando es os esul ados ponde ados en las unciones de memb esía ep esen adas en la igu a 2 enemos que, po p obabilidad es amos en el caso donde an o UPPEAK como DOWNPEAK se cumplen. Así pues, aplicando las eglas de decisión inales: Así pues, el esul ado inal es que es amos en un pa ón de á ico ipo LUNCHPEAK. 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ES 2 345 647 B1 REIVINDICACIONES 1. Mé odo dinámico de de ección y p edicción de pa ones de á ico median e lógica di usa, de los del ipo em- pleado en sis emas de anspo e e ical en la de e minación y p edicción de un pa ón de á ico de ipo uppeak, downpeak, lunchpeak e in e loo en un de e minado ins an e y pa a un in e alo de iempo dado ca ac e izado po - que de e mina y p edice dinámicamen e el ipo de lujo de á ico en unción de las masas ascenden es y descenden es, la a iación de dichas ca gas y el pe iodo del á ico an e io , y en donde, en unción del alo de dichas a iables se es ablece un p oceso de in e encia bo osa en unción del componen e de masa, de la a iación de dicha masa y del ipo de á ico inmedia amen e an e io , de e minando y p ediciendo, en unción de la e aluación de las eglas de in e encia y del peso ponde ado de dichos componen es, el ipo de pa ón de á ico co espondien e a un pe iodo de iempo. 2. Con olado dinámico de de ección y p edicción de pa ones de á ico median e lógica di usa, de los del ipo empleado en sis emas de anspo e e ical en la de e minación y p edicción de un pa ón de á ico de ipo uppeak, downpeak, lunchpeak e in e loo , en un de e minado ins an e y pa a un in e alo de iempo dado, y que comp ende, al menos, medios con igu ados pa a la de ección de las masas ascenden es y descenden es y medios con igu ados pa a el cálculo de la a iación de las ca gas ascenden es y descenden es ca ac e izado po que además comp ende medios con igu ados pa a es ablece un p oceso de in e encia bo osa en unción de las masas ascenden es, des- cenden es, sus a iaciones y el pe iodo de iempo de á ico an e io ; y medios lógicos con igu ados pa a es ablece un p oceso de in e encia bo osa en unción de la masa del anspo e e ical, de las a iaciones de dicha masa y del ipo de á ico acon ecido en el pe iodo de iempo inmedia amen e an e io ; en donde dichos medios lógicos es án a su ez con igu ados pa a e alua las eglas de in e encia es ablecidas y calcula el peso ponde ado de las masas pa a de e mina el ipo de pa ón de á ico co espondien e a un de e minado ins an e y p edeci el ipo de pa ón de á ico pa a un in e alo de iempo dado. 3. Sis ema de anspo e e ical que comp ende el con olado dinámico de la ei indicación 2. 9