基于多目标优化的电梯群控调度运行方案

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1、基于多目标优化的电梯群控调度运行方案摘要本文是针对教学楼在人流高峰期出现的拥堵现象而进行的群控电梯优化调度运行方案的研究。我们以人流的等待时间和乘坐电梯时间两个因素作为评价指标，给出了合理的电梯调度运行方案。根据人流的特点，我们把电梯在第一节课前和第三节课前的人流模式分为上行高峰交通模式和层间交通模式。分别对两种模式进行研究分析。在上行高峰交通模式中，原来八部电梯采用单轿厢系统的运行方案，人流拥堵时间长达1270秒，滞留时间较长，运行方案很不合理。在该模式下，我们先采用静态分区群控方法把电梯群分成几个区域,用不同电梯分别控制整个大楼的不同楼层。以电梯处于人流高峰时期的运载能力作为电梯运行效率作

2、为评价指标，用C语言编程采用枚举法选出最佳分区群控方案。结果人群高峰滞留时间缩短到541秒，人流高峰期的运力从原来的0.63人/秒提高到1.48人/秒，提高了135%。大大提高了电梯系统的运行效率。对于层间交通模式，电梯的群控方案实质就是指在得到一组呼梯编码后，电梯群控控制器如何给出一个最优派梯方案，本文以一定权重比同时考虑乘客满意度即侯梯总时间与电梯运输效率及平均乘梯时间，以这两个指标确定电梯群控评价函数：，用此函数来确定最优派梯方案：在得到一个呼梯信号后，群控器将各组电梯的实时数据与呼梯信号楼层相结合，得出一个使评价函数值最小即最优的电梯号，并派遣该部电梯去响应这个呼梯信号。我们经过测量确

3、定了电梯的参数，并随机给出一份电梯状态表，结合各楼层人数分布模拟出一份呼梯信号表，并通过C语言编程进行电梯群控模拟仿真，得到侯梯总时间与平均乘梯时间，并与电梯单轿厢运行进行比较，估算出这个方案下，总体效率大致能提高2.5倍左右。本文中上行高峰交通模式中的模型简单，但能很好的控制电梯资源合理分配，缩短电梯运行的周期，从大大提高电梯系统运行效率。在现实生活中具有较高的可操作性和实用性。由于现实中的情况有更多的随机性，可能造成结果有一些偏差。如果再考虑把能耗这一重要社会因素加在该模型中的进行评价，该模型将会有更加广泛的应用价值。关键词：静态分区上行高峰交通模式穷举法层间交通模式多目标优化22一、问题

4、重述在高层建筑里，电梯承担着将人和货物运送到各个楼层的任务。目前的大多数高层建筑中，通常都使用传统的单井道单轿箱电梯，单轿箱电梯的特点是，如果电梯轿厢上方楼层的人希望上行，电梯就会一直上行，直到满足了所有“上行请求”后，才会响应“下行请求”，而一旦开始下行，电梯就不再接纳任何希望上行的乘客，直到轿箱下面的楼层不再有下行请求。使用这样的电梯，经常会出现冗长的等待时间和拥挤的现象，若要提高运载效率，只能通过增加电梯井道数来实现。理工楼设计为地上层数为14层，地下2层。其中地下一层为空调机房和部分实验室，地下二层一部分房间为仓库，其余房间为工人宿舍，地上1~3层为教室，10层为办公楼层，其它楼层为实

5、验室楼层。目前，该楼有三个学院，假设每个学院有学生1000人，教工70人。楼内有8个电梯井道，东西各四部，其中东西各有两部电梯运行楼层为地下2层至14层，其余的电梯运行楼层为地上1层至14层。目前，理工楼8部楼梯全部采用单轿厢系统的运行方案，高峰时等待时间比较长，效率比较低。为缩小等待时间，有人在等待时同时按动4部电梯按钮，导致电梯空载运行，产生浪费。现在有人建议：一是分别对东西两侧4部电梯采用群控技术进行改造，即加装一套智能装置同时控制4部电梯的运行；二是对人流比较大的楼层采用专用电梯方式，如10层。针对以上建议，请完成如下工作：任务一：根据你的观察和经验，试给出一个每天第一堂上课前高峰时人

6、流方案、第二堂课下课和第三堂课上课前的时间段内人流方案；任务二：建立数学模型，给出一个群控电梯优化调度运行方案，使尽可能地提高电梯系统的运行效率。并采用任务一的人流方案，对群控运行方案的效率和每个轿厢单独运行时效率进行比较，估计电梯系统的运行效率能大致能提高多少？任务三：若在群控基础上，再考虑加上专用电梯方式，试给出群控电梯优化调度运行方案，并对其运行效率提高程度进行估计。二、基本假设1．假设第一堂课上课前人流全从一楼大厅乘电梯向上去往各层。2．第一堂课上课前忽略少量的层间人流交换。3．忽略少数走楼梯的人群。4．假设不出现电梯故障导致无法使用的情况。221．东西两侧的群控系统一模一样，各层人流

7、均分到两侧使用电梯。2．为简化模型，电梯匀速运行。三、模型的符号说明：电梯在一个楼层间的平均运行时间；：乘客平均等待电梯时间；：乘客平均乘坐电梯时间；：电梯在除一层外其他楼层的停靠时间;：电梯在一层的停靠时间;：各指标权重系数，；：电梯的平均运行周期；：第i分区电梯的运行周期，；：第j分区的最高楼层，；：乘客i申请呼叫方向；：电梯k当前的运行方向；：乘客i当前所在楼层；：电梯k当前的所在楼层；：电