电梯配置最佳化与智慧型电梯管理系统之芻议
管理學院 林張群教授
一、前言：
由於系所特性的差异，管理学院不像医学院或工学院般拥有大量的耗能设备，使得节能成為刻不容缓的议题。管理学院耗能最多的电器设备当属照明与电脑设备。由於电脑设备的使用有其必要性，因此节能的空间有限。而照明方面已依学校规划减少公共空间不必要之灯具，及设置自动断电开关。在私人空间方面亦要求教师与学生於离开实验室或研究室时必须关闭照明及冷气。未来若能於电路及开关的配置进行全面性的改善，可望进一步提升节能的效果。
事实上，相对於其他设备，管院最耗能的设备应是一般人比较容易忽略的电梯。如同汽车，电梯的能量耗损主要都用於将电梯从静止加速至运转速度。当尖峰时段每层楼都有搭乘需求而电梯已满载时，电梯依然每层楼都会停。如此不但耗损大量电能於加速减速，亦会延迟搭乘者到达目的楼层的时间。但目前管院大楼的四部电梯并无任何的楼层配置措施，如能有效加以管理，应能节省可观的电费。
二、电梯静态配置最佳化：
电梯管理最佳化是一持续的研究议题，文献中亦存在大量的研究论文与方法，可见在世界各国，电梯的节能省碳都是一不容忽视的议题。各电梯製造商及设备商亦试图藉由提供更先进的智慧型管理系统以获取商业竞争优势。电梯的管理可分為静态配置与动态管理二方面。静态配置是指将一群电梯分别配置给不同的楼层，以减少等候与运输的时间；动态管理是指在有搭乘需求时，立即进行动态排程，指派最适当的电梯以节省能源及等候与运输时间。
静态配置无论是管理成本或技术层面都比较简单易行。首先必须取得长时间的搭乘需求统计资料，再根据来往於不同楼层间的搭乘需求，决定管院四部电梯的最佳楼层配置。欲决定电梯与楼层间的指派只是一个简单的组合最佳化问题，但问题是，这显然是一个复杂的多目标最佳化问题。
此一多目标最佳化问题必须考虑的决策目标包括：整体等候时间的极小化、整体运输时间的极小化，及停留次数的极小化。其中停留次数的极小化等同於耗能的极小化，但多目标决策问题的目标之间往往是互相矛盾的。要减少等候时间最好的方法似乎是每层楼都停，但这却会延长其他楼层的等候时间以及整体的运输时间。反之，要缩短运输时间最好的方法是减少停留的楼层，但却会延长未搭乘者的等候时间。多目标最佳化问题的解决重点，在於如何在多个决策目标之间取得妥协。
叁、智慧型电梯动态管理系统：
目前电梯管理系统的发展已由静态管理进阶至智慧型的动态管理系统。简言之，动态管理便是根据当时的需求动态配置电梯以达成提高服务水準与节能的目标。為达此一目标，电梯动态管理系统必须具备某些特殊的功能。
首先，车厢内必须有感测装置以蒐集搭乘的数据。但是仅根据乘员的按键资料无法取得精确的资讯，因為可能有多人同时搭乘却只有一个人按键。因此监控系统必须具备人工视觉，亦即影像处理的能力，以记录每位乘员进入的楼层以及到达的楼层。此外，此监控系统亦可知道车厢内的人数。除了车厢内的监控系统，电梯也必须具备车厢外等候人数的监控功能，以适时安排车厢前往接运。同样的，此系统亦是以电脑视觉為基础。
电梯车厢的动态派遣可以依据预先建立的经验法则决定，也可使用程式即时运算来求解最佳的派遣。经验法则的建立必须以平日蒐集的搭乘资料為基础，利用机器学习方法归纳出一系列的决策法则。系统必须在一段时间的使用后，检讨法则的效能，并适时重新学习以更新法则。更先进的系统甚至可以预测即将发生的需求，并预先安排车厢的位置。
此外，此智慧型的电梯动态管理系统也应具备更多的资讯显示功能，以告知等候人员目前电梯车厢内的人数、预计停留的楼层、以及到达本楼层的时间等。显然，智慧型电梯动态管理系统必须依赖复杂的人工智慧科技、机电整合技术与即时的运算能力，目前為止仍是极具挑战性的研究议题。
四、结语：
动态管理显然是比较有效的电梯管理方式，也最能节省能源。虽然技术层次颇高，如能整合管理学院的决策科学知识与工学院的机电整合技术与软体设计能力，不失為一极具发展潜力的整合型研究议题，其成果将具有高度的技术转移价值。但就现状而言，电梯静态配置的最佳化是立即可行的。因為不牵涉到机电整合与软体的发展，成本也较低，管院的师资中也已具备相关的专长可以有效处理此一问题。