no people no stop elevator

N.P.N.S. (No People, No Stop)ELEVATOR

Team 6이재훈 , 김기훈 , 양우연 , 전혜조 , 김가빈

01_ 프로젝트 개요 필요성 및 목표

02_ 수행방법 이론설명 센서종류 엘리베이터 시스템 비교 세부수행 절차

03_ 프로젝트 진행 데이터 측정 시뮬레이션

레고 마인드스톰 04_ 결론 및 고찰

INDEX

2

3

01_ 프로젝트 개요

01 프로젝트 개요

“ 인천대학교 대나무숲 게시물 中＂

엘리베이터 이용자들이 불편함을 느끼는 요인 무의미한 정차

01 프로젝트 개요

5

[Google 설문지를 통한 통계 ]설문조사 결과

그렇다면 ,대기인원의 유무를 파악하여 불필요한 정차가 없는 엘리베이터는 어떠십니까 ?

72.5% “좋습니다”

엘리베이터 이용 시 불필요한 정차 경험이 있습니까 ?

86% “ 그렇다” 65.1% “불편하다”

불필요한 정차에 대하여 어떻게 생각하십니까 ?

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필요성 및 목표01 프로젝트 개요

대기 인원의 유무를 스스로 파악하여 불필요한 정차가 없는 엘리베이터

시간 전력 편리성“ 시간 , 전력 , 사용자의 편리성을 위한 불필요한 정차의 제거＂

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01_ 프로젝트 개요 [ 출처 : 특허청 ]

1. 가속도센서를 이용한 승강기 층 운행정보 알림 , 표시장치

2. 엘리베이터 조작상황 인지시스템

3. 엘리베이터 탑승 정보를 안내하는 시스템 및 엘리베이터 탑승 정보를 표시하는 터치 패널

4. 엘리베이터 위치 파악 및 호출이 가능한 원격 제어 시스템 및 그 방법

승강기의 현재 위치를 연산하여 사용자에게 승강기가 위치한 층 정보를 제공하는 승강기

층 운행정보 표시장치에 관한 것 .

실시간으로 엘리베이터가 정지되는 층 정보를 내 / 외부 조작판에 표시하여 정지가 예정된

모든 층 확인 및 내부 모니터를 통하여 엘리베이터 탑승 여부를 빠르게 판단하여 엘리베이터가

불필요한 층에 정지하지 않는 시스템 .

엘리베이터 탑승 관련된 정보를 안내하는 시스템과 이 시스템에서 사용되는 터치패널에

관한 것 . 엘리베이터를 이용하고자 하는 사용자는 본 발명의 시스템을 통해 최단 시간

내에 엘리베이터 탑승이 가능 .

엘리베이터 탑승 전과 탑승 시 휴대하는 스마트폰을 사용하여 엘리베이터를 미리

원격제어할 수 있는 엘리베이터 위치 파악 및 호출할 수 있도록 엘리베이터모듈과 무선 통신

신호를 송신 및 수신할 수 있는 시스템 .

8

02_ 수행 방법

02 수행방법

기존방식

시스템도입

Non Stop

9

02 수행방법

10

시스템도입

Non Stop

초음파 센서 적외선 센서신호가 물체에 도달하여 반사되어되돌아오게 될 때 , 그 신호를 수신기의초음파 센서에서 검출

발광부에서 적외선을 내보내수광부에서 적외선을 받는데그 사이가 차단될 때 동작

VS

11

시스템 비교02 수행방법

일반 엘리베이터가장 기본적 , 상대적으로 저렴 효율성이 떨어짐

셀렉티브 콜렉티브 ( 하나의 버튼으로 모든 엘리베이터를 통제하는 시스템 )가장 진보된 방식 , 유동인구가 적은 곳에서 효율적가격이 비쌈 , 유동인구가 많은 곳에서 비효율

무인 정차 방지

1

2

3

BUT

BUT

기존 엘리베이터에 적용 가능 , 유동인구가 많은 곳에서 효율적센서관리 필요BUT

건물의 성격 고려

시스템이 최고의 효율을 보일 수 있는 환경을 찾아야 한다12

02 수행방법

02 수행방법세부 수행 절차1 레고 마인드스톰을 이용한 시스템 모형 구현

2 실제 측정 데이터를 바탕으로 시뮬레이션값 산출13

02 수행방법

레고 마인드스톰을 이용한 시스템 모형 구현레고를 이용하여 모형을 구현해 시스템의 이해와 실현가능성 제시

<3 층 규모의 엘리베이터 모형 제작 >

도르래용 동력 모터

문 개폐용 동력 모터

엘리베이터 앞 물체 감지용 초음파 센서

층 별 호출 버튼 ( 압력센서 )

엘리베이터 몸체 구성용 레고 세트14

15

02 수행방법 - 시뮬레이션

시뮬레이션을 통한 결과분석으로 시스템 효율 수치 산출 실제 측정 데이터를 바탕으로 시뮬레이션값 산출< 시뮬레이션 진행계획 >

실제 데이터 측정시간 , 인원수 , 가중치 등 계수 산출

시스템 미적용 시뮬레이션 값 도출 - 대조군 시스템 적용 시뮬레이션 값 도출 - 실험군

차이 값을 통한 효율수치 산출

< 측정계획 >장소선정 – 엘리베이터 수 , 건물 이용자 수 , 건물성격 (유동인구 크기 ) 고려

층별 이용자수 , 엘리베이터 정차 횟수 , 엘리베이터 무인 정차 횟수 측정 인원 수 별 정차시간 측정

엘리베이터 이용자 유무에 따른 정차시간 측정엘리베이터 층간 거리 및 이동시간 측정

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02 수행방법 - 시뮬레이션But!!

실제 엘리베이터 시뮬레이션 알고리즘은 너무 복잡하고 까다로운 구조

수집한 데이터를 토대로 각 층마다 일정 확률로 무의미한 정차 생성

4 개 층 중 한 층 (3 층 ) 에서 임의로 무의미한 정차 생성 ∴

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03_ 프로젝트 진행

건물 선정

이름 롯데 백화점 [ 평촌 ]

주소 동안구 호계동 1039

승강기 선정 총 7 대 중 1,2,3,4 호기 선정선택 층 F8 / F6 / F4 / F2 / B1 /

B318

03 프로젝트 진행F10 식당가 / 뷔페 / 카페F9 스파 / 피부샵F8 헤어샵 / 치과 / 식당가 / 시네마F7 가전 / 가구 / 홈패션 / 주방 / 식당가F6 골프 / 유 · 아동 / 란제리 / 영풍문고F5 스포츠 / 진 / 유니섹스 / 유니클로F4 남성정장 / 트랜디캐주얼 / 아웃도어F3 커리어 / 엘레강스 / 모피 / 구두 / 핸드F2 문화홀동 / 영캐주얼 / 트랜디 / 캐릭터F1 문화홀동 / 롯데식품관 / 화장품 / 해외B1 축 · 농 · 수산 / 가공 / 건강 / 주류B2

B3

B4

B5

탑승자 수와 소요 시간탑승자 수 ( 명 ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

소요시간 ( 초 ) 7.14 9.59 12.03 14.48 16.92 19.37 21.82 24.26 26.71 29.15 31.60

한 명 초과당 추가 시간 : (31.6-7.14)/10= 2.446 초

승강기 총 정차횟수와 무의미한 정차횟수 비교B3 층 B1 층 2 층 4 층 6 층 8 층

총 승강기 정차횟수 18 24 24 16 27 11

무의미한 정차횟수 5 4 10 7 6 1

무의미한 정차 비율 (%) 27.78 16.67 41.67 43.75 22.22 9.09

문 개폐시간 및 층간 이동 시간문 개폐시간 ( 초 )

닫힘 버튼 누르는 경우 3 초닫힘 버튼 누르지 않는 경우 10 초

층간 이동 시간 ( 초 ) 9 초 ( 정지상태에서 출발 시 )

관측시간 (2016. 03. 27)일요일 오후 16:30 ~ 17:00 17:30 ~ 18:00

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03 프로젝트 진행

건물 선정

이름 송도 센트럴파크 푸르지오시티주소 연수구 송도동 83

승강기 대수 1,2 호기 ( 전체층 ), 3호기 ( 홀수층 ), 4 호기 ( 짝수층 )선택 층

20

5 층 , 15 층 , 20 층


탑승자 수와 소요 시간탑승자 수 ( 명 ) 1 2 3

소요시간 ( 초 ) 6.5 7.5 8.5

한 명 초과당 추가 시간 : 약 1.00 초

승강기 총 정차횟수와 무의미한 정차횟수 비교5 층 15 층 20 층

총 승강기 정차횟수 8 8 4

무의미한 정차횟수 3 4 0

무의미한 정차 비율 (%) 37.50 50.00 0.00

문 개폐시간 및 층간 이동 시간문 개폐시간 ( 초 )

닫힘 버튼 누르는 경우 3 초닫힘 버튼 누르지 않는 경우 13 초

층간 이동 시간 ( 초 ) 9.2 초 ( 정지상태에서 출발 시 )

관측시간 (2016. 04. 04)

월요일 오전 08:30 ~ 09:00

21


03 시뮬레이션 분석 [Arena]

시뮬레이션 책을 정독하고 관련자료 , 서적 참고하면 도움이 될 것 .

기존 엘리베이터 시뮬레이션 모델

This model demonstrates an elevator system. The logic for the elevator is such that it will stop at each floor to determine if someone is getting off at that floor and if there are people waiting and the elevator is travel-ing in the same direction. 25


기존 엘리베이터 vs 시스템 적용 엘리베이터

25

< 시스템 미적용 > < 시스템 적용 >

24


시뮬레이션 결과 비교 [ 기존 vs 시스템 적용 ]

< 탑승자 수 > < 탑승객 대기 시간 > < 엘리베이터 층 이동 횟수 >

< 시스템 적용 >< 기존 >

< 시스템 적용 >< 기존 > < 기존 >

< 시스템 적용 >

기존 < 시스템 적용 기존 > 시스템 적용 기존 < 시스템 적용

25

03 프로젝트 진행시뮬레이션 결과 비교 [ 기존 vs 시스템 적용 ]

전력 비용기존 엘리베이터 5400kwh 48 만 6 천원

시스템 엘리베이터 5882kwh 52 만 9 천원

용량 기준 1kwh 단가 운행시간18kw 한 달 90 원 1 일 10

시간< 전력량 및 비용 비교 >

< 엘리베이터 가정 >

1 일 사용전력 180kwh

1 시간 사용전력 18kwh

한달 사용전력 5400kwh

비용차이 : 4 만 3300 원8.9% 비용 상승

대기시간기존 엘리베이터 3.828 분

시스템 엘리베이터 3.462 분

< 탑승자 대기 시간 비교 >시간 차이 : 0.366 분

10.5% 시간 하락

03 레고 마인드스톰

엘리베이터 제작 시작1레고 마인드 스톰을 이용하여 엘리베이터 제작

전체적인 틀은 어떻게 구성할지

규모는 어느 정도로 할지

개폐장치와 센서는 어떻게 구성할지

기본적인 엘리베이터 축과 도르래 , 개폐장치는 레고마인드스톰 부품으로 구성

엘리베이터와 엘리베이터 후면 지지부분 등은 가정용 레고를 활용하여 구성

도르래에 이용되는 줄은 실을 여러 겹 겹쳐 사용

몸체 구성 요소

28

대안 2

개폐장치 구성 및 제작2엘리베이터 개폐장치 구성에 관한 고찰

실제 엘리베이터와 같이 같이 구성하기에는 부품과 자본의 제약으로 절충안으로 제작

대안 1

각 층에 문이 열리면서 도착하도록 설계- 문 개폐 모터가 필요없이 단순하게 제작가능

- 정차와 상관없이 층을지날때 무조건 문이 열림

- 문이 열리면서 도착하기 때문에 실제엘리베이터와 차이가 있음

톱니바퀴를 이용하여 한쪽으로 열리도록 설계

- 실제엘리베이터와 모습이 유사함

- 문 개폐가 2 층 한층 밖에 구현이 안됨 ( 부품부족 )

대안 2

우리시스템을 직관적으로 알기 쉽도록 하기 위해 대안 2 를 채택


센서의 선택 및 적용3

초음파센서의 불안정한 인식문제로 인해 컬러센서로 변경 최적화 센서의 탐색


30

외형 완성4

완성된 모습


31

프로그래밍 5

1 층 ->(2 층 ->3 층 ), 3 층 ->(2 층 ->1 층 )1 층 혹은 3 층에서 출발하여 2 층에 사람의 유무를 판단 ,정차유무를 결정하여 목적지로 향하도록 프로그래밍

목표 프로그래밍1 층 -> 층 2, 1 층 ->3 층 , 2 층 ->1 층 , 2 층 ->3 층 , 3 층 ->1 층 , 3 층 ->2 층모든 경우의 수를 고려한 프로그래밍

층간을 구분 지을 센서와 부품의 부족으로 차선책 모색

차선 프로그래밍


32

31

알고리즘6


완성품 시연영상7


33

34

04_ 프로젝트 결론

04 프로젝트 결론

데이터 조사활동을 통해 엘리베이터에 관한 세부지식 습득

시뮬레이션을 통한 알고리즘의 이해

마인드스톰을 통한 엘리베이터 메커니즘 원리 습득

프로그래밍을 통한 엘리베이터 운용 방식 이해

고찰

37

1

2

3

4


시뮬레이션과 레고 알고리즘에 대한 전문지식과 피드백 부족

재료 , 자본 , 시간적 한계

초음파센서 적용의 어려움

38

한계점

1

2

3


정밀 운용을 위한 구체적 자료조사

시뮬레이션과 레고 프로그래밍 수정

3D 프린트를 통한 모형 구체화

실제 초음파 센서 제작 및 실현 가능성 확인

GCTI 참가39

현실적용을 위한 중요한 척도

보다 사실적이고 실제와 비슷하도록

실제 엘리베이터 외형과 거의 흡사하도록

전문가의 도움을 통해 실현가능성 파악

시스템의 한 단계 도약을 위한 대회 참가

향후 계획1

2

3

4

5

THANK YOU VERY MUCH

38

no people no stop elevator

Engineering