电梯群控系统研究与设计(5)

9

重庆理工大学毕业论文 电梯群控系统软件设计

探索和研究。

1.4 本论文研究的主要内容

本文选择了发展技术较为成熟的模糊算法，并对电梯群控系统中交通模式的识别及调度算法的确定进行了详细研究，包括输入变量的选取、隶属函数的确定、尤其是调度总体评价函数的确定和系统仿真等作了深入的研究。具体地，本文中主要完成了以下几个方面的工作：

(1)简要介绍了电梯群控系统的运行特性，现有的电梯群控算法及存在问题，分析模糊算法应用到电梯群控调度算法中的必要性、可行性。

(2)对电梯群控系统调度算法的确定进行了详细研究，并对交通模式的具体实现过程做了定量分析。

(3)在分析传统调度算法存在的诸多不足的基础上，新构建了对电梯调度进行评价的综合评价函数，将乘客平均候梯时间，乘客长时间等待率，以及系统运行能耗三个重要指标的加权平均值作为新的评价函数，并根据不同的交通模式调整加权系数。

(4)应用了PLC的梯形图编程和step 7进行仿真。

第2章 电梯群控系统的网络结构设计及特征分析

10

重庆理工大学毕业论文 电梯群控系统软件设计

电梯群控系统服务于乘客，必须满足乘客多方面的要求，因而它的实现是一个复杂的调度问题，其复杂性表现在固有的多目标性、不确定性、非线性和信息的不完备性等方面，可以选用多个控制模式来实现。

2.1 电梯群控系统的特性

电梯群控系统是多台电梯的调度问题，但是它又有自己的特点，是一个复杂的调度问题。它的复杂性表现在所固有的多目标性、不确定性、非线性和信息的不完备性。

2.1.1 多目标性

电梯群控系统是用来管理多台电梯并对建筑物内所有乘客提供服务的系统，它所包含的事件在时间和空间上都是离散的，其控制目标体现在服务质量、服务数量和节能三方面。因此，群控的控制目标为多目标，只要表现在以下几方面：

(l)平均候梯时间要短：候梯时间是指，当乘客按下层站呼叫按钮，直到所派电梯到达此层乘客进入轿厢所经过的时间。平均候梯时间是指所有候梯时间的平均值。平均候梯时间是评价电梯群控系统重要的性能指标。

(2)长候梯率要求低：长候梯时间一般是指候梯时间超过1分钟的候梯时间。长候梯率是指长候梯时间发生的百分率。统计表明，乘客的心理烦躁程度是与候梯时间的平方成正比的，当候梯时间超过60秒即所谓长候梯时，其心理烦躁程度急剧上升，所以应尽量减少长候梯的发生。

(3)系统能耗要求低：单台电梯的能耗与所选电梯的驱动方式、机械性能等有关。如最初的电动机一发电机组能耗比较大，效率较低。而现在的VVVF驱动电梯的能耗和效率都比较高。所以电梯群控系统节能主要依靠群控系统合理地安排与调度梯群对呼梯信号的响应，尽量减少起停次数，同时起停次数的减少也会延长梯群的整体寿命。

(4)平均乘梯时间要求短：乘客的乘梯时间是指从乘客进入电梯到乘客到达目的层乘客离开的这段时间。乘客乘梯时间的增长往往会使乘客感觉不舒服、烦躁。如去建筑物顶层的乘客在乘梯时间长于90秒时，会对停靠变得极不耐烦，所以乘客的乘

11

重庆理工大学毕业论文 电梯群控系统软件设计

梯时间应保持在一个特定的期限之内。

(5)乘坐电梯的舒适度要求高：舒适度主要是指轿厢内拥挤度以及乘坐环境。 (6)预测轿厢到达时间准确率要求高：很多电梯系统配有电梯到达时间显示系统，如果预测时间不准确，则会造成乘客的不安和烦躁，也会降低系统的整体性能。

以上几点是系统的主要性能评价指标，可知电梯群控系统是一个多目标控制系统，而且各个目标之间是相互矛盾的。如拥挤度要求小，会使平均候梯时间增长。平均候梯时间短则会使长时候梯发生率高。所以各个指标之间的相互平衡成为电梯群控系统的控制难点

2.1.2 不确定性

电梯交通系统存在着大量的不确定性： (l)呼梯信号的产生层是不确定的； (2)各层站的乘客数是不确定的； (3)呼梯者的目的层是不确定的；

(4)建筑物内存在的与环境因素有关的变化的交通路况是不确定的。

这些不确定性的存在给群控系统确定交通模式，预测轿厢到达目的层时间等造成极大的障碍，使系统不能对某一特定情况给出最优控制。

2.1.3 非线性

电梯交通系统存在着非线性：

(l)对同一组厅呼，在不同的时间标度下，轿厢的分配是不同的，轿厢分配的变化是不连续的。

(2)所能分配的轿厢数目是有限的，受系统所有轿厢数目限制。 (3)轿厢容量是有限的，当轿厢容量达到饱和点时，轿厢会不停而过。 (4)轿厢会在运行中频繁改变方向。

12