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群控电梯控制方案

设计和优化

研究小组：

030710107周扬、

030710125 潘天亮、

030710113于启炬

二00九年十一月八日

【课题前景】

随着人民生活水平的提高和城市建筑的高速发展，楼宇需要配置多台电梯以提高交通服务质量和可靠性。然而，仅使电梯数量的增加不仅不能完全满足现代楼宇的多种要求，还会带来诸如环境污染、能源损耗、运营效率低下等问题。

电梯群控系统所要解决的是一个复杂的、具有非线性和不确定性的多目标随机决策问题。因此，现代建筑多采用电梯群控技术来调度电梯群的运行，在提高系统服务质量和运营效率的同时降低能耗。i

【电梯群控系统的多目标性】

实现电梯的多功能优化，找到时间最优和路程最优的最佳契合点。从而达到节省时间和能耗的效果。

平均候梯时间要求短

候梯时间是指从乘客按下层站呼梯按钮直到所派电梯到达此层乘客进入轿厢所经过的时间。在群控电梯控制中，传统的概念集中于解决“减少候梯时间”这一指标。平均候梯时间是所有候梯时间的平均值，它是评价电梯群控系统性能的重要指标。

⑵电梯能耗

电梯系统的能耗越少，其服务成本就越低。电梯的运行距离与能耗有着密切的联系，但在很多情况下能耗评价指标并未被列入考虑之列。

【实验过程】

（1） 分配二个同学到图书馆和网络上查找相应的文件介绍并整理出有用的文件资料，到南航一号楼采集必要的数据并调查电梯的运行情况是否良好。

（2） 整理所查找到的文件资料，探讨初期实验模型，确定算法，并编写群控电梯的仿真程序，并输入数据得到目标函数值。

（3） 结合具体情况，分析比较目标函数值，在基础模型的基础上加以改进，得出优化模型。

（4） 总结试验，撰写实验报告。

【初步解决方案】

一、问题描述

某大楼共有十层楼，设有载客电梯一部，以南航一号楼6号电梯为例。设计一算法以实现乘客平均侯梯时间最短、耗能最少。

二模型简化

1、 电梯可到达各层。

2、 仿真开始前，电梯静止为空梯，且停靠楼层为任意的。

3、 仿真开始后，有若干人在不同楼层开始乘梯活动，且所在楼层和目标楼层都是随机输入的。

4、 不考虑电梯超载情况，且每次呼叫每楼层只有一人。

5、 电梯运行速度为3秒/层，电梯平均每秒耗能600w，乘客上下进入轿厢的是假忽略不计，如需修改可以在程序里面加以修改。

6、 电梯在运行过程中运行方向不受其他信号的改变。

三、 调度原则：

距离优先原则

四、 控制目标

优化平均等待时间，减少电梯能耗即满足电梯运行路程D最短的同时也要使得电梯运行时间T的取值要尽量的小。

五、 基础模型算法分析与程序设计

程序介绍

（1）程序初始化

这是一个实现电梯调度的算法以距离优先原则（详细见附件一\

电梯初始停靠在X层，X=L.lift[0];

L.list[11]用来存储各层的目的层

L.flag[11]用来标识各楼层的响应情况：

电梯向上

电梯向下 无响应

1

-1 0

（2）算法设计

定义调度函数voidControl（LcontrolL）;找出离X最近的响应层，用flag1表示。

①若flag1=X,则电梯先向上。

在向上的过程中找出X---10层中有响应的楼层，并求出它们目的层中的最大值up11作为电梯到达的最高层，在上升过程中，在有向上响应的楼层及其目的楼层停。至哒up11后，在从up11T到第1层，在向下过程中，在有向下响应的楼层及其目的楼层停。下至1层后再向上运动，一直到最高目的层up22（该目的层位1---X层中有向上响应的楼层的目的层的最大值）

②若flag1X，则电梯先向下。

从X层下至1层，在此过程中，在有向下响应的楼层及其目的楼层停。到达1后，在从1升至up11，在向上过程中，在有向下响应的楼层及其目的楼层停。上至up11层后再向下运动，一直到1层，在有向下响应的楼层及其目的楼层停。

举例示意

楼层响应标识目的层

10

0

0

9

1

10

8

-1

1

7

0

0

6

0

0

5

-1

1

4

0

0

3

0

0

注释：红色表示向上、黄色表示向下、初始停靠层为绿色;

1代表向上0代表没有响应-1代表向下。

］输入输出显示

电梯最初停靠房为=修相应控制条件为=第1层的控制条件为;其相应目的层为;

电梯最初停靠房为=

修相应控制条件为=

第1层的控制条件为;其相应目的层为;5

第2居的控制条件为;其相应目的层为;?

电梯运行总时间丸g秒正在曾涕的人数为5人平坷俟样时间布1秒n总耗能为342丽焦耳口

Presskeytocontinue

第3层的控制条件为;其相应目的层为f

第4层的控制条件为;其相应目的层为；回

第5

第5层的控制条件为二其相应目的层为：1

-1

第6层的控制条件为二其相应目的层为：0

第