多部电梯群控系统控制算法优化
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多部电梯群控系统控制算法优化
摘要
智能楼宇的普及，使电梯群组控制技术得到飞速发展。电梯系统在安全便捷的基础上更追求乘坐的舒适度，向高效节能发展。促进群控算法不断革新，优化建筑物中交通流的调度方案。电梯系统因自身具有多变量、非线性和随机性等特点，用传统方法较难控制。本文采用多目标规划方法实现多部电梯群组系统控制算法优化，优化电梯交通系统调度方案。首先比较当前主流控制算法，分析电梯群控系统交通流模式。再建立电梯群控系统数学模型，分别在上行高峰、下行高峰、随机客流和空闲交通模式下进行函数分析，分配性能指标权重，得出相应调度规则。最后将系统模型用MATLAB系统仿真，验证系统调度方案，证明多目标规划算法对多部电梯群组系统调度方案有所提高。
KEY WORDS:Elevator group control, Algorithm optimization, Traffic patterns, Sscheduling ,Simulation
目 录
前 言
上世纪的科技革命促使摩天大楼几乎遍及全世界，计算机的工业化也使楼宇向智能化迈进。电梯的发展从计电器控制到高复杂的集成电路控制，楼宇中的交通实现了半自动到全自动的发展。电梯能更有效的发挥高层建筑优越性能，提高单位土地面积利用率，减缓高密度人口居住压力。相比低层建筑，高层大楼容纳更多人员，传统单一电梯很难满足交通需求。现代楼宇中一般多部电梯同时运转，为乘客提供更高效的服务。
如果看待楼宇中多部电梯仅为单部电梯的简单的数量积累，那么势必造成乘客时间和交通资源的浪费。很可能某部电梯客流拥堵造成乘梯时间过长，而其它电梯却处于空闲状态；而乘客为快速到达目的楼层但又缺乏判断电梯实际运行情况同时按下多部电梯，造成呼叫信息误输入反而降低电梯服务质量。因此，采用电梯群组控制，整体考虑各部电梯实际运行情况和呼叫信息，分配合理调度方案。电梯的快速发展也促进电梯群控理论不断更新换代以满足人们更高的要求，使人们将电梯群控算法向多学科交叉领域、高复杂计算领域以及新兴科技领域迈进。例如，在传统经验基础上借助计算机复杂运算的专家系统控制方法；依靠生物科学演化原理和近代生命科学发展而来的遗传算法；根据人类脑科学和大数据处理技术发展的神经网络等。很多算法刚刚探索，还有很多方法有待人们继续寻求。其外，多部电梯群组控制的目的性较强，而生活中有多种电梯，如摩天大厦中穿越云层的观光电梯；大型无人工厂的全自动货运电梯；医院专用的医用电梯；商业住宅楼中最常见的住宅电梯和特定环境专用电梯等。不同控制要求有不同控制方式。而实质上，无论哪种电梯群控方式，都是为了节约乘客宝贵时间、减少不必要能源消耗为目，提高电梯系统服务质量。本文以研究典型建筑物交通模式为基础，建立数学模型。在实际中，对于一些特定电梯只是本文研究的特例，加大某些参数对系统的影响就得到相应特定电梯的控制方案。电梯群控算法都是提出一种更优良的调度方案，合理分配各影响参数对系统影响的权重。本文研究的意义也就是在不改变硬件条件下，改变调度方案，提高电梯服务质量。
关键词：电梯群控，算法优化，交通模式，调度，仿真
Elevators Group Control SysΒιβλιοθήκη Baiduem Control Aalgorithm Optimization
ABSTRACT
With the emergence of the intelligent building, the elevator group control technology got rapid development. The elevator system pursuits better riding comfort on the basis of safty and convenience, developing towards high efficiency and energy saving. Promoting the elevolution of group control algorithm, the elevator traffic flow scheduling scheme is optimized. Because of its characteristics of multivariable, nonlinear and randomness, elevator systems is difficult to be controlled in a traditional way. In this article, multi-objective programming method was adopted to realize the optimization of elevators group system control algorithm and the optimization of elevator traffic system scheduling scheme. Firstly, the current mainstream control algorithm are compared, analyzing the elevator group control system of traffic flow patterns. Then a mathematical model of elevator group control system is established, analysing pattern function in the peak peak upward, downward, under random traffic and idle traffic, allocating performance index weight and the corresponding scheduling rules are drawed. Finally, a system model is simulated in MATLAB to verify system scheduling scheme, proving that multi-objective programming algorithms for elevators group system scheduling scheme is improved.
摘要
智能楼宇的普及，使电梯群组控制技术得到飞速发展。电梯系统在安全便捷的基础上更追求乘坐的舒适度，向高效节能发展。促进群控算法不断革新，优化建筑物中交通流的调度方案。电梯系统因自身具有多变量、非线性和随机性等特点，用传统方法较难控制。本文采用多目标规划方法实现多部电梯群组系统控制算法优化，优化电梯交通系统调度方案。首先比较当前主流控制算法，分析电梯群控系统交通流模式。再建立电梯群控系统数学模型，分别在上行高峰、下行高峰、随机客流和空闲交通模式下进行函数分析，分配性能指标权重，得出相应调度规则。最后将系统模型用MATLAB系统仿真，验证系统调度方案，证明多目标规划算法对多部电梯群组系统调度方案有所提高。
KEY WORDS:Elevator group control, Algorithm optimization, Traffic patterns, Sscheduling ,Simulation
目 录
前 言
上世纪的科技革命促使摩天大楼几乎遍及全世界，计算机的工业化也使楼宇向智能化迈进。电梯的发展从计电器控制到高复杂的集成电路控制，楼宇中的交通实现了半自动到全自动的发展。电梯能更有效的发挥高层建筑优越性能，提高单位土地面积利用率，减缓高密度人口居住压力。相比低层建筑，高层大楼容纳更多人员，传统单一电梯很难满足交通需求。现代楼宇中一般多部电梯同时运转，为乘客提供更高效的服务。
如果看待楼宇中多部电梯仅为单部电梯的简单的数量积累，那么势必造成乘客时间和交通资源的浪费。很可能某部电梯客流拥堵造成乘梯时间过长，而其它电梯却处于空闲状态；而乘客为快速到达目的楼层但又缺乏判断电梯实际运行情况同时按下多部电梯，造成呼叫信息误输入反而降低电梯服务质量。因此，采用电梯群组控制，整体考虑各部电梯实际运行情况和呼叫信息，分配合理调度方案。电梯的快速发展也促进电梯群控理论不断更新换代以满足人们更高的要求，使人们将电梯群控算法向多学科交叉领域、高复杂计算领域以及新兴科技领域迈进。例如，在传统经验基础上借助计算机复杂运算的专家系统控制方法；依靠生物科学演化原理和近代生命科学发展而来的遗传算法；根据人类脑科学和大数据处理技术发展的神经网络等。很多算法刚刚探索，还有很多方法有待人们继续寻求。其外，多部电梯群组控制的目的性较强，而生活中有多种电梯，如摩天大厦中穿越云层的观光电梯；大型无人工厂的全自动货运电梯；医院专用的医用电梯；商业住宅楼中最常见的住宅电梯和特定环境专用电梯等。不同控制要求有不同控制方式。而实质上，无论哪种电梯群控方式，都是为了节约乘客宝贵时间、减少不必要能源消耗为目，提高电梯系统服务质量。本文以研究典型建筑物交通模式为基础，建立数学模型。在实际中，对于一些特定电梯只是本文研究的特例，加大某些参数对系统的影响就得到相应特定电梯的控制方案。电梯群控算法都是提出一种更优良的调度方案，合理分配各影响参数对系统影响的权重。本文研究的意义也就是在不改变硬件条件下，改变调度方案，提高电梯服务质量。
关键词：电梯群控，算法优化，交通模式，调度，仿真
Elevators Group Control SysΒιβλιοθήκη Baiduem Control Aalgorithm Optimization
ABSTRACT
With the emergence of the intelligent building, the elevator group control technology got rapid development. The elevator system pursuits better riding comfort on the basis of safty and convenience, developing towards high efficiency and energy saving. Promoting the elevolution of group control algorithm, the elevator traffic flow scheduling scheme is optimized. Because of its characteristics of multivariable, nonlinear and randomness, elevator systems is difficult to be controlled in a traditional way. In this article, multi-objective programming method was adopted to realize the optimization of elevators group system control algorithm and the optimization of elevator traffic system scheduling scheme. Firstly, the current mainstream control algorithm are compared, analyzing the elevator group control system of traffic flow patterns. Then a mathematical model of elevator group control system is established, analysing pattern function in the peak peak upward, downward, under random traffic and idle traffic, allocating performance index weight and the corresponding scheduling rules are drawed. Finally, a system model is simulated in MATLAB to verify system scheduling scheme, proving that multi-objective programming algorithms for elevators group system scheduling scheme is improved.