多台电梯调度算法设计及仿真

多台电梯调度算法设计及仿真

（安庆师范学院物理与电气工程学院 安徽 安庆 246011）

摘要：根据电梯群控系统的非线性，随机性，不确定性和离散动态性特点，采用面向对象的分析

与设计方法和基于事件扫描的数字仿真方法，设计一个多台电梯调度算法，采用 Visual C++技术编程

和OpenGL 可视化技术，并通过对电梯群的运行状态进行实时监测与分析，实现高层建筑电梯群调度和

载客的活动仿真情况，评价电梯群的服务质量和运行效能。

关键词：电梯群控制系统，多台电梯调度算法，面向对象，数字仿真

1. 引言

电梯是现代立体交通的重要组成部分，随着高层建筑在世界范围内得以迅猛发展，极大地促使了电

梯技术的改良和革新。近半个世纪以来，电梯技术已经从原始模型升降机发展到高级智能化电梯。而智

能化要求电梯系统服务质量和服务效率能尽量提高建筑的有效利用率和性能。在建筑设计中，同常将多

台电梯配置在一起，构成电梯群，集中为大楼提供服务，这就是电梯群控系统（EGCS, Elevator Group

Controlystem）1 。电梯群控系统是一个实时性非常强的系统，需要不断收集梯群的状态信息和厅外的【】

召唤信号，采取一定的派梯策略，选择最合适的电梯去应答厅外召唤。为了节约开发成本，一个成功的

电梯群控系统在应用到实际控制系统之前，往往都在计算机系统上进行仿真研究，调试参数，在仿真研

究完成以后，在应用到电梯试验塔做实验，检验控制策略的有效性和有关的性能指标。电梯群控系统是

通过对电梯群运行状态进行实时监测与分析，再根据不同的实际情况对电梯进行优化调度和合理分配，

进而改善和提高电梯系统服务质量和服务效率【2】。

随着智能控制技术在电梯群控系统(EGCS)中的广泛应用,电梯交通系统设计的关键是满足乘客生理

上和心理上的承受力,有效地解决高层建筑复杂的楼内垂直交通。一个设计良好的电梯群控系统必须具

备在客流高峰时确保乘客在较短的侯梯时间和乘梯时间内到达目的地，在空闲时使电梯群运行消耗能量

最低。我国电梯配置和电梯系统特征的研究与国外相比还处于落后的状态，虽然国内与1990年对电梯

系统的动态特性进行了研究，但在电梯群控方面，仍有许多理论及技术问题亟待解决，因此开展电梯群

控算法研究具有重要的理论和实际意义，这对电梯群控系统性能（安全性，舒适性等）是十分必要的，

同时也可以改变我国目前电梯技术主要依赖于进口的不利局面【3】。

用计算机仿真研究电梯群的服务质量和运行效能，大楼的层高不要超过25层，电梯的总台数不要

超过八台。设某办公大楼楼层为20层，有载客电梯5部（用电梯1—电梯5标识）。利用Visual C++技

术编程和OpenGL可视化技术实现高层建筑电梯群调度和载客的活动仿真情况。

2.设计方案

2.1 设计规则：

为了实现电梯群调度和载客的活动仿真情况，采用两种方式对其仿真：（1）人工控制方式；（2）自

动控制方式。

2.1.1人工控制方式：

这种方式是完全仿真真实电梯群情况，乘客自己决定到达电梯时候和选择需要到达的楼层以及电梯

的开关门。这种方式通过可视化技术可以直观的观察乘客发送电梯请求后，电梯群的调度情况和各电梯

的当前状态，包括电梯内人数，电梯运行趋势，电梯开关门状态和电梯所在楼层。这种方式下电梯群调

度遵循的规则为：

电梯运行规则：

a）电梯的运行规则：电梯1-电梯5五部电梯可以相应达到每一层。

b）容量：每部电梯的最大乘员量均为K人（K值可以根据仿真情况在10-20人之间确定）。

c）初始位置：仿真开始时，各电梯随即处于符合运行规则的任意一层。

d）初始容量：初始所有电梯无人乘坐，为空梯。

e）运行方向：电梯运行的方向由先发出请求者决定，不允许后发出请求者改变电梯的当前运行方向， 除非是未被请求的空梯。即当电梯在上行过程中，不响应电梯内部乘客比当前层低的楼层；当电梯

在下行过程中，不响应电梯内部乘客比当前层高的楼层

(f) 安全要求：不允许电梯超员。 乘客运行规则：

(a) 初始位置：每个人初次所要到的楼梯层由乘客自己决定。

(b) 请求特征：每次发出的乘坐请求由乘客自己决定。

(c) 行为特征：每个人乘坐的合适电梯到达某楼层后，乘客自己决定自己是否出电梯。

2 .l.2自动控制方式；

这种运行方式是在没有人工参与下进行的．电梯群运行的各个性能指标由用户事先指定。同时，乘

客到达大楼的时刻、所选楼层、上下方向以及滞留时甸均有随机数产生，即通过一系列随机数对电梯群

的调度算法进行综合评估，包括乘客平均等待时间、电梯运行时间、电梯空闲时间、电梯各个时刻流量

统计，并采用可视化方法绘制出各种曲线图“’。这种方式下电梯群调度遵循规则与人为控制方式调度

算法一致，区别在于电梯运行规则和乘客运行规则：

电梯运行规则：

(a) 电梯的运行规 …… 此处隐藏：5947字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……