基本信息
- 項目名稱：
- 電梯群控系統(tǒng)的智能調(diào)度算法研究與仿真
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的電梯召喚方式，采用外置樓層按鈕一次性獲得乘客的運行方向和目標樓層，并提出了新的電梯群控模型和多目標規(guī)劃智能調(diào)度算法。同時，創(chuàng)新性地引入了“乘客容忍度”的概念，并將其與“最短候梯時間規(guī)則”、“電梯擁擠度”一起作為衡量電梯服務(wù)質(zhì)量和運行效率的指標，力爭減少乘客的候梯和乘梯時間。最后，實現(xiàn)全部算法和仿真程序，并設(shè)計出一套友好的人機交互界面。
- 詳細介紹：
- 本系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的電梯召喚方式，采用外置樓層按鈕一次性獲得乘客的運行方向和目標樓層，并在此基礎(chǔ)上提出了新的電梯群控模型和多目標規(guī)劃智能調(diào)度算法。同時，創(chuàng)新性地引入了“乘客容忍度”的概念，并將其與“最短候梯時間規(guī)則”、“電梯擁擠度”一起作為衡量電梯服務(wù)質(zhì)量和運行效率的指標，力爭在確保每位乘客都能在可容忍的電梯?？看螖?shù)里到達目標樓層的前提下，減少乘客的候梯和乘梯時間，為乘客提供盡可能舒適的乘梯環(huán)境，并提高電梯運行效率。通過將本算法與傳統(tǒng)的電梯群控算法在多種交通模式下進行性能比較，證明了算法具有良好的適應(yīng)性，能夠滿足各種交通模式的需要。最后，實現(xiàn)全部算法和仿真程序，并設(shè)計出一套友好的人機交互界面，用戶不僅能夠隨意地設(shè)置寫字樓的層數(shù)、電梯臺數(shù)、電梯滿載人數(shù)等參數(shù)，還能隨時輸入召喚信息，體驗系統(tǒng)對召喚的響應(yīng)和運行過程。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 一、發(fā)明目的與設(shè)計思想 本系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)的電梯召喚方式，采用外置樓層按鈕一次性獲得乘客的運行方向和目標樓層，并在提出了新的電梯群控模型和多目標規(guī)劃智能調(diào)度算法。同時，創(chuàng)新性地引入了“乘客容忍度”的概念，并將其與“最短候梯時間規(guī)則”、“電梯擁擠度”一起作為衡量電梯服務(wù)質(zhì)量和運行效率的指標，減少乘客的候梯和乘梯時間，為乘客提供盡可能舒適的乘梯環(huán)境，并提高電梯運行效率。通過將本算法與傳統(tǒng)的電梯群控算法在多種交通模式下進行性能比較，證明了算法具有良好的適應(yīng)性。最后，實現(xiàn)全部算法和仿真程序，并設(shè)計出一套友好的人機交互界面，用戶不僅能夠隨意地設(shè)置寫字樓的層數(shù)、電梯臺數(shù)、電梯滿載人數(shù)等參數(shù)，還能隨時輸入召喚信息，體驗系統(tǒng)對召喚的響應(yīng)和運行過程。 二、設(shè)計思路及關(guān)鍵技術(shù)（請參看附件一） 1、采用外置鍵盤，一次性獲得乘客的運行方向和目標樓層，并據(jù)此進行調(diào)度。 2、提出“乘客容忍度”的概念，采用“動態(tài)分組+調(diào)度規(guī)則分組”的方法分別建立質(zhì)量優(yōu)先模式和運行效率優(yōu)先模式。 三、創(chuàng)新點（請參看附件一） 1、突破了傳統(tǒng)的電梯召喚模式，采用外置樓層按鈕，提出“乘客容忍度”的概念，并在此基礎(chǔ)上提出一整套調(diào)度方案，有效改善各項技術(shù)指標；2、動態(tài)分段+調(diào)度規(guī)則分組，調(diào)度模型在各種交通模式中均能體現(xiàn)突出的性能 四、主要技術(shù)指標（請參看附件一） 本系統(tǒng)制定了5個技術(shù)指標：乘客容忍度、平均乘梯時間、電梯擁擠度、平均候梯時間和運行效能。實驗和數(shù)學分析均證明，本方法相對于其它一些調(diào)度算法，其技術(shù)指標均達到最優(yōu)。
科學性、先進性
- 一、現(xiàn)有技術(shù)分析 目前國內(nèi)電梯均為先外呼后內(nèi)選的召喚模式，先外呼后內(nèi)選的召喚模式會給電梯群控系統(tǒng)的調(diào)度帶來極大的不確定性，影響電梯的運行效率。（請參看附件二） 二、與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要有以下幾點突破（請參看附件二） 1、本電梯召喚系統(tǒng)采用基于外置樓層按鈕的電梯召喚模式，將電梯內(nèi)部的樓層按鈕移到電梯外部，一次性獲得乘客的信息，并計算出乘客的運行方向。 2、本系統(tǒng)采用動態(tài)分組+調(diào)度規(guī)則分組。 3、首度明確提出乘客容忍度的概念，其定義是：乘客在乘坐電梯時，可以忍受的電梯?？康淖畲蟠螖?shù)。 4、由于設(shè)置了乘客容忍度，并提供了服務(wù)質(zhì)量優(yōu)先模型和運行效能優(yōu)先模型等兩種模型，用戶可根據(jù)需要使用或自適應(yīng)調(diào)整。 三、本系統(tǒng)與其它一些模型的比較 目前的電梯群控系統(tǒng)均基于外呼內(nèi)喚的召喚模式，不能一次性得到乘客數(shù)據(jù)，在電梯調(diào)度時會面臨更多不確定的因素。因此，根據(jù)項目組前期調(diào)研的信息，將本系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電梯群控算法中較為性能較為突出的分段運行方案進行了比較(請參見附件二)。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年11月，獲全國計算機仿真大獎賽一等獎。當年參賽隊伍為一千二百支左右，只設(shè)置了十個一等獎。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 模型 現(xiàn)場演示 圖片 錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 一、使用說明 請參看附件四； 二、技術(shù)特點（請參看附件三） 1動態(tài)分段，提供多種調(diào)度模型 本系統(tǒng)采用動態(tài)分段模式。 2提出“乘客容忍度”的概念 首度明確提出乘客容忍度的概念，即乘客在乘坐電梯時，可以忍受的電梯停靠的最大次數(shù)。 3采用外置樓層按鈕 乘客的召喚一次性完成，系統(tǒng)可同時獲取乘客的運行方向和目標樓層信息。 4 在各種交通模式中均能體現(xiàn)突出的性能 由于設(shè)置了乘客容忍度，并提供了服務(wù)質(zhì)量優(yōu)先模型和運行效能優(yōu)先模型等兩種模型，用戶可根據(jù)需要使用。 5 系統(tǒng)靈活可變，適用于各種寫字樓 仿真系統(tǒng)運行前可以設(shè)定各種常見參數(shù)，因此，可適用于各種樓層、各種電梯部數(shù)和多種需求的電梯調(diào)度，具有很好的適應(yīng)性和實用性。 三、產(chǎn)品推廣前景與市場分析（請參看附件三） 本系統(tǒng)在任何情況下都可相對大幅提高運行效率。在當今快節(jié)奏的社會中，人們將會更加重視工作效率的提高，電梯群控的智能調(diào)度將會大幅提升電梯的運行效率，提高人們的生活工作效率。相信本系統(tǒng)定會得到廣泛支持及應(yīng)用。
同類課題研究水平概述
- 隨著技術(shù)的進步和城市化建設(shè)的快速發(fā)展，高層建筑不斷增多，作為主要垂直交通工具的電梯得到了越來越廣泛的應(yīng)用，電梯控制技術(shù)也從單電梯控制、雙電梯控制，逐步發(fā)展到多電梯控制技術(shù)（也稱電梯群控技術(shù)）。 項目組走訪了近40座具有一定代表性的寫字樓后發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)的電梯群控系統(tǒng)采用的是先外呼后內(nèi)選的召喚模式，當?shù)弥丝偷倪\行方向后，調(diào)度算法將按照一定的準則，分配最適合的電梯進行響應(yīng)。當乘客進入電梯后，通過電梯內(nèi)部設(shè)置的按鈕選擇要到達的樓層（請參見圖1）。與此相應(yīng)，在項目組已查閱的上百篇有關(guān)電梯群控技術(shù)的資料中，所有電梯群控的調(diào)度算法都是基于這種先外呼再內(nèi)選的召喚模式的。其實，先外呼后內(nèi)選的召喚模式會給電梯群控系統(tǒng)的調(diào)度帶來極大的不確定性，影響電梯的運行效率。在這種模式下，電梯系統(tǒng)無法一次性獲得乘客的運行方向和目標樓層。 項目組在經(jīng)過前期調(diào)研和資料分析后，決定采用基于外置樓層按鈕的電梯召喚模式，設(shè)計一套能適用于各種交通模式的電梯群控調(diào)度模型和算法，力爭在確保每位乘客都能在可容忍的電梯?？看螖?shù)里到達目標樓層的前提下，減少乘客的候梯和乘梯時間，為乘客提供盡可能舒適的乘梯環(huán)境，并提高電梯運行效率。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本項目主要有以下幾點突破： 1、本電梯召喚系統(tǒng)采用基于外置樓層按鈕的電梯召喚模式，將電梯內(nèi)部的樓層按鈕移到電梯外部，當乘客按下目標樓層的按鈕時，電梯系統(tǒng)即可同時獲得乘客的出發(fā)樓層和目標樓層，一次性獲得乘客的信息，并計算出乘客的運行方向。 2、技術(shù)中將無論是分段運行模式還是奇偶層運行模式，均是將電梯進行固定的分組，極大的影響了電梯的運行效率，本系統(tǒng)采用動態(tài)分組+調(diào)度規(guī)則分組。 3、首度明確提出乘客容忍度的概念，其定義是：乘客在乘坐電梯時，可以忍受的電梯?？康淖畲蟠螖?shù)。 4、由于設(shè)置了乘客容忍度，并提供了服務(wù)質(zhì)量優(yōu)先模型和運行效能優(yōu)先模型等兩種模型，用戶可根據(jù)需要使用。 5、系統(tǒng)靈活可變，電梯運行前可以設(shè)定各種常見參量，使本系統(tǒng)適用于各種不同情況的寫字樓及住宅，具有普遍性，實用性。 6、有較好的數(shù)據(jù)存儲功能，乘客的每次召喚、電梯的每次響應(yīng)都記錄在案，有備可查，其數(shù)據(jù)可用于日后的電梯群控系統(tǒng)分析，一旦出現(xiàn)什么問題，也能夠做到有據(jù)可查。 7、人性化設(shè)計較為突出，健壯性、容錯性好，加入了對錯誤操作的檢查和提示，方便乘客修改指令，體現(xiàn)了較好的健壯性和容錯性。
