質問: エレベーターの自動運転 ご覧いただきありがとうございます。 ショッピングセンター、デパートなどでエレベーターが何台も並んでいてよく利用しているのですが、エレベーターの動き方に疑問をもっています。 例えば4台のエレベータがあると、4台とも同じように動いていることがとても多いのです。 例えば、1階で待っていると、4台とも3~5階位に居て全部上方向に向いています。エレベータ同士が仲良すぎて、抜きつ抜かれつしながら上昇しているダンゴ状態なのです。 そして、1階に降りてくるときもダンゴ状態です。このため、長いときは数分間エレベータが来ないときがあります。 質問は エレベーターのダンゴ運転を避けるために、コンピュータで自動運転しているようですが、すぐにダンゴになってしまうのは何故でしょうか。防ぐ方法はありますか。
回答: > すぐにダンゴになってしまうのは何故 類似した現象はいろんな所にあります。「我が輩は猫である」の登場人物のモデルになった寺田寅彦が、「路面電車を待っていると、なかなか来ないと思ったら、立て続けに何台も来る」という現象について考察してます。今では「渋滞学」という数理科学の分野として研究されています。 話を単純化して、2つのエレベータがひたすら上昇だけすることを考える。「どの階にいる乗客も、全員、より上の階に行こうとしている」という状況です。すると、どの階でも、先に来たエレベータaにみんなが乗ろうとする。乗るのに時間がかかり、その間に後から来るエレベータbとの時間差が縮まります。乗ってる人が多ければ、誰かが降りるために止まる頻度も高くなり、ますます時間差が縮まる。これを繰り返せば、ついにはbの方がaより上に居る状態になる。そうなると、今度はみんながbに乗ろうとする。というわけで、乗客の行動は、両者の差を小さくするように働く。 > 防ぐ方法 特定の階にしか止まらない、というエレベータを何種類か用意して乗客を分散させるのは、よくやられていることです。でも、「誰も乗っていないエレベータがあるのにそれは行きたい階には止まらない」なんて無駄も生じる。乗客の行動の傾向が時間帯や曜日によって変化する、ということに対応して、あらかじめ統計を取っておいて、どのエレベータがどの階に止まるかを切り替える、という方法もあるけれども、うんと沢山エレベータがある場合には、どのエレベータに乗れば良いのかわかりにくくなって、仕組み自体が混雑の原因になる。 乗る前に「何階に行きたいか」を音声やボタンで申告してもらう、というエレベータが存在します。この情報があれば、ちょっと賢い制御ができる。ですが、使う側にしてみたら慣れてないと扱えないし、統計的に効率が多少良くなるのは事実であっても、どれほど賢いかを個々の乗客は実感できない。それどころか(他の回答にもあるように)、やっと来そうだぞと思っているとかごが戻って行っちゃったりもするんで、なんだよメンドクサイだけじゃんか、ってことになる。 かごに乗れる人数を少なくした小さいエレベータを沢山並べる、という手は、理論的には渋滞を起こしにくくする効果がある。ですが、小さいエレベータとは言っても間口が狭くて奥行きばかりあると、乗り降りに時間が掛かるんで意味がない。奥行きを浅くして間口を広げると、エレベータホールに面する壁面を沢山占有するので、沢山並べるのが難しい。結局、エレベーターホールの床面積が同じであれば「全部のエレベータが一斉に来た場合に一斉に乗れる人数」は、大きいエレベータが少数ある方がずっと多い。なので、コストを度外視しても、小さいのを沢山、というのは難しいんです。 同じエレベータシャフトの中に複数のかごがあり、しかも追い越しができる、という面白いエレベータの研究もあります。ケーブルを使わず、レールを伝ってかごが自走し、追い越しのときにはなんとヨコにも走る。(実用化には至らなかったと思う。もし故障したらと考えると怖い気がします。)これは、「あんまり超高層のビルは、低層階の床面積のほとんどがエレベータホールに占有されてしまって、何のために超高層にしたんだかわかんなくなる」という問題への解決策ですが、その問題はエレベータの待ち時間の問題と表裏一体であることが、ちょっとお考えになればお分かりになると思う。