电梯群控系统研究与设计(3)

1.1 电梯群控系统概述

自从电梯问世以来，从单梯运行到双梯并联运行，再到电梯群控系统运行，己逐步形成了电梯交通配置理论。人工智能的出现，使人们在研究方向上做出了一定的转变：从过去研究电梯交通系统的统计特性到如今更多地利用人工智能技术来研究电梯

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交通系统的动态特性。目的是更好地提高电梯群控系统的运行效率。

1.1.1 电梯群控系统的起源

随着高层建筑的出现和建筑面积的扩大，需要并排设置几台电梯，以完成大楼内的垂直运输任务，这样便存在着电梯相互联结的问题。安装在一起的多台电梯，要求单梯的控制系统相互联结，且装有监控系统。在这样的系统中，厅层召唤按钮对所有并联电梯来说是共有的，监控系统确定梯群中哪一台电梯去应答厅层召唤信号。这样就形成了电梯群控系统，统一分配呼梯信号，统一调度电梯。

简单的两台电梯组成的梯群，粗略的分区是两台电梯分别服务于交替的楼层。可用静态和动态两种方法将厅层召唤进行分区。静态分区时，一定数目的厅层组合在一起构成一个区域；也可将相邻的上行厅层召唤安排到若干向上需求领域，相邻的下行厅层召唤安排到若干独立的向下需求区域，由此定义方向区域。动态分区时，区域的数目和每个区域的位置和范围，取决于各个轿厢运行的瞬时状态、位置和方向。动态分区是在正常的电梯运行期间定义的，按事先定义好的规则产生新的分区，并且是不断连续变化的。分区控制缩短了电梯的单台运行周期，运行效率有所提高。动态分区的算法比较复杂，因此主要以静态分区法为主。近年来，动态分区法的研究受到了重视。

随着集成电路的发展和应用，1970年以后，厅层呼叫分配系统开始发展起来。当一个新的厅层呼叫产生时，选择一部最合适的电梯来响应呼叫，该呼叫就分配给电梯了。这就把群控系统和单台电梯控制器简单地联系在一起，提高了整个系统的可靠性和服务质量。这种系统使用了集成电路，可以进行一些更加复杂的逻辑运算，但对候梯时间预测的计算却无法精确进行。它在后来的十几年里非常流行，目前国内的部分群控电梯使用这种系统。

1.1.2 电梯群控系统的发展状况

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电梯群控系统从二十世纪四十年代至今己经发展了几代。最初时使用继电器，接着集成电路的应用使系统更完善，直到今日发展成为应用计算机的现代化电梯群控阶段。

1941-1971年，电梯群控系统的最初阶段使用的是继电器顺序控制，也称自动模式选择系统，它是根据特定时间段内的交通模式选择与之对应的运行方式。交通模式分为上行高峰期、下行高峰期、非高峰期等，控制方式采用时间间隔控制。时间间隔控制是指：为使梯群中的轿厢沿井道高度均匀分配，特别是在繁忙的交通需要期间，电梯群控系统以适当的时间间隔从层站楼层发出轿厢，就象公共汽车一样运行，群控系统从响应需求分配轿厢的意义上说，不依赖层站呼梯信号而工作，而是按照程序从层站楼层分派轿厢，这种控制方式的缺点是：轿厢在层站需要花费相当多的时间等待分配间隔周期，停在顶层层站常常是无用的，而且轿厢在等待分配是闲置着。这种系统的缺点是硬件复杂、可靠性低、维修困难、效率低、不能进行较复杂的逻辑推理。

现代电梯群控系统的最初一代是1975年至1982年，在这一代电梯群控系统里，电梯到达楼层的预报准确度有了提高，但长候梯时间的发生率很高，控制方式是候梯时间预测控制。现代电梯群控系统的第二代是1982年至1988年，这一代群控系统取得较大发展。一是系统中加入了对交通需求的学习功能。这一功能提高了对电梯群运行状态预报的准确率，减小了长候梯发生率。二是这一代群控系统在派梯中使用了综合评价系统。当呼梯信号发生后，电梯群控系统根据交通情况和梯群的状态，对每个轿厢的多个性能指标进行综合评价，从中选出最适合的轿厢去响应呼梯信号。这一综合评价系统极大减少了乘客平均候梯时间、长候梯时间发生率等。这主要归功于对交通需要的学习功能和综合指标评价系统。

随着智能建筑的兴起和对电梯群控系统的要求的提高，人工智能技术开始应用于电梯群控系统中，使电梯群控系统进入到现代群控系统的第三阶段(1988年至今)。人工智能技术作为二十世纪的新兴技术，已经在各个领域取得显著成就，对解决复杂系统的控制问题比传统的控制方法有着无法比拟的优点。这一阶段的电梯群控系统的智能化程度进一步提高，系统更趋完善，仍在进一步发展之中。

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1.2 国内外电梯群控算法的研究现状

早在1949年，纽约联合国大厦首次使用继电器逻辑组成的电梯群控系统，经历了由当初的预选控制到后来的分区控制;随着计算机技术的迅速发展，计算机群控代替了传统的继电器群控。同时国际上各大电梯公司相继推出了与自己群控系统相适应的控制算法。

在我国，电梯群控的研究最早见于1990年，主要研究电梯群控系统和人工智能。近几年我国在这方面的工作主要表现在引进国外先进技术和产品上，在此基础上力争推出自己的产品。虽然我国电梯业大量引进国外先进技术，但是很多停留在产品引进上，对关键电梯群控技术仍未能消化或根本未能引进。因此国内这方面的研究仍落后于国外，有待进一步赶上。

电子技术的发展使得复杂控制成为可能。电梯群控系统采用计算机控制技术已有三十多年，计算机技术的发展推动了人工智能技术在电梯群控系统中的应用。电梯系统智能化，不仅是在概念上缩短人们的候梯时间，减少能量损耗，还要更多地考虑到乘客的心理候梯时间，对即将要发生的情况做出评价和决策。这些综合因素包括乘客心理因素以及环境因素等，对应到乘客候梯时间、乘客乘梯时间、拥挤度和能耗等优化目标，因此群控系统的作用是对多元目标进行优化控制。目前，电梯群控系统中主要采用了专家系统、模糊控制、人工神经网络以及遗传算法等人工智能技术。

1.2.1 专家系统的应用

在电梯控制中，电梯群控系统的特性不能完全用数学模型进行精确描述，控制经验就显得十分重要，因此专家知识对电梯群控系统的性能具有很大作用。专家系统在群控系统中应用较早，富士通的FLEX系列，日立的CIP—52000系列，三菱的Al—2100系列，都使用了专家系统。专家系统的功能就是有效地将一些电梯专家的知识和经验直接融合到系统的派梯优化过程中，从而对系统运行产生积极影响。由于专家经验及知识的局限性以及知识表达的不全面性，使得控制规则并不完善，因此用这种

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方法并不能很好地适应各种建筑物对电梯群控系统的不同要求。

1.2.2 模糊控制的应用

模糊控制建立在人类思维模糊性的基础上，是目前控制领域所采用的控制方法中最有实际意义的智能控制方法之一。电梯交通系统中存在着大量的不确定性，当系统的复杂程度很高而系统的状态又不易精确预测时，制定控制系统的精确模型就很困难，因此许多系统都应用了基 …… 此处隐藏：1995字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……