기고 _현대엘리베이터 기술연구소 박희철, 천홍렬 연구원

3.2 시뮬레이션의 조건
시뮬레이션의 입력 자료인 승객의 교통 요구는 실제 행선층 예약 시스템이 적용 중인 건물의 군 제어기가 수집한 자료를 사용하였다.
[그림 4]는 시뮬레이션에 사용된 승객의 일일 교통 요구를 5분 단위로 나타낸 그래프이다.
[그림 4]의 상부 그래프는 상승방향의 승객요구를 나타내며 하부 그래프는 하강방향의 승객요구를 나타낸다.
[표 1]은 시뮬레이션의 기본적인 설정 값을 나타낸다. 이 설정 값은 교통 수요를 수집한 건물과 동일한 값을 사용하였다. [표 1]의 항목 중 DO 시간은 도어 개방시간, DC 시간은 도어 닫힘시간, DD 시간은 도어 유지시간을 나타낸다. 탑승시간은 1인이 승차 또는 하차하는 시간을 나타낸다. 승차 인원이 늘어나면 DD 시간이 증가하게 된다.
[표 2]는 성능평가 항목을 나타낸 것이다. 한 개의 행선층 호출은 승객 한 명에 해당하나 한 개의 승장 호출은 여러 명을 의미하는 경우도 있으므로 기존의 승장 호출 시스템과 비교하기 위해서 대기시간과 이동시간은 승장 호출과 차내 호출에 근거하여 평가하였다.
평가항목 중 장대기 횟수는 대기시간이 60초 이상인 횟수를 장 이동 횟수는 이동시간이 60초 이상인 횟수를 의미한다.

3.3 싱글데크 행선층 제어 시뮬레이션
[그림 5]는 일일 교통요구에 대한 재할당을 사용하는 ETA 군 제어와 싱글데크 행선층 제어의 주요 평가항목을 시간대 별로 나타낸 그래프이다.
빨간색 선은 평균 대기시간을, 파란색 선은 평균 이동시간을 나타낸다. 녹색 선은 장 대기 비율을, 노란색 선은 장 이동 비율을 나타낸다. 시뮬레이션에 적용된 하루 이용 승객 수는 10,684명이다.
싱글데크 행선층 제어가 출근 시간대의 평균 대기시간이 28.2초에서 31.6초로 다소 증가했지만 평균 이동 시간은 77.5초에서 57.3초로 대폭 감소한 것을 알 수 있다.
[그림 5]의 비교를 통해서 싱글데크 행선층 제어가 출근시, 점심시, 퇴근시, 통상시 등 모든 교통흐름에 대해 우수한 성능을 보임을 알 수 있다.
[표 3]은 재할당을 사용한 ETA 제어와 싱글데크 행선층 제어의 일일 교통량에 대한 비교표를 나타낸 것이다.
행선층 제어의 경우 승장호출이 증가한 것은 출발층에 여러 대의 호기가 할당될 수 있기 때문이며 카내 호출이 감소한 것은 정지 횟수가 최소화 되도록 운전하기 때문이다.
평균이동시간은 크게 감소하였으나 평균대기시간은 소폭 감소한 것은 기존의 ETA 제어가 대기시간 최소에 역점을 두기 때문이다. 정지횟수는 줄고 이동 층수가 증가한 것은 동일 시간에 보다 많은 서비스를 수행함을 알 수 있다.

3.4 더블데크 행선층 제어 시뮬레이션
본 시뮬레이션은 인접한 듀얼 로비를 가지는 빌딩에 대하여 싱글데크 행선층 제어와 더블 데크 행선층 제어를 비교하였다. 변환 프로그램을 사용하여 싱글 로비 건물의 교통요구를 인접한 듀얼 로비 건물의 교통요구로 변환하여 시뮬레이션을 하였다.
[그림 6]은 일일 교통요구에 대하여 싱글데크 행선층 제어와 더블데크 행선층 제어의 중요 평가항목에 대하여 비교하였다.
[그림 6]에서 출근시 싱글데크의 평균대기시간과 평균이동시간은 34.4초, 61.5초이며, 더블데크의 평균대기시간과 평균이동시간은 29.4초, 50.6초로 평균이동시간이 많이 감소하였다.
또한 퇴근시 싱글데크의 평균대기시간과 평균이동시간은 32.3초, 49.0초이며, 더블데크의 평균대기시간과 평균이동시간은 25.9초, 46.2초로 평균대기시간의 감소가 크게 나타났다.
[표 4]는 일일 교통요구에 대한 싱글데크와 더블데크 행선층 제어의 평가항목에 대한 비교표이다. 일일을 기준으로 보면 평균대기시간이 크게 감소함을 알 수 있다.

4. 더블데크 행선층 예약 시스템의 구현
현대 아산 타워에는 한 대의 더블데크 엘리베이터만이 설치되어 있어 8CAR 더블데크 행선층 예약 시스템(더블데크 DSS)을 구현하기 위해 [그림 7]과 같이 상부 데크용 간이 도어를 취부한 싱글데크 2호기(1080M/min, 최고층 : 51층)와 호기 에뮬레이터를 연결하였다.
호기 에뮬레이터는 #3~#8호기의 유사 운행을 수행한다. 에뮬레이터는 실제 호기와 동일한 데이터 형식으로 군 제어기와 송수신하므로 군 제어기는 에뮬레이터를 실제 호기로 인식한다. 원격모니터 장치를 통해서도 행선층 호출을 입력할 수 있어 기능 확인이 용이하다.

5. 결론
본 연구의 목적은 고층화 건물이 늘어남에 따라 엘리베이터의 운송효율 증대를 통한 건물의 가용 면적 확대가 중요한 문제로 인식됨에 따라 이에 대한 방안을 제시하는 것이다.
새로운 행선층 제어 방식을 제안하여 실제 군 제어기를 사용하는 시뮬레이터를 이용하여 기존 ETA 군 관리 시스템, 싱글데크 행선층 예약 시스템, 더블데크 행선층 예약 시스템에 대한 성능을 비교하였다. 실 적용시 근사한 성능을 얻기 위하여 실제 건물의 교통요구와 엘리베이터 사양을 이용하여 시뮬레이션을 하였다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다.
첫째, 싱글데크 행선층 예약 시스템이 기존 ETA 군 관리 시스템에 비해 높은 운송효율을 가지며 평균이동시간이 많이 줄어듬을 알 수 있었다.
둘째, 더블데크 행선층 예약 시스템이 싱글데크 행선층 예약 시스템에 비해 모든 평가항목에 대해 우수한 기능을 가짐을 알 수 있었다.
셋째, 실제 더블데크 엘리베이터와 호기 에뮬레이터를 연결하여 8CAR 더블데크 행선층 시스템을 구현하여 실제 적용에 문제가 없음을 확인할 수 있었다.
따라서 본 연구에서 제안한 더블데크 행선층 예약 시스템이 초고층 건물과 일반 건물에서 엘리베이터의 운송효율을 증대하는 좋은 방안이 될 수 있다.

※ 참고문헌
·Barney, G. (2003), Elevator Traffic Handbook: Theory and Practice, Spon Press, London and NewYork, pp.297-302.
·Strakosch, G.R. (1998), The Vertical Transportation Handbook Third Edition, John Wiley & Sons, pp.353-366.
·CIBSE Guide D (2005), Transportation systems in buildings, CIBSE.