TW438711B - Genetic procedure for allocating landing calls in an elevator group - Google Patents

Description

一種在 梯時， 達旅客 试者決 在此所 梯可將 電梯中 理由在 因為， 構也極 因此會 。此外

案號 8711310? 五、發明說明（l) 本發明是有關於 訊息傳遞方法。 當旅客想搭乘電 叫按紐使得電梯可到 收到呼叫訊息後，會 的呼叫，此動作就是 的功能是尋找一部電 一般而言，要在 呼叫訊息，其決定的 中都是獨立進行的。 的變異性，而條件結 呼叫訊息的落差，也 是在最佳狀況下運作 也是也困難的。 電梯群中用於配置降落呼叫之 他/她必須按下電梯的降落呼 所位在的樓層。電梯控制系統 定一個最佳的電梯以回應旅客 謂的配置降落。配置降落在此 預選花費的時間降到最低。 ，定哪一部最適合呼應旅客的 每個使用複雜狀態結構的例子 電梯族群中具有可能極為複雜 為複雜，因此經常會出現回應 導致電梯的控制狀態通常並非 ，要將整個電梯族群整體考慮 申請號FI S51925號的芬蘭專利申請案中，揭示一種 電梯族群配置降落呼叫的步驟，其中已經排除_些習知技 藝所1§_遇的難題。此步驟主要是利用形成一些配置選擇 權’每一個配置選擇權均包括一個呼叫數據項以及一個電 梯數據項，用以活化降落呼叫訊息，且該些數據同時定義 每一個降落呼叫的電梯。然後，計算每一個配置選擇權 cost函數值，並且根據至少一個包括於其中的數據項，重 複改變一個或多個配置選擇權，其中該些新配置選擇權的 cost函數值可經由計算而獲得。.根據該些cost函數值，最 佳的配置選擇權可被挑選出來，並且由電梯族群中挑選出 回應電梯配置降落呼叫訊息知最佳電梯。

曰 案號 87113102 修正 五、發明說明（2) 相對於必須計算所有可能的迴路選擇性而言，上述 說明書中的解決方法則可實質上降低所需要的計算動作。 在此步驟中，其原理是根據—種基因演算法（geneuc algorithnO，電梯族群是被當作—個整體’因此c〇st函 疋族群標準的最適化。最適化的過程不需要關心個別 $及與他們搭配的方式。藉由修改c〇st函數，便可達到相 ==作狀況。可能最適化的有，例如旅客的等待時間： 二：間二開始的數目、旅行的時間、能量的消耗、繩索 電梯是p貴的則還必須考慮個別電梯 作狀況、使用單-電梯等情;兄，或者上述條件之理; 吻a H1必須計算所有可能的配置選擇權以及其相對的 …*上述之發明可實質上降低所需 值的決定時間可由Ϊ 一個配置選擇權之吻合 可觀的時間。 因此化費在求解的過程中便花費相當 須在=的也ί有：些缺點’例如今叫配置必 解並呼叫電梯。因：成形】=得使用者無法熟練的了 程，…動結果等’均是相當必須的操作過 *鑑秒内就完成。

第6頁 種新穎的基因步驄，2述方法的缺點，本發明乃揭示-—-----— 八有知步驟實質性更快速以及精 43871 五、發明說明（3) 如其實際時間的校正甚至與與目前可獲得的 處理器的計算能力相當。 至於本發明之特徵，請參閱後述之申請專利範圍。 本發明之基因步驟主要是除了步驟中之最後階段外， 其他步称則不需要計算4一個二選1#吻合函數值；主 要解的二選-吻合函數值已經在之前定義完成，此定義可 避免複雜和耗時的吻合函數值計算。 在本發明的基因步驟中，複數個呼叫選擇權，例如形 成的染色體，其中每個染色體均包含一 及對應於每-種有用的降落呼叫的一種電：：據=，以 及該些數據，例如基因，共同定義出每一種電梯的降落呼 叫訊息。每一種染色體並定義一個吻合函數值，然後，一 個或數個染色體之至少一個基因被突變，並且決定為具有 吻口函數值的新染色體搜尋的步驟（形成新染色體的程 序）將持續到預义的終止要件出現為止，其中最佳染色體 的挑選是根據吻合函數值和在電梯族群中符合降落呼叫的 對應電梯。根據本發明，染色體和對應的吻合函數值是被 收集在-個稽案内，也就是所謂的基因庫。每一個形成的 染色體均與基因庫内的染色體做比較，而一個吻合函數值 定在基因庫内找不到的新染色體。然後，將新染 ^體和.、所對應的吻合函數值加入基因庫内。根據 明，吻合函數值僅在每一個新染色體建立時才計算一次， =當染色體形成前便已經出.現在步驟中，其所對應的 作。彳由基因庫内獲得’而不需要計算與耗費時間的操

案號 87113102 五、發明說明（4) 在本發明的步驟，一组呼叫選擇（也就是染色體）構 成·個世代，並從中挑選出最佳的幾個以重組一個新世代 的染色體。藉由挑選、雜交及/或突變等基因演算法， 可由挑選出來的染色體構成一個新體世代。 本發明之步驟可持續至到達的為止，亦即直 至到達一特定的吻合函數值為止，或直至建立一給予數量 的新世代，或者此步驟可在—定處理時間長度後被終止。 其他環境也可被當作一分佈相似性足夠的終止要件。 :· 隨著處理時間的增加，非常大量的數據（亦即染色體

I 和其所對應的吻合函數值）有可能累積在基因庫内，因此 咸U供應的基因庫最好使用—定範圍的位置，使每一個儲存於 基因庫内的染色體都具有一定義其在基因庫内之位置的指 i定位置地址。染色體的位置地址最好是由一個或一個以上 予/的基因所決定，其中較佳的是使用所謂的亂數 (randomising functi〇n)。基因或基因序列便可成為基因 庫的鑰匙或者特定位置地址的鑰匙。然而，在操作時，計 算來自染色體基因之位置地址時，其分佈狀況事先並不知 道因此在相同位置地址之不同染色體數目將會有所變 異。位置地址的定義可根據例如染色體内之基因含量、基 因數目 '基因庫的寬度或其他對應的簡單數值來決定，並 由該些數值搭配適當的計算或操作方法決定其位置地址。 例如，由染色體的基因序列或基因中，基因庫的位置 地址便可針對每一個@色體被計算出H將與此染色體 有關的數據儲存在此位置上，其可允許數據的快速定位。 每__一個染色體可包含有一個或數個基因，且其原理是

2000. 12.18. 008 _塞號 87113109 五、發明說明（5) 根據每一個基因是由—個或多個位元所構成。因此，如上 所述’該些基因可為例如二位元或整數。 一個已知的染色體之位置地址可定義為例如其個別基 因值的第一次計算總和，而最後的位置地址則可由計算值 的餘數加以計算。換句話說’染色體的基因計算值是被基 因的寬度所除’所得到的餘數範圍為〇_(基因庫寬度— 1) ’而此值便是此染色體在基因庫内的位置地址。 帶有相同位置地址的染色體可被連接成長度未受限制 的鏈，其中最大的基因庫寬度未受限制。相反地，由帶有 相同位置地址的染色體所形成的鏈可被當作具已知長度的 固定表，故當表全滿時，存入一個新的染色體時將同時使 個位在表内的染色體被移除。當表全滿時，預備將被移 除的染色體最好是表中最後一個，不過也可使用其他的考 慮要件，例如，可去除表内最老舊的染色體或帶有最低吻 合函數值的染色體。 的程序中 昇其所關 染色體將 與一開始 於基因庫 染色體以 自動地被 比老舊染 輕染色體 速地被定 ，搜尋步驟 注的區域位 開始改變， 算過的染色 時，其運作 鏈狀方式儲 移往較遠離 色體較可.能 的相似性， 位在基因庫 通常是隨其 置範圍。因 且在此同時 體不同的染 的模式可從 存。在此方 此鍵開頭的 帶有較接近 故已經數過 之位置地址 所通過的世 此，在搜尋 ，基因演算 色體。當新 位置地址之 法中，較老 地方。因 基因庫之位 和再產生的 範圍的起始

在用來將染色體儲存到基因庫的技術中，使用可適用 的基因庫結構也是有可能的^當搜尋時特定的染色體比其 他染色體出現時更清楚且更頻繁時，則將該些染色體定在 ，的開始處或接近鏈開始處的地方，將可允許更快速地搜 哥。當染色體在搜尋時於鏈中被發現時，其較佳的是同時 移動到較接近鏈起始處的位置。因此，在給予的位置地址 被發現到的染色體，可被移動到鏈的起始處，或其可被移 動到預定的位置，例如距離鏈起始處的幾個位置。 基因庫也可利用由在兩端連接的元素所組成之似環 二\ng-l ike)表單結構的方式構築，在此例中，一個參考 疋由對應於此環中之一個元素的位置地址所提供。每一 元素均包含有儲存基因數據項吻合函數項和正確數據 亦即代表此元素是否含有數據或是否空白的狀態數據 4至想要的 找到，則讀 將會被終止 空元素的實 若此表 表單結構時 &變使其指 和讀取操作 儲存於 的表單結構之讀取方式例如可為順時鐘方向， 基因被讀到。若所搜尋的基因並未在表單中被 取動作在經過一圈而又回到此表單之開頭處時 。若表單未全滿時，讀取動作僅會延續到指示 際數據（表示已經到達數據終點）為止。 單是以順時鐘方向讀取時，則數據寫入時似環 ，以逆時鐘方向進行，且位置地址參考物將被 示 個新寫入的元素，並且從其以下開始寫入 的動作。 内的數據較佳的是也包括與染色體有關

第丨〇頁 _ 案號 87113102 曰 五、發明說明（7) 的額外資訊，例如世代或目前的數目。 本發明之步驟與習知技藝比較下，具有極顯著的優 黏。本發明之步驟允許實質上較快速的基因演算動作，特 別是當待解問題的標的函數是複雜的，且需要足夠計算空 間時。除了可加快最適化（0ptimjsati〇n)外，本發明之另 一優點是時間受到限制時’基因演算法將可提供一較佳的 解法。藉由較快速的最適化所節省的時間，可用來較小心 地分析所搜尋的範圍’使所得到的解具較佳品質的機率升 高。 雖然根據本發明之上述步驟是用以控制電梯族群，然 其一般的目的乃是用以加速和更有效率的基因計算和最適 化的步驟。此外，其也可應用在基因平行計算和去中央的 (decentralised)計算環境中。根據本發明之較有效的 步驟，其特別在實際時間控制和需要繁複計算及 所遭遇的問題^ *版又 為使本發明之優點及特徵更清楚可見，兹將 發明之較佳實施例以及相關圖式，詳細說明如下。根方本 第1圖是方塊圖，顯示的是根據本發明之流程； 第2圖是方塊圖，顯示的是位址的定義； ’ 第3圖顯示的疋基因庫的結構. 第4圖顯示的是另一個基因庫結構；以及 第5圖顯示的是第三個基因庫結構。 實施例： ° 首先，請參照第1圖* + 上 程。起始方塊1代表的是電梯===本發明之流 --------3制系統開始呼叫配置，其

第11頁 修正 案號_ 8_71131(19 五、發明說明（8) 呼叫！待配置電梯。電梯染色體之之長度 目~的降落呼叫訊息數目和目前可用的電梯數 目等因子所決疋。方斑2所仲矣认a结 -¾ 4P 4^ · „ ^万塊」所代表的疋第一世代的配置選擇 1. ^ ρ 產生的染色體，例如經過猜測步驟。第一 11ί ϊ H經過例如猜測的步驟所建立，部分根據先 别、廣，.° 5利用直接收集到的控制訊號作為起始點。 然後’步—步的檢查此世代中的染色體，然後在方 塊圖3之步锁中取出此世代中的一條染色體，然後在方塊 圖4之步雜中0十算此染色體之位址。第2圖是塊狀圖式，顯 示的是定義位址的方法，其步驟將詳細說明如下。在方塊 5中，其步驟找尋是否有對應的染色體已經存在於基因庫 内，若無此類染色體被找到，則此染色體乃是一條新的染 色體，並且在方塊6的步驟中計算其吻合值，然後將此數 據儲存在基因庫内》 若染色體可在基因庫内找到，則其吻合值可在方塊7 中被尋回’並且指定為此染色體的吻合值。此外，當染色 體可在基因庫内找到時，只有基因庫内的數據可為此染色 體重組。 若此世代中之所有染色體尚未被完全檢查完畢，則其 步驟將由方塊8回到方塊3，以檢查下一個染色體。此世代 中之所有染色體都檢查完畢後，其步驟將由方塊8進入方 塊9 ’以測試是否終止要件已經被填滿。 在方塊9的測試步驟中，一實驗被施行，其所根據的 例如有吻合值、處理循環所消耗的時間或循環的次數等， ^ U決定是否該些步驟應該繼續或者最後所得到的值應該

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案號 87113102 五、發明說明（9) 被接受。當終止呼叫程序的要件被填滿時，其步驟繼 到方塊1 0 ’然後降落呼叫可根據最佳的染色體呼叫構 其乃藉由終止方塊11使控制訊號傳送到電梯的控制 i 若方塊9中之終止要件尚未被填滿’擇期步驟繼 到方塊12，其中乃利同吻合函數值，將最佳或者最有 的感興趣染色體挑選出來，並且儲存到5小下 ' 止。從挑選出來的染色體中，藉由在』個;二= 挑選出一些基因，並且利用隨機突變法改變該些美 些部分，便可建立一個新染色體世代。在—個限u 值中，要改變-個帶有已知機率的基因值是可能的。範圍 在方塊3中一次測試一條所獲得的新染色體世 步驟將一代接著一代，直到終止要件被填滿。 如塊狀圖所示，基因庫顯著地降低決定吻合 需的計算循環數目。實際所節省的時間並不是絕所 Ϊ ί Ϊ環：ΞI，因為基因庫操作時所花費的時間也要： 數時所節省的時間短時才會產生，因此帶有函 函數值的I因庫纟言十算速度上將不具常=吻合 因庫的尋找、寫入操作和可能的動態記憶操作基 比計算單-吻合函數值的時間短時1將= 間 率地完成。 考慮的。此運异#作是快逮且可有效 然取出餘數值，並

6038-2085-PF修2.ptc 第13頁 2_. 12,18.01 方，4内之&置地址可根據如第2 計鼻1原理乃是先將待檢查 438711 案號 87113102 五、發明說明（10)

B 修正 =到最終的位置地址。基因（例如本申請案中的電梯）的 Μ例如為可提供降落或呼叫的電梯數目。換句話說，由 乐色體之基因所計算出來的值可由基因庫内的寬度加以區 分，故餘數值的範圍將為〇一（基因庫寬度一〗），且此值將 給，基因庫作為該染色體的位置地址。當程序到達位置地 址計算層面時，其由起始方塊2〇到21進行運算，其中暫時 的位置地址起始值設定為〇，而一個變數g的值則設為i。 在方塊22中，所進行的是—決定變數&的值是否大於待測 染色體之基因數目的測試。在否定的例子中，一個新的暫 時位置地址值的計算可藉由將基因數目值g加到暫時位置 地址值中而完成，其中g值在方塊2 3中加此動作是由方 塊22開始重數。在肯定的例子中，步驟繼續由方塊22到方 塊24 ’其中位置地址是設定為M〇ML〇基因庫寬度的暫時位 置地址值》 第3圖顯示的是基因庫結構，其中基因庫3〇是由位置 地址31的數目決定，而基因庫的深度32則是未限定的。雖 然，一個含有未限制數目的染色體33以及其對應的計算吻 合函數值34之連接鍵均可由位置地址之起始處被儲存於期 内’然每一個位置地址1均可含有〇個或多個染色體，其在 基因庫内的位置，也就是位置地址，可利用一適當亂數函 數取樣出來的染色體之一個或多個基因被計算出來》新的 染色體和其所對應的吻合值可被永遠儲存於健的第一位 置，故鏈上的染色體會被移到較遠的位置。 第4圖顯示的是基因庫，其中基因庫寬度4〇是由位置 地址41的數目決定，而基因庫的寬度42則是有限定的° 43S711 皇號8711_ 五、發明說明（11) 曰 修正 在此例中，在每一個分開的位置地址4〗 存特定的數據，也就的染色體43 =於指定位置地址之表内第一位置時，若此表已；= = 本娃貝1 t在表中尾端的最後一個儲存值將會被去掉。 县染色體和其所對應的吻合函數值是位置地址中 最舊的數據’且非常可能是與想要的最後程序結果最不相 =的=體其中之一1此，去除此數據將不會削= 2 I化結果的達成。當位置地址的深度受到限制時， /、將可在搜尋一個對應的新染色體時快速地檢查。此外， 新建立的染色體有極高的機率在相當短的位置地址中被發 現因為新的染色體比較老的染色體帶有較接近基因庫中 和鏈中之年輕染色體的類似性。 第5圖顯示的是第三個基因庫，其中基因庫的寬度可 由地址位置的數目51決定。取自亂數表中的每一個地址位 置:均有一個由元素5 2連接於其兩端且排列成環狀之參考 表單結構。基因庫的深度是決定於環中的元素數目。 每—個元素52均含有一儲存基因數據、吻合函數和正 ，數據（指示此元素是否無效或其是否含有基因數據的狀 態數據）的地方。此連結的列出數據是以順時鐘方向53閱 讀’直到想要的基因被數到或直到繞一圈又回到列出數據 的起點。特別是在該程序的早期階段，此列出數據經常是 部分滿而已，故為了加速程序的速度，每次都搜尋整個列 出數據是不合理的。因此’含有正確數據項目的元素，可 在數到代表正確元素的第一個正確數據項目時終止列出數

案號 87113102 五、發明說明（12) 據的搜尋。 /數據是以相反於讀取方向53的方向（也就是反時鐘方 向5 4 )被寫到連結環上。為達成此目的，在位置地址參考 物55前方之元素被選出來，然後再將基因、吻合函數值以 及正確數據寫入。此外，位置地址參考物55是用來指示新 寫入的元素。因此，新數據總是覆蓋環中的最老舊的數 據，且此環是從最新的數據開始讀取，然後再經過次新的 數據，直到最老的數據。當然，以相反的順序使用此連結 環也是可能的，其令讀取程序的進行是反時鐘方向而寫 入數據程序的進行則是順時鐘方向。 ··‘、 至此’本發明已藉由實施例以及其所搭配的圖式詳細 說月如上’然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝 者，在不脫離本發明之精神和範圍内，所作之各種更;與 =飾均落在本發明之範圍内，因此本發明之專利保護範圍 當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 降落啤叫之訊息傳遞方 ^_871]31〇^ 申請專利範圍 1 '種在電梯群中用於配置 法，其步驟包括，· 色體均包含二個據形成的染色體，其中每個染 …的-種電梯Si:目-種有用的降 共同定義出每一種電梯的降落吟叫數據，例如基因， 一種染色體定義出-種吻合函數值，· 取一個或一個以上的举占a* |f基因’然後再給予此獲得的毕〃其中至少-個 ^重複染色體的修Ξ k t 内 容 是 否 子£ 全填滿；以& j所需要的預疋尾端已經被完 1 根據該些吻合的函數值’挑選出最佳的染色體和啤叫 訊心，用以配置與此解有關的電梯族群中之電梯； 其特徵在於該些染色體和其所對應的吻合函數值是被 t收集在一檔案肉，例如一個基因庫中，且每個獲得的染色 j體均與基因庫内的染色體作比對，當新染色體未能在基因 <庫内發現時，則此檔案將會給予一吻合函數值，然後將此 染色體和其所對應的函數值加入原有的基因庫内。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於該 些染色體構成一世代，據此一個新世代可藉由基因演算 法、選擇法、雜交及/或突變法而形成。 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其特徵在於當 預定的函數值或加工時間或足夠的相似性分佈達到時，則 尾端需要完全填滿。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵在於基

   __—案號87113102 月一日 條丨_ 六、申請專利範圍 因庫中包括一位址範圍，每個染色體均被指定為一位址， 用以定義此染色體在該基因庫内的位置。 5.如申請專利範圍第4項所述之方法’其特徵在於該 染色體之位址是根據染色體内之一個或多個基因的含量， 或基因的數目，或者基因庫的莧度來決定。 6·如申請專利範圍第4項所述之方法’其特徵在於複 數個染色體是位在相同的位址。 7.如申請專利範圍第4項所述之方法’其特徵在於具 有相同位址的染色體是連接在一起’以形成一長度未限制 的長鏈。 8·如申請專利範圍第7項所述之方法’其特徵在於一 個新的染色體是以鏈或表的形式被儲存在位址起始處之第 一位置。 9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其特徵在於搜 尋儲存於鍵或表的位址内的染色體時是由此鍵或表的起始 處開始進行。 10. 如申請專利範圍第7項所述之方法’其特徵在於搜 尋儲存於鏈或表的位址内的染色體時是由鏈或表的起始 處，沿著鏈或表進行。 11·如申請專利範圍第4 ~ 6項其中之一所述之方法’ 其特徵在於具有相同位址的鏈狀染色體是被當作具明確長 度之固定表格來進行。 1 2 ·如申請專利範圍第11項所述之方法，其特徵在於 一個新染色體之位址是由位址起始處以鏈或表狀被儲存第 一位置。

   第18 K 搜尋1儲3·在如/請專利範圍第11項所述之方法’其特徵在於 始處：始進：或表的位址内的染色體時是由此鏈或表的起 d申/專利範圍第11項所述之方法，其特徵在於 處或表的位址内的染色體時是由鍵或表的起始 Q t叇或表進行。 當染1色5髏1申/在專利範圍第11項所述之方法，其特徵在於 i Λ φ Λ 表時’ 内的舊染色體移除。 一個新的利範@第15項所述之方法，其特徵在於 第一位置。、色體疋以鏈或表格形式被儲存於位置起始處之 新染1姑申，專利範圍第11項所述之方法，其特徵在於 體。 子於整個表時，則移除表内吻合性最差的染色 一個請專利範圍第17項所述之方法’其特徵在於 第一位置'、色體是以鍵或表格形式被儲存於位置起始處之 當毕1多9斜如申請專利範圍第11項所述之方法，其特徵在於 ^儲存於整個表時’則移除表内最後一個染色體。 —個齟.如申請專利範圍第19項所述之方法，其特徵在於 第一位5染色體是以鍵或表格形式被儲存於位置起始處之 其特2 申請專利範圍第4〜6.項其中之一所述之方法， 社、於每一個位址均有一清單結構的參考標的，其雙 °連接並且排列成環狀。 -— 案號87min?__年 月—曰 一修正 __ 六'申請專利範圍 22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其特徵在於 似環的清單結構是以順時鐘方向讀取’直到數到想要的基 因為止’或直到無法讀取資料或者經過一個循環而又回到 起點。 23. 如申請專利範圍第21項所述之方法’其特徵在於 數據是以似環狀清單結構的方式，順時鐘方向被寫入，而 位址參考標的則是用來指引剛被寫入的新元素。 24. 如申請專利範圍第1〜6項其中之一所述之方法， 其特徵在於染色體額外的資訊敘述是被儲存在基因庫内。

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