CN117401525A - 一种基于计分制的电梯群控算法 - Google Patents

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CN117401525A CN202311096571.5A CN202311096571A CN117401525A CN 117401525 A CN117401525 A CN 117401525A CN 202311096571 A CN202311096571 A CN 202311096571A CN 117401525 A CN117401525 A CN 117401525A
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季霆
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华亮
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    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
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    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/2408—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration where the allocation of a call to an elevator car is of importance, i.e. by means of a supervisory or group controller
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B66B2201/00—Aspects of control systems of elevators
    • B66B2201/20—Details of the evaluation method for the allocation of a call to an elevator car
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Abstract

本发明属于电梯控制算法领域，具体涉及一种基于计分制的电梯群控算法，第一步：使n部电梯的任意两部处于分区运行状态，所述两部电梯中一部位于0至(m/2)层，另一部位于(m/2+1)至m层运行，若(m/2)为小数，则向小取整；第二步：通过计分控制算法，给定n部电梯初始分数都是w，分别计算各梯去响应目标外呼的分数，并根据当前分数的高低分配相应外呼的电梯；第三步：电梯运行时通过算法保持上述条件不变；本发明可根据电梯的部数与层数进行自适应调节，且可缩短候梯时间，减小电梯能耗，提高了工作效率。

Description

一种基于计分制的电梯群控算法
技术领域
此发明为电梯控制算法类发明，涉及电梯控制领域。
背景技术
电梯行业已有一百多年的发展历史，电梯的安全稳定运行已基本满足了人们的需求。在现代商业大楼和高端写字楼里，电梯群控即如何通过调度算法实现多部电梯合理高效运行，提高多部电梯运输效率以及减少能耗成为研究的重点。在电梯群控算法中常采用智能控制方法，如专家控制、人工神经网络、遗传算法、模糊控制等。其中，专家控制可依据专家经验减少乘客的候梯时间和乘梯时间，但它需要专家长时间累积的经验来解决电梯群控中的乘梯随机性，适用性及可移植性不强，对于结构复杂的高层建筑并不适用。人工神经网络对非线性问题具有很强的处理能力，在建模、预测、优化中多有应用，可以解决电梯群控调度的非线性性，但通常神经网络模型训练需要较多数据，模型不易获得。遗传算法本质是利用迭代的方式搜寻最优解，给出合理的控制方式。所以，通过遗传算法对电梯调度进行优化，能够减少候梯时间。但对于大型高层建筑，电梯群控系统复杂，采用遗传算法需要的计算时间会很长，因此对于实时性要求高的电梯系统不适合。模糊控制由于不需要建立数学模型，结合专家经验能够更好处理电梯群控系统的非线性，多样性和随机性，所以非常适合电梯群控调度中制定派梯策略。但是模糊控制过度依赖于经验的好坏，可移植性差。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种基于计分制的电梯群控算法。本发明可根据电梯的部数与层数进行自适应调节，可根据计分控制算法实时调度电梯，且可缩短候梯时间与乘梯时间，减小电梯能耗，提高工作效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于计分制的电梯群控算法，其特征在于，包括：
S1.使n部电梯的任意两部处于分区运行状态，所述两部电梯中一部位于0至(m/2)层，另一部位于(m/2+1)至m层运行，若(m/2)为小数，则向小取整；
S2.通过计分控制算法控制n部电梯，给定n部电梯初始分数都是w，分别根据具体的扣分设定计算各梯去响应目标外呼的分数，并根据当前分数的高低分配响应外呼的电梯；
S3.电梯运行时通过算法保持上述条件不变。
S1包括：从n部电梯中抽出两部分别单独负责(0，取整(m/2))层和(取整(m/2)，m)层的运输工作，同样受计分控制算法影响。
S2具体步骤包括：
S2.1给定n部电梯初始分数都是w；
S2.2分别根据具体的扣分设定计算各梯去响应目标外呼的分数；
S2.3选择分数最高的电梯响应外呼信号；
所述具体的扣分设定包括：
S1.若电梯处于上行状态且上呼大于当前楼层：
(1)根据目标楼层和现任楼层的楼层差扣分，-r分/楼层差；
(2)分配给该电梯的外呼数，-r分/外呼数；
(3)电梯内部的内呼响应数，-r分/内呼数；由于此种情况下，外呼并不对内呼乘客造成影响，所以此时本算法默认为内呼与外呼优先级相同；
(4)电梯开门次数，-r分/次；
(5)对于分区楼层电梯，如外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则该分区电梯分数清零；
(6)对于分区楼层电梯，如外呼楼层在分区电梯响应楼层内，则根据上述(1)(2)(3)(4)进行扣分，以对该分区电梯打分；
S2.若电梯处于上行状态且下呼大于当前楼层，应先确定电梯当前需要行驶的最高楼层，先完成当前最高楼层的内呼信号再去响应下呼：
(1)根据当前楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分，-r分/楼层差；
(2)根据目标楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分，-1.2r分/楼层差；因电梯下行去响应先前外呼信号时目标楼层和电梯的最高行驶楼层差越大时效性越差，故目标楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分大于当前楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分。
(3)外呼数，-r分/外呼；
(4)内呼数，-r分/内呼；
(5)电梯上行开门次数，-r分/次；
(6)电梯下行开门次数，-1.2r分/次；电梯下行去响应先前外呼信号时开门次数会极大影响响应的时效性，因此下行开门次数扣分要大于上行。
(7)对于分区楼层电梯，如外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则该分区电梯分数清零；
(8)对于分区楼层电梯，如外呼楼层在分区电梯响应楼层内，则根据(1)(2)(3)(4)(5)(6)进行扣分，以对该分区电梯打分；
S3.若电梯处于下行状态，则扣分设定同理；
S4.若电梯遭遇异常状态，如满载状态、待机状态和故障状态：
(1)满载情况，-0.6w分/梯；若电梯满载，则该电梯在响应外呼信号的分数比较中应处于劣势，故该电梯扣分数值为初始分数的60％；
(2)当电梯处于待机状态时，+0.2w分/梯；若电梯待机，该电梯在响应外呼信号的分数比较中应处于劣势，故该电梯扣分数值为初始分数的20％；则如果待机电梯数大于1，则根据目标楼层和现任楼层的楼层差扣分，-r分/楼层差，另外根据电梯数，分配给待机电梯的外呼数，-r分/外呼数；
(3)如电梯故障，则直接将分数清零。
第三步中对于所有电梯始终适用，如电梯处于空闲状态且无其他响应要求时，电梯分数重回w，当有外呼信号时开始计分。
附图说明
为了更加清晰说明此算法的实施方案，下面将会对此方案进行清楚简单的结构图描述，可以清楚看到，下面的附图仅仅是对本发明算法的流程解释。图1为本发明算法的发明结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
阅读图1，本发明的内容：一种基于计分制的电梯群控算法，包括：
S1.使n部电梯的任意两部处于分区运行状态，所述两部电梯中一部位于0至(m/2)层，另一部位于(m/2+1)至m层运行，若(m/2)为小数，则向小取整；
S2.通过计分控制算法控制n部电梯，给定n部电梯初始分数都是w，分别根据具体的扣分设定计算各梯去响应目标外呼的分数，并根据当前分数的高低分配响应外呼的电梯；
S3.电梯运行时通过算法保持上述条件不变。
S1包括：从n部电梯中抽出两部分别单独负责(0，取整(m/2))层和(取整(m/2)，m)层的运输工作，同样受计分控制算法影响。
S2具体步骤包括：
S2.1给定n部电梯初始分数都是w；
S2.2分别根据具体的扣分设定计算各梯去响应目标外呼的分数；
S2.3选择分数最高的电梯响应外呼信号；
所述具体的扣分设定包括：
S1.若电梯处于上行状态且上呼大于当前楼层：
(1)根据目标楼层和现任楼层的楼层差扣分，-r分/楼层差；
(2)分配给该电梯的外呼数，-r分/外呼数；
(3)电梯内部的内呼响应数，-r分/内呼数；由于此种情况下，外呼并不对内呼乘客造成影响，所以此时本算法默认为内呼与外呼优先级相同；
(4)电梯开门次数，-r分/次；
(5)对于分区楼层电梯，如外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则该分区电梯分数清零；
(6)对于分区楼层电梯，如外呼楼层在分区电梯响应楼层内，则根据上述(1)(2)(3)(4)进行扣分，以对该分区电梯打分；
S2.若电梯处于上行状态且下呼大于当前楼层，应先确定电梯当前需要行驶的最高楼层，先完成当前最高楼层的内呼信号再去响应下呼：
(1)根据当前楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分，-r分/楼层差；
(2)根据目标楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分，-1.2r分/楼层差；因电梯下行去响应先前外呼信号时目标楼层和电梯的最高行驶楼层差越大时效性越差，故目标楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分大于当前楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分。
(3)外呼数，-r分/外呼；
(4)内呼数，-r分/内呼；
(5)电梯上行开门次数，-r分/次；
(6)电梯下行开门次数，-1.2r分/次；电梯下行去响应先前外呼信号时开门次数会极大影响响应的时效性，因此下行开门次数扣分要大于上行。
(7)对于分区楼层电梯，如外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则该分区电梯分数清零；
(8)对于分区楼层电梯，如外呼楼层在分区电梯响应楼层内，则根据(1)(2)(3)(4)(5)(6)进行扣分，以对该分区电梯打分；
S3.若电梯处于下行状态，则扣分设定同理；
S4.若电梯遭遇异常状态，如满载状态、待机状态和故障状态：
(1)满载情况，-0.6w分/梯；若电梯满载，则该电梯在响应外呼信号的分数比较中应处于劣势，故该电梯扣分数值为初始分数的60％；
(2)当电梯处于待机状态时，+0.2w分/梯；若电梯待机，该电梯在响应外呼信号的分数比较中应处于劣势，故该电梯扣分数值为初始分数的20％；则如果待机电梯数大于1，则根据目标楼层和现任楼层的楼层差扣分，-r分/楼层差，另外根据电梯数，分配给待机电梯的外呼数，-r分/外呼数；
(3)如电梯故障，则直接将分数清零。
第三步中对于所有电梯始终适用，如电梯处于空闲状态且无其他响应要求时，电梯分数重回w，当有外呼信号时开始计分。
其中，具体算法如下：
当上呼大于当前楼层时，每部电梯最终分数计算公式为：
Mi＝mn(Mi-ra-rb-rc-rd-0.6wk+0.2wl) (1)
其中，Mi为电梯分数w，a表示目标楼层和现任楼层的楼层差，b表示分配给该电梯的外呼数，c表示电梯内部的内呼响应数，d表示电梯开门次数，k表示电梯满载信号，若电梯满载，k＝1，反之，k＝0，l表示电梯待机信号，若电梯待机，l＝1，反之，l＝0，m表示故障信号，若电梯故障，m＝0，反之，m＝1，n表示若电梯为分区运行电梯且外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则n＝0，反之，n＝1。
当下呼信号大于当前楼层时，每部电梯最终分数计算公式为：
Mi＝mn(Mi-rg-1.2rh-rb-rc-ri-1.2rj-0.6wk+0.2wl) (2)
其中，g表示当前楼层和电梯的最高行驶楼层差，h表示目标楼层和电梯的最高行驶楼层差，i表示电梯上行开门次数，j表示电梯下行开门次数。
若令w＝100，r＝2，具体工作原理如下：
n部电梯接受自动运行信号后，令每一步电梯分数Mi＝100，根据外呼信号和不同条件下电梯的分数计算公式式(1)或式(2)以及所设定的w的具体数值和r的具体数值，计算出每部电梯最终分数Mi，并比较每部电梯最终分数Mi，选择最终分数Mi最高的电梯响应该外呼信号。在电梯将原有外呼信号响应完成后，若该电梯空闲且有新外呼信号，则该电梯分数Mi重置为100，以和其他空闲且有新外呼信号的电梯最终分数进行比较，继续派出最终分数最高的电梯响应新外呼信号。在电梯的正常状态下，我们根据每一部电梯的当前上下行状态、电梯当前所在楼层与目标楼层之间的差异数、电梯待响应的内呼数量等因素综合设定了扣分设定，故可以缩短乘客候梯时间，减小电梯能耗，从而提高电梯工作效率。
以上描述了原理、方法、内容以及优点。与此行业相关的工作人员应该了解，本发明不受上述实施例限制，上述实施例仅仅是说清楚本发明的工作方法与工作原理，可以根据本说明书的内容及原理做很多修改、补充和变化。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于计分制的电梯群控算法，其特征在于，包括：
S1.使n部电梯的任意两部处于分区运行状态，所述两部电梯中一部位于0至(m/2)层，另一部位于(m/2+1)至m层运行，若(m/2)为小数，则向小取整；
S2.通过计分控制算法控制n部电梯，给定n部电梯初始分数都是w，分别根据具体的扣分设定计算各梯去响应目标外呼的分数，并根据当前分数的高低分配响应外呼的电梯；
S3.电梯运行时通过算法保持上述条件不变。
2.根据权利要求1所述的基于计分制的电梯群控算法，其特征在于，S1包括：从n部电梯中抽出两部分别单独负责(0，取整(m/2))层和(取整(m/2)，m)层的运输工作，同样受计分控制算法影响。
3.根据权利要求1所述的基于计分制的电梯群控算法，其特征在于，S2具体步骤包括：
S2.1给定n部电梯初始分数都是w；
S2.2分别根据具体的扣分设定计算各梯去响应目标外呼的分数；
S2.3选择分数最高的电梯响应外呼信号。
4.根据权利要求3所述的基于计分制的电梯群控算法，其特征在于，所述具体的扣分设定包括：
S1.若电梯处于上行状态且上呼大于当前楼层：
(1)根据目标楼层和现任楼层的楼层差扣分，-r分/楼层差；
(2)分配给该电梯的外呼数，-r分/外呼数；
(3)电梯内部的内呼响应数，-r分/内呼数；由于此种情况下，外呼并不对内呼乘客造成影响，所以此时本算法默认为内呼与外呼优先级相同；
(4)电梯开门次数，-r分/次；
(5)对于分区楼层电梯，如外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则该分区电梯分数清零；
(6)对于分区楼层电梯，如外呼楼层在分区电梯响应楼层内，则根据上述(1)(2)(3)(4)进行扣分，以对该分区电梯打分；
S2.若电梯处于上行状态且下呼大于当前楼层，应先确定电梯当前需要行驶的最高楼层，先完成当前最高楼层的内呼信号再去响应下呼：
(1)根据当前楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分，-r分/楼层差；
(2)根据目标楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分，-1.2r分/楼层差；因电梯下行去响应先前外呼信号时目标楼层和电梯的最高行驶楼层差越大时效性越差，故目标楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分大于当前楼层和电梯的最高行驶楼层差扣分。
(3)外呼数，-r分/外呼；
(4)内呼数，-r分/内呼；
(5)电梯上行开门次数，-r分/次；
(6)电梯下行开门次数，-1.2r分/次；电梯下行去响应先前外呼信号时开门次数会极大影响响应的时效性，因此下行开门次数扣分要大于上行。
(7)对于分区楼层电梯，如外呼楼层超出分区电梯响应楼层，则该分区电梯分数清零；
(8)对于分区楼层电梯，如外呼楼层在分区电梯响应楼层内，则根据(1)(2)(3)(4)(5)(6)进行扣分，以对该分区电梯打分；
S3.若电梯处于下行状态，则扣分设定同理；
S4.若电梯遭遇异常状态，如满载状态、待机状态和故障状态：
(1)满载情况，-0.6w分/梯；若电梯满载，则该电梯在响应外呼信号的分数比较中应处于劣势，故该电梯扣分数值为初始分数的60％；
(2)当电梯处于待机状态时，+0.2w分/梯；若电梯待机，该电梯在响应外呼信号的分数比较中应处于劣势，故该电梯扣分数值为初始分数的20％；则如果待机电梯数大于1，则根据目标楼层和现任楼层的楼层差扣分，-r分/楼层差，另外根据电梯数，分配给待机电梯的外呼数，-r分/外呼数；
(3)如电梯故障，则直接将分数清零。
5.根据权利要求1所述的基于计分制的电梯群控算法，其特征在于：第三步中对于所有电梯始终适用，如电梯处于空闲状态且无其他响应要求时，电梯分数重回w，当有外呼信号时开始计分。
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