FI102268B - Menetelmä hissiryhmän ulkokutsujen allokoimiseksi - Google Patents

Description

102268

MENETELMÄ HISSIRYHMÄN ULKOKUTSUJEN ALLOKOIMISEKSI

Keksintö kohdistuu menetelmään hissiryhmään kuuluvien hissien ulkokutsulaitteilla annettujen kutsujen allokoimiseksi siten, että kaikki kutsut tulevat palvelluiksi.

5 Kun matkustaja haluaa ajaa hissillä, hän tilaa hissin kerrokseen asennetusta ulkokutsunapista. Hissiryhmän ohjaus vastaanottaa ko. hissin tilauksen ja pyrkii päättelemään, mikä hissiryhmään kuuluva hissi pystyy parhaiten palvelemaan kutsun. Tämä toiminta on kutsujen allokointia. Allokoinnin ongelmana 10 on löytää hissi, joka minimoi ennalta valitun kustannusfunktion. Allokoinnissa voidaan minimoida matkustajien odotusaikaa, matkustajien matkustusaikaa, hissien pysähdysten lukumäärää tai jotakin useiden kustannustekijöiden eri tavalla painotettua yhdistelmää.

15 Perinteisesti, haettaessa kutsulle sopivaa hissiä, päättely tehdään tapauskohtaisesti monimutkaisin ehtorakentein. Tämänkin päättelyn lopullisena tavoitteena on minimoida jotain hissiryhmän toimintaa kuvaavaa kustannustekijää, tyypillisesti esim. matkustajien keskimääräistä odotusaikaa. Koska hissiryh-20 män tila-avaruus on monimutkainen, tulee ehtorakenteistakin monimutkaisia ja niihin jää helposti aukkoja. Tällöin syntyy tilanteita joissa ohjaus ei toimi parhaalla mahdollisella tavalla. Samoin on vaikeaa ottaa huomioon koko hissiryhmää kokonaisuutena. Tästä tyypillinen esimerkki on perinteinen 25 koontaohjaus, jossa ulkokutsulle annetaan sitä lähinnä oleva, kutsun suuntaan ajava hissi. Tämä yksinkertainen optimointipe-riaate johtaa kuitenkin hissien ryhmittymiseen, jolloin hissit ajavat rintamassa samaan suuntaan, ja sitä kautta hissiryhmän suorituskyvyn laskuun kokonaisuutena.

30 Pyrittäessä määrittämään kaikkien mahdollisten reittivaihtoeh-tojen kustannustekijöitä kasvaa laskentatarve helposti prosessoreiden kapasiteettia suuremmaksi. Jos palveltavia kutsuja on * C kappaletta ja rakennuksessa on L hissiä, on erilaisten reittivaihtoehtojen lukumäärä N = Lc. Koska reitti vaihtoehtojen 35 lukumäärä kasvaa eksponentiaalisesti kutsujen lukumäärän 2 102268 kasvaessa, on jo pienissäkin hissiryhmissä mahdotonta käydä järjestelmällisesti läpi kaikkia reittivaihtoehtoja. Tämä on rajoittanut reittioptimoinnin käytäntöön soveltamista.

Keksinnön tavoitteena on aikaansaada uusi ratkaisu hissiryhmän 5 ulkokutsujen allokoimiseksi hisseille, jossa ratkaisussa suhteellisen pienellä laskentakapasiteetilla saavutetaan aikaisempia ratkaisuja parempi tulos ja otetaan samalla riittävästi huomioon erilaiset vaihtoehdot. Keksinnön mukainen menetelmä tunnetaan siitä, että muodostetaan useita allokoin-10 tioptioita, joista kukin sisältää jokaiselle voimassaolevalle ulkokutsulle kutsutiedon ja hissitiedon, jotka tiedot yhdessä määrittelevät kutakin ulkokutsua palvelevan hissin, lasketaan kullekin allokointioptiolle kustannusfunktion arvo,muutetaan toistuvasti yhtä tai useampaa allokointioptiota ainakin yhden 15 tiedon osalta ja lasketaan uusien allokointioptioiden kustannusfunktion arvot ja valitaan kustannusfunktion arvojen perusteella paras allokointioptio ja allokoidaan voimassaolevat hissikutsut sen mukaisesti hissiryhmän hisseille. Keksinnön eräät edulliset suoritusmuodot tunnetaan epäitsenäisissä 20 patenttivaatimuksissa määritetyistä tunnusmerkeistä.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla vähennetään olennaisesti laskentatarvetta verrattuna siihen, että laskettaisiin kaikki mahdolliset reittivaihtoehdot. Geneettiseen algoritmiin perustuva ratkaisu sopii hajautettuun ympäristöön, kun laskenta-25 tehtävät suoritetaan samanaikaisesti, jolloin useat hissioh-jaustietokoneet voivat tehdä osan laskutoimituksista rinnakkain ryhmäohjaustietokoneen kanssa.

Hissiryhmää käsitellään kokonaisuutena, jolloin optimoidaan kustannusfunktio koko hissiryhmän tasolla. Hissiryhmän ulko-30 kutsujen allokointiongelma nostetaan abstraktiotasoa yleisemmälle tasolle. Optimoinnissa ei tarvitse miettiä yksittäisiä tilanteita ja niistä selviytymistä. Kustannusfunktiota muokkaamalla saadaan haluttu toiminta. Voidaan optimoida esimerkiksi matkustajien odotusaikaa, kutsuaikaa, starttien luku-*‘35 määrää, matkustusaikaa, energiankulutusta, köysien kulumista, yksittäisen hissin ajoa, jos jonkin hissin käyttö on "kallis- 3 102268 ta”, hissien tasaista käyttöä jne., tai näiden haluttua kombinaatiota. Optimoitavat suureet riippuvat järjestelmän mallin toteutuksesta ja sen tarkkuudesta. Samalla muuttujia käsitellään systemaattisesti. Rakennuksen liikennetilanteesta 5 laadittuja ennusteita, jotka perustuvat esimerkiksi vuorokautiseen tai viikottaiseen vaihteluun, voidaan käyttää tehokkaasti hyväksi muuttamalla vastaavasti kustannusfunktioita.

Toteutuksessa käytettävät sopivuus (fitness)-funktiot muodostavat hyvän pohjan ohjausjärjestelmille, jotka hyödyntävät 10 neuraaliverkkoja ja sumeaa logiikkaa.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti sen erään suoritusesimerkin avulla viitaten piirustuksiin, joissa - kuvio 1 esittää erään hissikromosomin muodostamista, - kuvio 2 esittää keksinnön mukaista kutsupopulaatiota, 15 - kuvio 3 esittää lohkokaaviota keksinnönmukaisesta menetel mästä , - kuvio 4 esittää hissin kutsu- ja ohjauslaitteistoa, - kuvio 5a ja 5b kuvaavat kromosomien risteytystä, - kuvio 6 esittää kutsukromosomia, 20 - kuvio 7 esittää kutsurengasta ja - kuvio 8 esittää allokointipäätöksen tekoa.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti rakennuksen kerrostaso-ja, jotka on numeroitu 1,2,3,...,16. Hissiryhmään kuuluu kolme hissiä, LIFTO, LIFT1 ja LIFT2, jotka liikkuvat kuiluissa 2, 4 25 ja 6 ja joiden hissikoreja on vastaavasti merkitty viitenumeroilla 8, 10 ja 12. Hissikorit sijaitsevat kerroksissa 3, 9 ja 4 ja niiden liikesuunta on ilmaistu kuilun yläpuolelle merkityillä nuolisymboleilla 14, joiden mukaisesti hissikorit 8 ja 12 liikkuvat ylössuuntaan ja hissikori 10 liikkuu alassuun-30 taan. Kuilujen vierellä on sarakkeet 16 ja 18 voimassaoleville alassuuntaan ja ylössuuntaan oleville ulkokutsuille. Ulkokut-sut on ilmaistu nuolisymboleilla 20. Tähtisymbolilla 22 on merkitty hissikorista 10 annettu korikutsu kerrokseen 1. ** Nuolisymboleilla 24 on merkitty kerrokset, joista annetuille 35 ulkokutsuille on allokoitu hissikorit. Sen mukaisesti hissille 4 102268 LIFTO on allokoitu ulkokutsu kerroksesta li, hissille LIFT1 ulkokutsu kerroksesta 7 ja hissille LIFT2 ulkokutsu kerroksesta 14.

Sarakkeilla 26 ja 27 on havainnollistettu erään keksinnössä 5 hyödynnettävän allokointioption muodostamista, kun käytetään hissikromosomia, jolloin kutakin ulkokutsua vastaa yksi geeni hissikromosomissa. Sarakkeeseen 26 on merkitty voimassaolevat ulkokutsut järjestyksessä, kuvion 1 esimerkissä ylimpänä suurin kerrosnumero ja alimpana pienin kerrosnumero. Sarak-10 keessa 27 on varsinainen hissikromosomi, joka koostuu ulkokutsu jen lukumäärää vastaavasti viidestä geenistä 30, jotka sisältävät tiedon kutsua palvelevasta hissikorista, jolloin kutakin ulkokutsua vastaa yksi geeni. Hissikorin tunnus on geeneissä edullisesti tallennettu binäärilukuna LIFT0-00, 15 LIFT1=01 ja LIFT2—10. Nuolilla 32 on havainnoiistettu geenin muodostumista. Kuvion 1 hissikromosomin 27 ja geenin 102 mukaisesti hissi LIFTO palvelee kutsun kerroksesta 11. Hissi LIFT1 palvelee geenien 100 ja 101 mukaisesti kutsut kerroksista 4 ja 7 ja vastaavasti hissi LIFT2 palvelee geenien 103 ja 20 104 mukaisesti kutsut kerroksista 13 ja 14. Hissikromosomin muodostusvaiheessa koodataan voimassaolevat ulkokutsut ylös-ja alassunntaan siten, että geenin paikka hissikromosomissa sisältää tiedon ulkokutsusta. Kun allokointi on suoritettu dekoodataan hissikromosomin tiedot vastaaville ulkokutsuille.

25 Geneettisen algoritmin koodausperiaatteen mukaisesti kuvion 1 suoritusmuodon tapauksessa hissikromosomi muodostetaan siten, että hissikromosomiin tulee geenejä yhtä monta kuin ulkokutsu-ja on tarkasteluhetkellä aktiivisena. Geenien lukumäärä Nchr = Ndow, + Nup, kun Ndown - alaskutsujen lukumäärä ja Nup = ylöskutsu-: 30 jen lukumäärä. Kuvion 1 esimerkissä on voimassa ainoastaan alaskutsut kerroksissa 4, 7, 11, 13, 14. Hissikromosomin pituus on siten esimerkin tapauksessa viisi geeniä kuten on kuvattu kromosomissa 27. Reittivaihtoehtojen lukumäärä on tällöin edellä esitetyn mukaisesti N=3S=243.

•'35 Kromosomin pituus vaihtelee dynaamisesti kullakin hetkellä voimassaolevien kutsujen lukumäärän mukaan, jolloin kukin , 102268 geeni vastaa yhtä aktiivista ulkokutsua. Kukin geeni sisältää tiedon hissinumerosta, eli allokointiperiaatteena on allokoida yksi hissi jokaista ulkokutsua kohti. Geenissä tarvittavien bittien lukumäärä Ng voidaan laskea kaavasta 5

Ng — round(log2 (NL) +0.5) f (1) missä Nl = hissien lukumäärä.

Näin esimerkiksi kahdeksan hissin ryhmä voidaan esittää kolmen bitin geenillä kun sovitaan, että numero 0 (binääriluku 000) 10 vastaa hissiä 1 ja numero 7 (binääriluku lii) vastaa hissiä 8.

Myös geenin bittien lukumäärä vaihtelee dynaamisesti, sillä todellisessa hissiryhmässä voi osa hisseistä olla eronneena ryhmästä, hissi voi olla esimerkiksi huoltoajolla. Jos esimerkiksi kuuden hissin hissiryhmästä on kaksi hissiä pois liiken-15 teestä, riittää jäljellä oleville neljälle hissille kahden bitin geeni, jolloin 0 (binäärikoodi 00) tarkoittaa hissiä 1 ja 3 (binäärikoodi 11) hissiä 4 käytössä olevista hisseistä.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukainen geneettisen allokoinnin periaate kromosomin muodostuksen jälkeen. Kromosomeis-20 ta muodostetaan populaatio 34, jossa on valittu määrä Np hissi-kromosomeja. Kromosomit 1 - Np, jotka ovat mahdollisia allo-kointivaihtoehtoja olemassaoleville kutsuille, vastaavat kuvion 1 tilannetta eli palveltavana on viisi alaskutsua kerroksista 4, 7, 11, 13, 14. Populaatioon 34 kuuluvien kro-25 mosomien geeneille annetaan aluksi satunnaiset hissinumerot tai käytetään hyväksi saatavilla olevaa ennakkotietoa kuten edellisessä allokoinnissa valittua ohjausta tai koontaohjaus-ta. Ensimmäisen hissikromosomin 36 mukaisesti alaskutsuja kerroksista 4 ja 7 (geenit 100 ja 101) palvelee hissi LIFT1, 30 alaskutsuja kerroksesta 11 (geeni 102) palvelee hissi LIFT0 ja alaskutsuja kerroksista 13 ja 14 (geenit 103 ja 104) palvelee hissi LIFT2. Vastaavasti toisen hissikromosomin 38 mukaan alaskutsuja kerroksista 4, 7, 11 ja 13 (geenit 100, 101, 102 ja 103) palvelee hissi LIFT1 ja alaskutsua kerroksesta 14 '· 35 (geeni 104) hissi LIFT2. Jäljempänä esitetyllä tavalla muodostetaan sopiva määrä hissikromosoeja populaatioon. Hissikro- 6 102268 mosomin mukaisen allokoinnin hyvyyden arvioimiseksi lasketaan jokaiselle hissikromosomille sopivuusfunktion (Fitness-funktion) F arvo 28. Funktio on yleisesti muotoa F = F(S0,LC,CC,T), (2) 5 missä SO = hissiryhmän alkutila, so. hissien paikat ja liiketi lat LC *= hisseille allokoidut ulkokutsut CC * hissien voimassaolevat eli palveltavat korikutsut 10 T “ liikenneinformaatio kuten kuormitustilanne, ennus teet.

Sopivuusfunktion F(S0,LC,CC,T) arvo kullekin kromosomille on se kustannus, joka syntyy, kun kromosomin hissit ovat palvelleet kaikki sille määrätyt kutsut eli hissin korikutsut ja 15 hissille allokoidut ulkokutsut. Funktio F voidaan muodostaa usealla vaihtoehtoisella tavalla valitsemalla tarkastelukohteeksi eri kustannustekijöitä tai painottamalla useammasta kustannustekijästä muodostetun funktion tekijöitä eri tavoin. Kustannustekijöinä ovat esimerkiksi edellä mainitut matkusta-20 jien odotusaika, matkustajien matkustusaika, hissien pysähdysten lukumäärä. Keksinnön soveltamisen kannalta on tärkeää, että valittu malli kuvaa mahdollisimman tarkasti hissijärjestelmän käyttäytymistä. Mitä tarkempi malli on, sitä luotettavammat ovat fitness-arvot ja edelleen, sitä parempia allo-25 kointipäätöksiä voidaan menetelmällä tehdä.

Populaation 34 uusi sukupolvi syntyy, kun menetelmän mukaisesti populaation hissikromosomien geenejä muokataan geneettisen algoritmin operaattoreilla: valinnalla, risteytyksellä ja mutaatiolla. Valinta (selection) voidaan suorittaa aikaisem-30 masta tai aikaisemmista populaatiosta eri kriteerein. Valitaan parhaan fitness-funktion antavat vaihtoehdot tai painotetaan valinnassa jotain fitness-funktion muodostamisessa käytettyä olennaista osatekijää. Risteytyksessä (crossover) muodostetaan kuviossa 5 esimerkinomaisesti kuvatulla tavalla kahdesta » •:35 aikaisemman populaation kromosomista uusi kromosomi, jonka jokainen alkio koostuu jommankumman emokromosomin alkiosta.

7 102268

Kuviossa 5a on kuvattu yhden pisteen risteytys, jolloin alkiot l...i ovat ensimmäisestä kromosomista ja alkiot i+l...n ovat toisesta kromosomista, jolloin alkioiden i ja i+1 välissä vaihdetaan alkion emoa. Kuvion 5b mukaisessa kahden pisteen 5 risteytyksessä vaihtokohtia on kaksi. Jatkuvassa risteytyksessä valitaan todennäköisyydellä 0,5 jommankumman emokro-mosomin alkion bitti. Mutaatiossa (mutation) muutetaan emokro-mosomin alkioiden bittejä tietyllä todennäköisyydellä vastakkaisiksi, jolloin muuttuvat ne alkiot, joiden kohdalla sattuu 10 bittimuutos. Kunkin uuden populaation muodostamisessa voidaan käyttää kaikkia geneettisen algoritmin operaattoreita.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen menetelmän vaiheet on kuvattu lohkokaaviona kuviossa 3. Hissiohjaus käynnistää kutsujen allokoinnin (aloituslohko 50), kun on allokoitava 15 ' vähintään yksi ulkokutsu hissille. Hissin ohjausjärjestelmä syöttää (lohko 51) alkutiedot optimoinnista vastaavalle tietokoneelle. Tällöin muun muassa sen hetkisen ulkokutsujen lukumäärä ja käytettävissä olevien hissien lukumäärä määrittävät hissikromosomin ja vastaavasti alkioiden pituuden. Lohkos-20 sa 51 muodostetaan lähtötietoihin perustuen satunnaisesti ensimmäinen sukupolvi hissikromosomeja. Ensimmäinen sukupolvi on edullista muodostaa aikaisemman allokoinnin tuloksen perusteella tai käyttämällä lähtökohtana suoraa koontaohjausta. Sukupolven kromosomeille määritetään lohkossa 55 niin sanottu 25 Fitness-arvo, jolloin lasketaan valitun kustannusfuntion arvo kullekin kromosomille. Lohkossa 55 arvioidaan myös Fitness-funktioden perusteella paras tai parhaat tahi muuten valitaan elinvoimaiset taikka mielenkiintoiset kromosomit säilytettäväksi ainakin seuraavan sukupolven ajaksi. Lohkossa 57 arvioi-30 daan parhaan kromosomin Fitness-arvoa FB edeltävissä sukupol-* vissa saatuun tulokseen F(min) ja tarkistetaan, onko ennalta määrätty lukumäärä sukupolvia käyty läpi. Jokaisen sukupolven aikana ei välttämättä tapahdu kehitystä, minkä vuoksi algoritmia on yleensä syytä jatkaa, vaikka kehitystä parempaan ei 35 joka sukupolvessa tapahtuisikaan. Eräs lopetuskriteeri on, että sukupolvessa tietty ennalta asetettu määrä samoja, parhaita ratkaisuja, joka usein antaa viitteen siitä, että optimi β 102268 on saavutettu. Myös on mahdollista määritellä ennalta optimi-tulos, jonka saavuttaminen aiheuttaa algoritmin lopettamisen.

Kun allokoinnin lopetuskriteerit toteutuvat, siirrytään lohkoon 60 ja allokoidaan kutsut valitun kromosomin mukaisesti ja 5 palataan hissiohjaukseen lopetuslohkon 61 kautta. Jos optimointia jatketaan, palataan lohkoon 52 ja suoritetaan geneettisen algoritmin mukaisia operaatioita lohkoissa 52-54. Lohkossa 52 valitaan sopivia kromosomeja jatko-optimointiin mukaan, lohkossa 53 risteytetään sukupolven kromosomeja uuden 10 sukupolven muodostamiseksi ja lohkossa 54 vastaavasti suoritetaan mutaatioita. Risteytyksessä uusi kromosomi muodostetaan kahdesta aikaisemmasta kromosomista valitsemalla osa geeneistä kummastakin. Mutaatiossa taas muutetaan aikaisemman kromosomin geenejä joiltain osin. Geenin bitti muutetaan esimerkiksi 15 tietyllä todennäköisyydellä nollasta ykköseksi tai ykkösestä nollaksi. Geneettisten operaatioiden jälkeen lasketaan uuden sukupolven Fitness-funktioiden arvot lohkossa 55.

Keksinnön mukainen optimointi suoritetaan ryhmäohjaus- ja hissiohjausyksiköissä. Kuviossa 4 on kuvattu erään keksinnön 20 mukaiset toiminnot toteuttavan laitteiston keskeiset osat. Kuviossa on kolmen hissin muodostama hissiryhmä ja siinä on esitetty myös keksintöön liittyviä hissikomponentteja. Hissi-koreihin 40 sijoitetuilla korikutsunapeilla 42 hissimatkusta-jat antavat korikutsut. Korikutsut johdetaan väylän 46 kautta 25 kyseisen hissin hissiohjaukseen 48. Kullekin kerrostasanteelle on asennettu tasolaitteet, joiden ulkokutsunapeilla 44 matkustajat antavat ulkokutsun hissin tilaamiseksi kerrokseen. Ulkokutsunapit on niinikään yhdistetty väylän 46 kautta hissiohjaukseen 48. Sovellutuksissa, joissa jokaisella hissillä ‘ 30 ei ole omia ulkokutsunappeja, kutsut johdetaan yhteen hissioh-jausyksikköön tai ryhmäohjausyksikköön. Kuvion suoritusmuodossa kullekin hissille on omat hissiohjausyksiköt, jotka on väylällä 72 yhdistetty ryhmäohjausyksikköön.

Ryhmäohjausyksikköön 70 on sovitettu tietokone 74, esim PC, *’35 joka säännöllisesti tarkistaa, onko tasolaitteilla annettu ulkokutsuja, joita ei ole palveltu. Ryhmäohjaustietokone 9 102268 käynnistää allokointiproseduurin ja lukee muistista 76 allokoinnissa tarvitsemansa alkutiedot ja muodostaa hissikro-mosomien ensimmäisen sukupolven toiminnassa olevien hissien, voimassaolevien ulkokutsutietoja ja esimerkiksi historiatieto-5 ja hyödyntäen. Fitness-funktion laskentaa varten lähetetään sopivasti ryhmitelty määrä hissikromosomeja eri hissiohjauk-sissa 48 oleville tietokoneille 78, jotka lähettävät laskentatulokset takaisin ryhmäohjaukseen, joka tekee päätökset allokoinnista tai algoritmin jatkamisesta.

10 Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan hissiohjaukeissa suoritetaan myös geneettisen algoritmin operaatioita valitulla populaatiolla ja näiden tulokset lähetetään ryhmäohjaukseen lopullista valintaa ja päätöksentekoa varten.

Pienehköissä ongelmissa eli kromosomin pituuden ollessa lyhy-15 ehkö ratkaisu löytyy yleensä ensimmäisen 20 sukupolven aikana. Jos sukupolvessa on 50 kromosomia tarvitaan 1000 fitness-funktion laskentaa. Käytännössä kutsujen allokointi pitää tehdä vähintään kaksi kertaa sekunnissa, jolloin yhdelle laskennalle jää aikaa 0,5 millisekuntia. Toisaalta geneettinen 20 algoritmi on luontaisesti rinnakkainen eli populaation fitness-funktioiden arvot voidaan laskea rinnakkaisesta, vaikka kaikki yhdellä kertaa jos prosessoivia komponentteja järjestelmässä riittää. Hajautetussa hissijärjestelmässä eri hissien tietokoneet laskevat samanaikaisesti yhden populaation 25 eri kromosomien f itness-funktioiden arvoja. Ryhmäohjaustieto-kone huolehtii laskentatehtävien jakamisesta laskentakapasiteetin ja tiedonsiirtoyhteyksien rajoissa sekä hoitaa keskitetysti arvioinnin.

: Koska kromosomin pituus kasvaa kutsujen lukumäärän ja hissien 30 lukumäärän mukaan, kasvaa näiden mukana tarvittavan populaation koko. Koska hakuavaruus samalla laajenee, optimin löytämiseen tarvittava sukupolvien lukumäärä tulee myös suuremmaksi. Laskentakapasiteetin tarve kasvaa tällöin vastaavasti.

Keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaan allokointioptiot 35 muodostetaan siten, että kutakin hissiä vastaa yksi kromosomin 10 102268 geeni. Tällöin geenissä on ulkokutsunmäärittävä tieto, joka binääri- kokonaislukuna tai muuten määriteltynä. Näin muodostettua allokointioptiota nimitetään seuraavassa kutsukromosomiksi. Seuraavassa kuvataan kuvioiden avulla tämän 5 suoritusmuodon erästä toteutusta tarkemmin.

Tässä suoritusmuodossa käytetään hyödyksi tietoa siitä, kuinka hissiryhmä käyttäytyy reittioptimoinnissa mahdollisimman hyvin. Reittioptimoinnin kokeellinen optimitulos on hissiryhmän kannalta sellainen, että rakennus jaetaan 10 vyöhykkeisiin ja vyöhykkeiden sisällä jokainen yksittäinen hissi ajaa koontaa. Vyöhykkeiden maksimilukumäärä on sama kuin hissiryhmän koko.

Periaatteena menetelmässä on se, että geneettisellä algoritmilla etsitään hissikohtaiset vyöhykkeiden 15 alkamiskerrokset, joiden jälkeen hissit ajavat koontaa siihen kerrokseen saakka mistä alkaa uusi vyöhyke tai palveltavat ulkokutsut loppuvat. Toisin sanoen ongelmana on etsiä jokaiselle hissille ensimmäinen palveluvuorossa oleva kerros, johon hissin halutaan ajavan. Jokainen hissi näkee siten 20 ainoastaan yhden kerroksen, johon sen tulee siirtyä. Hissin ei välttämättä tarvitse palvella yhtään ulkokutsua esimerkiksi jos ulkokutsujen lukumäärä on pienempi kuin hissiryhmän koko. Hissille annetaan silloin tyhjä kutsu. Hissien näkemät kerrokset toimivat allokointioptioina.

25 Hissiryhmä palvelee jokaisen päälläolevan ulkokutsun. Rakennuksen palvelulle lasketaan allokointioptiosta johtuva kustannus, joka halutaan minimoida. Allokointioptioita on useita, jotka yhdessä muodostavat geneettisen algoritmin populaation. Populaation jokaiselle allokointioptiolle 30 lasketaan kustannus, jonka jälkeen valitaan niistä paras tai parhaat, joiden avulla muodostetaan uusia allokointioptioita geneettisen algoritmin periaatteiden mukaisesti rekombinoimalla, risteyttämällä ja/tai mutaatioilla vanhempina toimivia yhtä tai useampaa allokointioptioita. Uudet '35 allokointioptiot muodostavat uuden sukupolven, jonka kaikille allokointioptioille lasketaan kustannukset. Uudessa 11 102268 sukupolvessa voi olla myös mukana yksi tai useampi edellisten tai edellisen sukupolven edustaja eli allokointioptio. Sukupolven allokointioptioiden kustannuksien laskennan jälkeen tutkitaan, onko parhaimman allokointioption antama kustannus 5 riittävän pieni tai onko sukupolvia laskettu ennalta annettu kertamäärä. Sukupolvien kertamäärä voi olla kiinteä tai se voi vaihdella esimerkiksi palveltavien ulkokutsujen lukumäärän mukaan. Jos parhaimman allokointioption etsinnän lopetusehto täyttyy, hissiryhmän ohjaukselle annetaan tiedoksi saavutettu 10 lopputulos, tai etsintää jatketaan kuten edellä mainittu.

Jokainen hissi näkee korkeintaan yhden voimassaolevan ulkokutsukerroksen. Täten allokointioptio koodataan geneettisen algoritmin periaatteen mukaisesti kutsukromosomiksi, jossa geenien lukumäärä on yhteensä 15 ulkokutsuja palvelevan hissiryhmän koko. Kun hissiryhmän koko on L, geenien lukumäärä N « L.

Kutsukromosomissa (kuvio 6) kunkin geenin paikka sisältää tiedon ryhmässä olevasta hissistä. Jos hissiryhmän koko on kolme ja sovitaan, että hissien numerointi alkaa nollasta ja 20 päättyy kahteen, kromosomin ensimmäinen geeni edustaa hissiä numero 0 ja kolmas hissiä numero 2. Geenin arvo on viittaus joko tyhjään kutsuun tai yhteen palveltavaan kutsuun. Viittauksen maksimiarvo on palveltavien kutsujen lukumäärä C, jos tyhjä kutsu on määritelty nollaksi, jolloin 25 viittausvaihtoehtoja on C+l. Kuviossa 6 on kutsut ilmaistu kokonaislukuna, jota tarkoittavat kerrosta, josta kutus on annettu.

Ulkokutsut ja tyhjä kutsu muodostavat kutsuvektorin, joka sisältää tiedon kaikista voimassaolevista ulkokutsuista. Kun 20 palveltavia kutsuja on C kappaletta kutsuvektorissa, on paikkoja kerroksille C+l kappaletta. Kutsuvektorin paikan arvo on rakennuksen yhden palveltavan kutsun kerrosnumero.

Kutsuvektorin looginen rakenne on rengas 71 (kuvio 7), jossa tyhjä kutsu sijaitsee renkaan reunalla. Yksittäisen 12 102268 allokointioption geenin arvot viittaavat renkaaseen tai tyhjään kutsuun. Kun geenin arvo viittaa renkaaseen, kyseistä geeniä vastaavan hissin reitti rakennuksessa muodostuu viittauksen sisältävästä kutsukerroksesta ja sitä seuraavista 5 kerroksista siirryttäessä renkaassa myötäpäivään, kunnes kutsuvektorin jonkin toisen geenin tai kyseisen geenin viittaus renkaaseen tulee vastaan. Hissi palvelee ensimmäisenä sen kerroksen, johon hissiä vastaavan geenin arvo viittaa renkaassa. Kun geenin viittaus on tyhjä kutsu, hissi ei 10 palvele rakennuksessa olevia ulkokutsuja, eikä sille muodosteta ajoreittiä - se ei pääse renkaaseen.

Kuviossa 7 palveltavia kutsuja on kymmenen kappaletta. Niistä kolme ensimmäistä (renkaan ulkoreunalle merkityt kohdat 1-3) ovat kutsuja ylöspäin ja loput seitsemän (kohdat 4-10) kutsuja 15 alaspäin. Rengas 71 ja sen käsittely sisältää mallin koontaohjauksesta. Oletetaan, että hissi 0:n geeni viittaa renkaassa kohtaan 2, hissi l:n geeni kohtaan 8 ja hissi 3:n geeni kohtaan 5. Hissi 0:n reitiksi syntyy siten rengasta myötäpäivään mennessä kerroksien 7, 12 ja 15 palvelu. Hissi ei 20 enää hae kerrosta 10, koska se on annettu hissi 2:n hoidettavaksi. Hissi 0 siis ajaa ensin koontaa ylöspäin ja hakee sen jälkeen kerroksessa 15 olevan kutsun alaspäin. Hissi l:n reitti on puolestaan kerroksesta 10 alaspäin kerrokseen 7, eli reitti kokonaisuudessaan 10, 8 ja 7. Hissi ajaa koontaa.

*.25 Hissi 3:n vyöhykkeeksi tulevat kerrokset 5, 3, 2 ja kerros 4, josta kutsu on ylöspäin. Myös hissi 3 ajaa koontaa.

Renkaaseen on siis koottu tieto reittioptimoinnin tuloksista, jotka kokeellisesti näyttävät päätyvän siihen, että rakennus jaetaan vyöhykkeisiin, jonka jälkeen hissiryhmä ajaa koontaa.

|30 Jotta strategia voidaan toteuttaa tehokkaasti palveltavat kutsut ylöspäin on järjestettävä nousevaan järjestykseen ja alaspäin olevat kutsut laskevaan järjestykseen. Itse ylöskutsujen ja alaskutsujen alkamiskohdat renkaassa ei ole oleellinen kysymys, kunhan vain ylöskutsut sijaitsevat 25 peräkkäin, kuten myös alaskutsut. Esimerkissä peräkanaa olevat ylöskutsut alkavat kohdasta 1 ja alaskutsut kohdasta 4.

13 102268

Vyöhyke- ja koontastrategia ei kuitenkaan ole ainut mahdollinen, joka voidaan toteuttaa renkaalla. Hissithän keräävät kutsuja myötäpäivään siihen saakka kunnes viittaus tulee vastaan. Kutsut voidaan järjestää renkaaseen halutulla 5 tavalla ja kokeilla vaikutusta esimerkiksi matkustajien keskimääräiseen odotusaikaan. Yksi mahdollisuus on se, että samaan suuntaan kutsuvat kerrokset järjestettään kutsuaikojen mukaiseen suuruusjärjestykseen ja haetaan allokointiratkaisut.

Allokointioption eli kromosomin koodaus allokointipäätökseksi 10 muodostetaan (kuvio 8) seuraavasti. Katsotaan mihin renkaan 71, joka kuviossa 8 on esitetty suoraksi oikaistuna, kohtaan allokointioption yksittäiset geenit kutsukromosomissa 7? viittaavat. Tämän jälkeen nimetään kyseiselle hissille viitattua paikkaa vastaava ulkokutsu.

15 Keksintöä on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen avulla. Kuvausta ei ole kuitenkaan pidettävä rajoittavana, vaan keksinnön toteutus voi vaihdella seuraavien patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.

« «...

«

Claims (8)

14 102268

1. Menetelmä hissiryhmään kuuluvien hissien ulkokutsulaitteilla (44) annettujen kutsujen (20) allokoimiseksi, tunnettu siitä, että 5. muodostetaan useita allokointioptioita (36,38), joista kukin sisältää jokaiselle voimassaolevalle ulkokutsulle (20) kutsutiedon ja hissitiedon, jotka tiedot yhdessä määrittelevät kutakin ulkokutsua palvelevan hissin (2,4,6), - lasketaan kullekin allokointioptiolle (36,38) 10 kustannusfunktion arvo, - muutetaan toistuvasti yhtä tai useampaa allokointioptiota (36,38) ainakin yhden tiedon osalta ja lasketaan uusien allokointioptioiden (36,38) kustannusfunktion arvot ja - valitaan kustannusfunktion arvojen perusteella paras 15 allokointioptio ja allokoidaan voimassaolevat hissikutsut sen mukaisesti hissiryhmän hisseille.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että allokointioptio (36,38) muodostetaan hissikromosomiksi, joka (36,38) sisältää yhden geenin (30) jokaiselle 20 ulkokutsulle (20), joka geeni (30) sisältää ainakin hissitiedon.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin hissikromosomi (36,38) muodostetaan peräkkäisistä hissigeeneistä (30), jotka sisältävät kunkin palvelevan hissin 25 (2,4,6) tunnistetiedon ja että hissigeenin (30) paikka hissikromosomissa (36,38) sisältää tiedon palveltavasta ulkokutsusta (20). : 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että allokointioptio muodostetaan kutsukromosomiksi, jolloin 30 kukin kutsukromosomi sisältää geenin jokaiselle hissille, joka geeni sisältää ainakin yhden kutsutiedon.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kukin kutsukromosomi muodostetaan peräkkäisistä kutsugeeneistä, jotka sisältävät kunkin palveltavan kutsun 15 102268 tunnistetiedon ja kutsugeenin paikka kutsukromosomissa sisältää tiedon palvelevasta hissistä.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 2-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hissi- tai kutsukromosomit muodostavat 5 populaation, jonka geenejä muutetaan geneettisen algoritmin keinoin, jolloin ainakin yhtä palvelutietoa muutetaan valitsemalla, risteyttämällä tai mutaatiolla.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hissi- ja kutsukromosomeja muutetaan, 10 kunnes saavutetaan ennalta määrätty kustannusfunktion arvo.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 2 -6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hissi- tai kutsukromosomeja muutetaan ennalta määrätty kertamäärä, minkä jälkeen valitaan pienimmän kustannusfunktion arvon antava kromosomi. t · 16 PATENTKRAV 102268