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。
关键词：电梯群控，算法优化，交通模式，调度，仿真Elevators Group Control System Control AalgorithmOptimizationABSTRACTWith 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.KEY WORDS: Elevator group control, Algorithm optimization, Traffic patterns, Sscheduling ,Simulation目录前言 (1)第1章多部电梯系统概述 (2)1.1 电梯群控的发展背景 (2)1.1.1 电梯发展史 (2)1.1.2 多部电梯控制技术历史由来及后期发展 (2)1.2 当今主流EGCS算法理论比较 (4)1.3 今后EGCS算法的发展趋势 (5)1.3.1 智能化 (5)1.3.2 网络化 (5)1.3.3 人性化 (6)1.3.4 节能化 (6)1.4 论文研究意义及章节安排 (6)第2章当前EGCS技术 (8)2.1 当前主流EGCS技术的多样性概述 (8)2.2 EGCS算法综述 (8)2.3 EGCS算法分类及特点 (9)2.3.1 模糊控制方法及特点 (9)2.3.2 神经网络技术 (10)2.3.3 遗传算法控制技术 (12)2.3.4 专家系统控制技术 (14)2.3.5 Petri 网控制技术 (14)2.4 群控技术特点总结 (16)第3章EGCS特性分析 (17)3.1 EGCS结构 (17)3.1.1 单台电梯控制系统结构 (17)3.1.2 EGCS基本结构 (17)3.2 EGCS的特性分析 (18)3.2.1 控制变量的多目标性 (18)3.2.2 输入参数的不确定性 (21)3.2.3 EGCS系统的非线性 (21)3.2.4 EGCS系统的扰动性 (21)3.2.5 指令信息初期不完整特点 (22)3.3 系统的性能评价 (22)3.4 楼宇内交通流分析 (23)3.4.1 随机呼梯交通模式 (24)3.4.2 上楼呼梯高峰交通模式 (24)3.4.3 下楼呼梯高峰交通模式 (25)3.4.4 轿厢待命交通模式 (26)第4章多目标算法及在EGCS中应用 (27)4.1 多目标优化问题概述 (27)4.1.1 多目标规划的数学模型 (27)4.1.2 算法中变量的相互关系 (28)4.2 多约束条件问题常用方法 (29)4.2.1 约束法 (29)4.2.2 分层序列法 (29)4.2.3 功效系数法 (30)4.2.4 理想点法 (30)4.2.5 平均加权法 (30)4.2.6 极小-极大法 (31)4.3 EGCS初步模型建立 (31)4.3.1 综合评价指标的建立 (31)4.3.2 EGCS模型的初步理论参数设定 (32)4.4 多目标算法在EGCS中的数学模型 (33)4.4.1 初步模型的改良 (33)4.4.2 AWT评价函数 (35)4.4.3 ART评价函数 (35)4.4.4 CRD评价函数 (36)4.4.5 ERC评价函数 (36)第5章EGCS调度算法的实现 (38)5.1 多目标的调度规则 (38)5.1.1 电梯基本运行规则 (38)5.1.2 EGCS的调度规则 (38)5.2 各种交通流模式下智能调度的算法实现 (42)5.2.1 轿厢待命交通模式的算法实现 (42)5.2.2 乘客集中上楼模式的算法实现 (43)5.2.3 乘客集中下楼模式的算法实现 (47)5.2.4 随机交通模式的算法实现 (49)5.3 EGCS的仿真结果分析 (52)5.3.1 数学模型的基本性能验证 (52)5.3.2 多目标对EGCS调度结果的分析 (53)结论 (57)谢辞 (58)参考文献 (59)附录 (60)多部电梯调度算法系统流程图 (60)外文资料翻译 (64)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。
第1章多部电梯系统概述1.1 电梯群控的发展背景1.1.1 电梯发展史自18世纪90年代Otis公司成功安装一台直接连接式升降机，电梯便从此诞生了。
从问世以来，电梯已经几乎遍及全球的每座城市的绝大多数楼宇。
在数百年的发展改进中，电梯经历了从驱动方式到控制方法的无数次变革。
在电梯问世初期因控制方便，在动力驱动方面电梯一般采用直流电机驱动控制；随着电机驱动理论的发展，交流电梯取代了直流电机；在调速驱动方面初期电梯受到控制器和直流电机的限制基本采用齿轮调速驱动控制；随着电力电子和交流电的发展使交流调压调速（ACVV）取代了机械调速系统，变压和变流调速相继而生，在此基础上发展到现如今已经普遍采用的变压变频调速（VVVF）调速系统，使电梯调速系统更灵活增加可调性；在电梯控制方面，电梯发展初期控制理论还不成熟，电梯控制只是使用简单的向预选控制，基本没有过多逻辑运算；而现代电梯控制算法更多的将复杂控制融入器中，其调度指令计算的复杂程度已远超乎前人的想象。