多模型電梯群控的自尋優策略

夏加楓

（江蘇省特種設備安全監督檢驗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策略

夏加楓

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院泰州分院姜堰所，江蘇 泰州 225500）

隨著社會經濟的快速發展，城市的現代化進程日益加快，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，需要針對不同運行模式特點，采用合理的派梯方案，從不同的角度對電梯群控系統進行控制，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；策略

目前，電梯群控的自尋優策略很多，主要是根據客流的分布情況，將電梯群分成若干運行模型，是通過不同的運行模型，來獲取合理的派梯方案。本文主要是基于學者研究成果的基礎上，從全新的視角對電梯群控系統進行分析，優化了控制解決方案，通過對不同的運行狀態進行研究，構建了動態的研究模型，實現了對復雜問題的控制。

1 電梯群控系統概述

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。電梯群控系統主要是指對大于或等于三部以上的電梯進行控制派梯。該項電梯控制方法具有較強的動態性及隨機性特點，導致該項工作較為復雜，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置，節約電梯的運行成本和能耗，給乘客提供良好的乘梯感受。電梯群控系統包括從層站、機房、轎廂及井道底坑等內容，電梯群控系統模塊主要包括運行管理模塊、優化調度模塊及呼梯登記模塊等三方面內容，無論哪一種模塊出現問題，電梯會自動的進行程序保護，有效的維護了乘客的乘梯安全。

2 電梯群控系統的多模型自尋優控制

2.1 電梯運行模式模型

（1）上行高峰模式。上行高峰模式主要是指乘客從基層區域進入到轎廂中時，會從頂層附近及頂層區域離開電梯，但是在頂層地區，通常不會有乘客進行下行呼叫，上行高峰模式多發于寫字樓的上班時間。該階段是人們乘坐電梯的高峰階段，電梯處于超負荷運行狀態，一些靠近建筑底層樓層的人們為了節約時間，通常會選擇步行的方式，故底層的客流量較小。而高層用戶通常會選擇乘梯方式，故而高層的乘梯需求較大。上行高峰模式的模型數學描述式為：

式中，n表示電梯群的電梯臺數；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。由于上行電梯的客流量較大，上行高峰運行模式的計算方法較為復雜，運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電梯層間區域人員流通交換情況，該種模式適用于客流量較少的情況，并且電梯內部的負荷運行模式也相對較為簡單，層間交換模式在上、下午時段應用較為廣泛。設M為層間樓層數，層間交換模式的模型數學描述式為：

（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情況，需要下行到達目的層站，大多數情況下，通常會在建筑物的頂層區域進入到轎廂中，從基層區域離開轎廂。通常進行上行呼梯的乘客要小于進行下行呼梯的乘客，該種模式在寫字樓的下班期間處于高峰時期，該時段電梯處于超負荷運行狀態，并且電梯的使用頻率較高。下行高峰時期，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約時間，會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學描述式為：

（4）空閑模式。電梯的空閑模式應用于夜間，在夜間人員流動量較少，電梯處于休眠狀態，不定期會出現一些人們乘坐電梯，但是由于乘梯的人數較少，不會給電梯造成較大的負荷壓力，電梯中的客流量不會超過單部電梯轎廂的額定容量的15%。空閑模式的模型數學描述式為：

空閑模式的客流量計算方法簡單，在實際的使用過程中，也會出現極少量與上述運行模型客流量分布情況不同的實例，對于該種情況，可以結合具體的情況，對某一模型進行分析和處理。

2.2 基于神經網絡的運行模式識別

對電梯運行模式進行識別和判斷，主要是對客流數據進行分析的過程，運用BP網絡對解決數據分類問題具有重要作用。在對電梯的樓層總數進行計算時，需要做好垂直交通客流數據的采集工作，對每個樓層的數據信息進行分類處理和分別統計，需要結合上面的4類電梯運行模型，得到神經網絡輸出向量與運行模型關系表，如表1所示。

表1 運行模型編碼

在實際的應用過程中，主要是運用具有2層隱含層的BP神經網絡系統，需要對S型函數進行激活，以便能夠輸出線性激活函數，通常隱含層的神經元的數目相對較大，輸出的神經元數量為1～2個。通過對應用神經網絡進行研究，強化了模型的識別能力，提高了數據的高效分類能力，有效的避免了復雜的計算過程，展現出了群控系統的實時特性。

3 多模型電梯群控的自尋優策略

3.1 平均候梯時間

平均候梯時間的計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生的時間平均值，可以通過電梯的平均候梯時間來判斷群控方案是否優劣的重要標準。在不同的時間段，平均候梯時間會存在一定的差異，在上行或下行高峰期會導致平均候梯時間增加。要想降低平均候梯時間，確保平均候梯時間的合理性，需要做好樓層信號優化工作，將其作為重要的指標，以此來降低平均候梯時間，提高乘坐電梯的效率。

3.2 平均乘梯時間

平均乘梯時間主要是指乘客在進入到電梯轎廂中，一直到目標層之間所產生的平均時間值。為了提高平均乘梯時間，需要采取合理有效的策略，減輕乘客在封閉的轎廂中所產生的不適感，對優化電梯乘梯時間具有重要意義。

3.3 電梯系統能耗

4 結語

電梯是科學技術的產物，是當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。本文對電梯群控系統進行簡要概述，對電梯群控系統中多模型自尋優控制系統原理及系統多模型進行介紹，并提出了多模型電梯群控的自尋優策略，有效的掌握了客流信息，強化了派梯調度過程和能力，運用實例驗證的方式，增強了派梯調度過程的實用性及有效性，強化了多智能控制方法在電梯鄰域中的應用效果。

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[2]趙小翠,羅飛,許玉格等.混合電梯群控系統建模及新型優化調度策略[J].計算機應用研究,2015,(9).

TU857

A

1671-0711（2017）05（下）-0139-02