夏加楓

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院泰州分院姜堰所，江蘇 泰州 225500）

多模型電梯群控的自尋優(yōu)策略

夏加楓

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院泰州分院姜堰所，江蘇 泰州 225500）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的現(xiàn)代化進(jìn)程日益加快，高樓大廈成為城市建筑的重要組成部分。要使電梯滿足高層用戶的出行需求，確保電梯的安全，增強(qiáng)乘客的舒適度，降低電梯能耗，采取合理有效的電梯群控方法具有必要性。目前，電梯群控的方法很多，在派梯階段，需要針對(duì)不同運(yùn)行模式特點(diǎn)，采用合理的派梯方案，從不同的角度對(duì)電梯群控系統(tǒng)進(jìn)行控制，將新型智能控制作為電梯群控的主要研究方向。

多模型；電梯群控；自尋優(yōu)；策略

目前，電梯群控的自尋優(yōu)策略很多，主要是根據(jù)客流的分布情況，將電梯群分成若干運(yùn)行模型，是通過不同的運(yùn)行模型，來獲取合理的派梯方案。本文主要是基于學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上，從全新的視角對(duì)電梯群控系統(tǒng)進(jìn)行分析，優(yōu)化了控制解決方案，通過對(duì)不同的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行研究，構(gòu)建了動(dòng)態(tài)的研究模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜問題的控制。

1 電梯群控系統(tǒng)概述

電梯群主要是指在同一建筑物中，大于或等于三部以上的電梯。電梯群控系統(tǒng)主要是指對(duì)大于或等于三部以上的電梯進(jìn)行控制派梯。該項(xiàng)電梯控制方法具有較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性及隨機(jī)性特點(diǎn)，導(dǎo)致該項(xiàng)工作較為復(fù)雜，增加了電梯派梯人員的工作難度。因此，需要做好派梯方案的合理設(shè)置，節(jié)約電梯的運(yùn)行成本和能耗，給乘客提供良好的乘梯感受。電梯群控系統(tǒng)包括從層站、機(jī)房、轎廂及井道底坑等內(nèi)容，電梯群控系統(tǒng)模塊主要包括運(yùn)行管理模塊、優(yōu)化調(diào)度模塊及呼梯登記模塊等三方面內(nèi)容，無論哪一種模塊出現(xiàn)問題，電梯會(huì)自動(dòng)的進(jìn)行程序保護(hù)，有效的維護(hù)了乘客的乘梯安全。

2 電梯群控系統(tǒng)的多模型自尋優(yōu)控制

2.1 電梯運(yùn)行模式模型

（1）上行高峰模式。上行高峰模式主要是指乘客從基層區(qū)域進(jìn)入到轎廂中時(shí)，會(huì)從頂層附近及頂層區(qū)域離開電梯，但是在頂層地區(qū)，通常不會(huì)有乘客進(jìn)行下行呼叫，上行高峰模式多發(fā)于寫字樓的上班時(shí)間。該階段是人們乘坐電梯的高峰階段，電梯處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，一些靠近建筑底層樓層的人們?yōu)榱斯?jié)約時(shí)間，通常會(huì)選擇步行的方式，故底層的客流量較小。而高層用戶通常會(huì)選擇乘梯方式，故而高層的乘梯需求較大。上行高峰模式的模型數(shù)學(xué)描述式為：

式中，n表示電梯群的電梯臺(tái)數(shù)；Pu表示上行呼梯客流總量；Pd表示下行呼梯客流總量；E表示電梯轎廂額定載客人數(shù)。由于上行電梯的客流量較大，上行高峰運(yùn)行模式的計(jì)算方法較為復(fù)雜，運(yùn)用群控算法能夠有效解決上行客流模型。

（2）層間交換模式。層間交換模式主要是指需要加大對(duì)電梯層間區(qū)域人員流通交換情況，該種模式適用于客流量較少的情況，并且電梯內(nèi)部的負(fù)荷運(yùn)行模式也相對(duì)較為簡單，層間交換模式在上、下午時(shí)段應(yīng)用較為廣泛。設(shè)M為層間樓層數(shù)，層間交換模式的模型數(shù)學(xué)描述式為：

（3）下行高峰模式。下行高峰模式主要是指乘客在乘梯的絕大多數(shù)情況，需要下行到達(dá)目的層站，大多數(shù)情況下，通常會(huì)在建筑物的頂層區(qū)域進(jìn)入到轎廂中，從基層區(qū)域離開轎廂。通常進(jìn)行上行呼梯的乘客要小于進(jìn)行下行呼梯的乘客，該種模式在寫字樓的下班期間處于高峰時(shí)期，該時(shí)段電梯處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，并且電梯的使用頻率較高。下行高峰時(shí)期，樓層上部位置使用的人員較多，樓層下部位置使用的人員較少。一些樓層下部位置的人員為了節(jié)約時(shí)間，會(huì)選擇自己走下樓方式，與上行的客流流量相反。下行高峰模式的模型數(shù)學(xué)描述式為：

（4）空閑模式。電梯的空閑模式應(yīng)用于夜間，在夜間人員流動(dòng)量較少，電梯處于休眠狀態(tài)，不定期會(huì)出現(xiàn)一些人們乘坐電梯，但是由于乘梯的人數(shù)較少，不會(huì)給電梯造成較大的負(fù)荷壓力，電梯中的客流量不會(huì)超過單部電梯轎廂的額定容量的15%?？臻e模式的模型數(shù)學(xué)描述式為：

空閑模式的客流量計(jì)算方法簡單，在實(shí)際的使用過程中，也會(huì)出現(xiàn)極少量與上述運(yùn)行模型客流量分布情況不同的實(shí)例，對(duì)于該種情況，可以結(jié)合具體的情況，對(duì)某一模型進(jìn)行分析和處理。

2.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行模式識(shí)別

對(duì)電梯運(yùn)行模式進(jìn)行識(shí)別和判斷，主要是對(duì)客流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程，運(yùn)用BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)解決數(shù)據(jù)分類問題具有重要作用。在對(duì)電梯的樓層總數(shù)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要做好垂直交通客流數(shù)據(jù)的采集工作，對(duì)每個(gè)樓層的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理和分別統(tǒng)計(jì)，需要結(jié)合上面的4類電梯運(yùn)行模型，得到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出向量與運(yùn)行模型關(guān)系表，如表1所示。

表1 運(yùn)行模型編碼

在實(shí)際的應(yīng)用過程中，主要是運(yùn)用具有2層隱含層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，需要對(duì)S型函數(shù)進(jìn)行激活，以便能夠輸出線性激活函數(shù)，通常隱含層的神經(jīng)元的數(shù)目相對(duì)較大，輸出的神經(jīng)元數(shù)量為1～2個(gè)。通過對(duì)應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究，強(qiáng)化了模型的識(shí)別能力，提高了數(shù)據(jù)的高效分類能力，有效的避免了復(fù)雜的計(jì)算過程，展現(xiàn)出了群控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)特性。

3 多模型電梯群控的自尋優(yōu)策略

3.1 平均候梯時(shí)間

平均候梯時(shí)間的計(jì)算方法主要是指乘客在按下電梯外呼按鈕后，一直到某部轎廂停車之間所產(chǎn)生的時(shí)間平均值，可以通過電梯的平均候梯時(shí)間來判斷群控方案是否優(yōu)劣的重要標(biāo)準(zhǔn)。在不同的時(shí)間段，平均候梯時(shí)間會(huì)存在一定的差異，在上行或下行高峰期會(huì)導(dǎo)致平均候梯時(shí)間增加。要想降低平均候梯時(shí)間，確保平均候梯時(shí)間的合理性，需要做好樓層信號(hào)優(yōu)化工作，將其作為重要的指標(biāo)，以此來降低平均候梯時(shí)間，提高乘坐電梯的效率。

3.2 平均乘梯時(shí)間

平均乘梯時(shí)間主要是指乘客在進(jìn)入到電梯轎廂中，一直到目標(biāo)層之間所產(chǎn)生的平均時(shí)間值。為了提高平均乘梯時(shí)間，需要采取合理有效的策略，減輕乘客在封閉的轎廂中所產(chǎn)生的不適感，對(duì)優(yōu)化電梯乘梯時(shí)間具有重要意義。

3.3 電梯系統(tǒng)能耗

4 結(jié)語

電梯是科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，是當(dāng)今人類生活中的重要組成部分，給人們的生活帶來了極大的便利，滿足了居住在高層人們的通行需求。本文對(duì)電梯群控系統(tǒng)進(jìn)行簡要概述，對(duì)電梯群控系統(tǒng)中多模型自尋優(yōu)控制系統(tǒng)原理及系統(tǒng)多模型進(jìn)行介紹，并提出了多模型電梯群控的自尋優(yōu)策略，有效的掌握了客流信息，強(qiáng)化了派梯調(diào)度過程和能力，運(yùn)用實(shí)例驗(yàn)證的方式，增強(qiáng)了派梯調(diào)度過程的實(shí)用性及有效性，強(qiáng)化了多智能控制方法在電梯鄰域中的應(yīng)用效果。

[1]王遵彤,紀(jì)德法,喬非等.基于MAS技術(shù)的電梯群控系統(tǒng)建模及agent協(xié)商機(jī)制與梯群調(diào)度算法[J].控制與決策,2012,(10).

[2]趙小翠,羅飛,許玉格等.混合電梯群控系統(tǒng)建模及新型優(yōu)化調(diào)度策略[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2015,(9).

TU857

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1671-0711（2017）05（下）-0139-02