多台电梯调度算法设计及仿真

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基于西门子PLC对多部多层电梯系统调度算法的设计与实现

毕业设计题目：多部多层电梯系统调度算法的设计与实现*名：***学院：城市轨道交通与物流专业：电气工程及其自动化指导教师：协助指导教师：2019年 5 月 21 日摘要本设计以高楼大厦内的多部多层电梯为设计理念，进而研究六部十层电梯的控制系统，并且在电梯的群控系统中融入动态分梯控制的调度算法。

以西门子S7-1200 PLC 作为CPU，通过在TIA Portal V14开发平台上对电梯的运行控制系统进行设计。

以北京德普罗尔公司的Elevator Simulation软件为被控对象，通过以太网通讯，实现PLC 与仿真系统的连接，通过仿真系统测试出电梯运行的各项指标，并且使用WinCC监控画面对电梯的运行状态进行模拟监控，从而得出最优的响应策略，最终给出仿真结果图。

关键词：电梯群控 TIA Portal V14 Elevator Simulation WinCCAbstractBased on the design concept of multiple multi-storey elevators in high-rise buildings, this paper further studies the control system of six 10-storey elevators, and integrates the scheduling algorithm of dynamic ladder control into the group control system of elevators. Using Siemens s7-1200 PLC as CPU, the elevator operation control system was designed on the TIA Portal V14 development platform. To Beijing Depp rolle company Elevator Simulation software for the controlled object, through the Ethernet communication, realize the connection of PLC and Simulation system, Simulation system test out of the Elevator running through the various indicators, and using the WinCC monitoring screen to simulate the running state of the Elevator monitoring, thus it is concluded that the optimal response strategy, Simulation results are presented finally.Key words: Elevator group control TIA Portal V14 Elevator Simulation WinCC目录摘要 (I)Abstract (II)引言 ...................................................................................................................................................... - 1 -1 电梯的研究背景 .............................................................................................................................. - 2 -1.1 电梯系统的发展历史............................................................................................................ - 2 -1.2 电梯群控技术的发展历史.................................................................................................... - 2 -1.3 本设计的主要工作内容........................................................................................................ - 3 -2 电梯的基本知识 .............................................................................................................................. - 4 -2.1 电梯简介 ............................................................................................................................... - 4 -2.2 电梯三维模型结构................................................................................................................ - 4 -2.3 电梯模型结构简介及其工作原理........................................................................................ - 5 -2.4 电梯牵引电机的启停过程.................................................................................................... - 5 -2.5 电梯的设计参数.................................................................................................................... - 6 -2.6 电梯的分类 ........................................................................................................................... - 7 -3 电梯控制系统的设计....................................................................................................................... - 8 -3.1 单部电梯的基本控制要求.................................................................................................... - 8 -3.1.1 电梯开机控制............................................................................................................. - 8 -3. 1.2 电梯初始化到1层.................................................................................................... - 9 -3.1.3 单部电梯的控制系统设计....................................................................................... - 10 -3.1.4 电梯关机控制............................................................................................................- 11 -3.2 PLC 选型 .......................................................................................................................... - 12 -3.2.1 PLC的定义 ............................................................................................................... - 12 -3.2.2 PLC系统结构 ........................................................................................................ - 12 -3.2.3 PLC工作原理 ........................................................................................................... - 13 -3.2.4 PLC的选型规则 .................................................................................................... - 14 -4 电梯控制系统的实现..................................................................................................................... - 17 -4.1 TIA博途软件简介............................................................................................................... - 17 -4.2 电梯项目组态...................................................................................................................... - 17 -4.2.1 项目的建立............................................................................................................... - 17 -4.2.2 控制器的选择........................................................................................................... - 17 -4.2.3 S7-1200 PLC组态完成............................................................................................. - 18 -4.2.4 监控单元的选取....................................................................................................... - 18 -4.2.5 添加常规IE .............................................................................................................. - 19 -4.2.6 设备和网络视图....................................................................................................... - 19 -4.2.7 设备和网络的连接................................................................................................... - 20 -4.3 电梯PLC程序设计 ............................................................................................................ - 20 -4.3.1 添加DB块............................................................................................................... - 20 -4.3.2 添加IO口 ................................................................................................................ - 21 -4.3.3 添加PLC变量 ......................................................................................................... - 22 -4.3.4 PLC主程序设计 ....................................................................................................... - 22 -4.3.5 添加FC块................................................................................................................ - 22 -4.4 程序简介 ............................................................................................................................. - 23 -4.4.1 初始化程序............................................................................................................... - 23 -4.4.2 开关门程序............................................................................................................... - 24 -4.5 动态分梯控制调度算法的设计.......................................................................................... - 26 -4.5.1 群控分析................................................................................................................... - 26 -4.5.2 动态分梯控制调度算法........................................................................................... - 26 -4.5.3 本设计中动态分梯控制调度算法的程序阐述....................................................... - 27 -4.5.4 电梯群控效果比较................................................................................................... - 30 -4.6 WinCC监控画面 .............................................................................................................. - 36 -4.6.1 电梯初始化状态监控............................................................................................... - 37 -4.6.2 电梯运行状态监控................................................................................................... - 38 -结论 .................................................................................................................................................... - 39 -参考文献 ............................................................................................................................................ - 40 -附录 .................................................................................................................................................... - 41 -引言科技在发展，社会在进步，各大城市中高楼林立，而且这些高楼大厦里面还融合了SHOPPING中心、现代写字楼、娱乐区间、商业展览等各种场所。

群控电梯目层调度系统设计方案

群控电梯目的层调度系统的设计-机电论文群控电梯目的层调度系统的设计林穗贤（广州广日电梯工业有限公司，广东广州511447）摘要：目前，随着高层建筑的发展，电梯在人们的生活中扮演的角色日益重要。

高层建筑中的电梯往往是多台共同工作，为了对这些电梯进行调度，就需要通过群控系统来实现。

目前，电梯的群控系统存在乘梯时间不明确、客流量分配不合理等问题，为解决这些问题，对群控电梯的目的层调度系统进行了设计，并探讨了调度算法。

关键词：群控电梯；目的层调度；优化设计0引言随着高层建筑物数量的增加，电梯数量和使用频率也日益增加，为满足人们的运行需求，往往需要多台电梯同时工作，这就需要群控系统来实现。

电梯群控指的是使用微机对共用层站、集中排列的多台电梯进行集中控制，这个过程的实现要以电梯运行方向、呼梯信号和轿厢的当前位置为基础［1］。

传统电梯的目的层呼梯是通过轿厢通讯板和外召板的二次信号输入来实现的［2］，这种方法在很大程度上影响了呼梯效率和客流量的优化配置，不利于实现电梯节能。

因此，探讨群控电梯目的层调度系统的设计对优化电梯运行具有重要意义。

1系统设计1.1硬件平台概述本研究探讨的系统使用的主控制器是广日电梯自主开发的G12电梯控制系统，该主板使用的微处理器是32位工业级处理器，接口丰富，在增大运行速度和改善运行性能方面具有重要作用。

该系统支持的最高层数为64层，电梯群控数量为8台。

1.2群控系统概述传统电梯的群控系统有两种，分别是星形群控系统和环形群控系统，具体如图1和图2所示。

由图可见，这两种群控系统均不能有效地实现目的层控制。

比如星形群控系统，该系统对电梯进行集中式控制，但是当其中的某个群控器发生故障时，该系统就会整体瘫痪［3］。

而环形群控系统，虽然该系统中没有独立的群控器存在，但是实际上每个电梯都是一个独立的系统，这样电梯的整体瘫痪率就会在很大程度上减小；但如其中一台电梯出现故障，群控系统就会失效，电梯就会恢复独自运行状态［4］。

电梯调度算法研究

电梯调度算法研究摘要随着我国经济的不断发展，建筑行业也得到了突飞猛进，特别是高层以及智能建筑不断涌现，因而垂直运输工具电梯得到了越来越广泛的应用。

当前人们对电梯服务质量越来越高，单台电梯无法满足人们需要，因此在楼层间往往设置多台电梯，为了减少能力损耗以及缩短人们等待的时间，因此本文深入分析电梯调度算法，采用优化控制策略从而优化多台电梯的协调运行，提高服务质量和运行效率。

本文首先阐述了乘客对电梯群控系统的要求，电梯群控系统的特征，如非线性、不确定性、多目标以及扰动等特性，针对电梯的特征，详细分析了电梯群的控制模式。

然后统计了一段时间的客流状况，从而完成整体流量状况的预测，根据预测情况优化了电梯调度算法，该算法是在多目标规划的基础上建立评价函数，通过权值的设定，突出不同目标在不同交通模式下的要求。

最后通过仿真的方式，验证了算法的有效性。

本文针对电梯群控系统的复杂特性，设计了相应的调度算法。

通过设计的调度算法能够很好的提高整个系统特性。

关键词：电梯群控，调度算法，多目标规划，仿真分析目录第一章绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 课题研究背景及意义 (3)1.3 国内外研究现状 (3)第二章电梯群控系统的特征分析 (5)2.1 乘客对电梯群控系统的要求 (5)2.2 电梯群控系统的系统特性 (5)2.2.1 非线性 (5)2.2.2 不确定性 (5)2.2.3 多目标性 (5)2.2.4 扰动性 (6)2.3 电梯群的控制模式 (6)第三章多目标规划电梯调度算法及仿真分析 (7)3.1 多目标规划电梯调度算法分析 (7)3.1.1 多目标规划建模 (7)3.1.2 多目标规划调度算法实现 (8)3.2 仿真分析 (10)3.2.1 调度算法仿真分析 (10)3.2.2 电梯运行仿真分析 (12)第四章总结 (16)参考文献 (17)致谢.......................................................................................... 错误！未定义书签。

多电梯调度算法

多电梯调度算法
多电梯调度算法是一个用于控制多个电梯在一个大楼中高效运行的系统。

这个系统可以根据乘客的需求和楼层情况，智能地决定每个电梯应该去哪一层接乘客或者送乘客。

为了实现这一目标，多电梯调度算法可以采用以下策略：
1. 电梯最近停留楼层策略：当有新请求到来时，电梯会优先选择最近停留的楼层。

这样可以最大程度地减少电梯的等候时间和行程时间。

2. 同方向优先策略：当电梯到达某一楼层接乘客后，如果有相同方向的请求，电梯会优先选择同方向的请求而不会改变方向。

这样可以避免不必要的方向转变，提高效率。

3. 最小耗能策略：电梯在每一次移动时，会选择耗能最小的方向。

通过计算每个方向上的耗能，并综合考虑每个电梯的负载情况和楼层的请求情况，来选择耗能最小的方向。

4. 动态调整电梯数量策略：当需求量较小时，只开启少部分电梯。

而当需求量增加时，可以动态调整电梯的数量，以满足乘客的需求。

这样可以降低能源消耗和运营成本。

5. 紧急优先策略：当有紧急请求到来时，例如火警或者地震预警，系统会立即将所有电梯调度到底层，以最快速度将所有人员安全地送离建筑物。

通过以上策略的综合运用，多电梯调度算法可以实现电梯的高效运行，节约能源和时间，提供更好的乘坐体验。

该算法还可以根据实际情况进行调整和优化，以满足不同大楼的需求。

电梯调度算法总结

电梯调度算法总结⼀：任务要求本次的程序任务和要求如上图所⽰，需要有4部电梯同时运⾏，每部电梯都有⾃⼰的限制且被同⼀控制器所控制，希望有图形显⽰效果，本次的任务我们组已经完成，关于编程的历程与总结现在就⼀⼀道来。

⼆：初步构想阶段我们先尝试解决最核⼼的问题，即电梯的调度算法问题，初步构思是这样的，电梯根据当前控制器内所要到的楼层信息判断是向下运⾏或向上运⾏，并向上或向下运⾏⾄控制器内楼层的最⼤或最⼩值，期间出现的所有楼层信息都加⼊到控制器内，若有⽐最值更⼤或更⼩的信息不予理会，只是加⼊控制器中，每到⼀楼层就判断控制器内是否有该楼层，有则在该层停留，并移除控制器内该层信息，⽆则继续运⾏，运⾏⾄最值处，重新从控制器内找出最值，并判断向上或向下运⾏，如此循环。

当控制器内没有信息后，电梯等待⼀段时间后会回到初值处。

代码如下：1public void down()//定义⼀个下降函数便于复⽤2 {3for(;cout>=con.getmin();cout--)4 {5 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.black);6if(con.getlist(this.mode).contains(cout))7 {8 con.remove(cout);9 System.out.println("到达"+cout+"层");10 changepeople();11try {12 Thread.sleep(500);13 } catch (InterruptedException e) {14// TODO Auto-generated catch block15 e.printStackTrace();16 }17if(cout==con.getmin())18break;19 }20if(cout==con.getmin())21break;22try {23 Thread.sleep(200);24 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.white);25 } catch (InterruptedException e) {26// TODO Auto-generated catch block27 e.printStackTrace();28 }29 }30 }31public void run() //电梯运⾏算法主要运⾏函数32 {33while(true)34 {35while(!con.getlist(this.mode).isEmpty())36 {37 con.setmami();38if(con.getmax()>cout) //和下⾯的if组成判断电梯是否向上运⾏否则向下运⾏39 {40if(con.getmin()>cout||(con.getmax()-cout)<=(cout-con.getmin()))41 {42for(;cout<=con.getmax();cout++)43 {44 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.black); 45if(con.getlist(this.mode).contains(cout))46 {47 con.remove(cout);48 System.out.println("到达"+cout+"层");49 changepeople();50try {51 Thread.sleep(500);52 } catch (InterruptedException e) {53// TODO Auto-generated catch block54 e.printStackTrace();55 }56if(cout==con.getmax())57break;58 }59if(cout==con.getmax())60break;61try {62 Thread.sleep(200);63 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.white);64 } catch (InterruptedException e) {65// TODO Auto-generated catch block66 e.printStackTrace();67 }68 }69 }70else71 down();72 }73else//电梯向下运⾏的算法74 down();75 }76try {77 Thread.sleep(1000);78 } catch (InterruptedException e) {79// TODO Auto-generated catch block80 e.printStackTrace();}81while(con.getlist(this.mode).isEmpty()&&cout!=incout) //⽆任务回到初始楼层的函数82 {83 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.white);84if(cout>incout)85 {86 cout--;87 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.black);88try {89 Thread.sleep(200);90 } catch (InterruptedException e) {91// TODO Auto-generated catch block92 e.printStackTrace();93 }94 }95if(cout<incout)96 {97 cout++;98 vie.map.get(new Point(250-50*panmode,500-cout*20)).setBackground(Color.black);99try {100 Thread.sleep(200);101 } catch (InterruptedException e) {102// TODO Auto-generated catch block103 e.printStackTrace();104 }105 }106 }107 }108 }109 }我这⾥是从全部完成后的代码上截取出的算法部分，有图形显⽰的代码和⼀些实现其他功能的代码，初步构想时只是做出了算法，并在dos模拟。

电梯调度设计思路及算法：

电梯调度设计思路及算法：
将电梯作为一个类，声明四个对象，即四部电梯。

电梯类中属性：当前所在楼层（可用高度得出）；
可承载最多人数；
可承载最大重量；
当前状态（可用速度，高度，皆有正负表示）；
电梯类中函数：判断是否去接乘客（参数为乘客所在楼层数），{是否同向或静止}；
计算当前所在楼层和乘客所在楼层之间差距（返回差距，在主函数中比较）；
判断电梯是否超过电梯承载限额；
在一定时间内无人使用回到一层；
修改当前状态；
电梯运行中（参数为电梯内乘客所按层数），此函数为重载函数（参数个数不同）；
主函数：
当乘客在电梯外按下上下键按钮时，四个电梯对象判断是否去接ta，在有电梯接的情况下，比较哪个最快到达；
若有相同的，则以乘客所按的那部电梯为标准；
若四部电梯都接不了，则等待至其中一部电梯进入可接状态。

乘客进入后按下要到的楼层，电梯进入运行中。

另一批乘客开始坐电梯，，，，，。

电梯并联运行的几种调度方法

电梯并联运行的几种调度方法本文在了解电梯并联运行的传统调度方法后，整合实践工作经验，提出了两种全新的方法，这对电梯并联运行方法的选择和电梯并联控制软件编程具有积极作用。

标签：电梯；并联运行；调度方法在社会经济不断发展，城市建设速度持续上升的背景下，高层建筑已经成为当代城市发展的重要标志。

在高层建筑数量持续上升的背景下，电梯需求量越来越多。

现阶段，电梯普遍安装在办公楼、商场等人流量大的区域，因为人流量大，所以一般情况下要安装两个以上的电梯，此时若大楼内的电梯都单独运行，必然会增加能源消耗程度，因此电梯并联运行至关重要。

下面对电梯并联运行的调度方法进行深层探索。

1 以往调度方法对比电梯并联运行和电梯群组而言，前者的运行方式更加简单，但两者目标相同，都是为了将某栋楼层的召唤信号传递给电梯，而后让电梯做出合理反应，进而提升电梯运行效率，实现节约时间和能源的目标。

最初，让两台电梯并联来优化运行效率的方式出现在继电器控制电梯时间，调度方法也是传统方法，具体内容分为以下几点：其一，一般两部电梯一个在底部等待，另一个停在最后停靠的楼层，也叫做忙梯。

若此时厅外提出召唤信号，后者将会运行到召唤楼层，而在底层的电梯不会对电梯做出反应；其二，若两部电梯最后一次执行任务时都在地层，那么收到召唤信号要以前后顺序为准，谁先到就是忙梯；其三，若是电梯一号在运行时收到了下方的召唤信号，不管是想要上升还是下降，此时都要由电梯一号在运行周期内完成这项工作，而电梯二号要停留在底部，不会给予帮助。

但若是电梯一号在向下运行中收到了来自上方的召唤，不管是想要上升还是下降，此时停留在底部的电梯二号都要来进行这项工作；其四，若是在电梯一号向上运行时，接收到桥箱所在位置的上方召唤信号，不管是要求向下还是向上，亦或者是下方提出了向下的召唤信号，此时都要让电梯一号自主完成，而电梯二号不会给予反应。

但若是电梯一号的下方提出了向上召唤信号，那么要在基站的电梯提供响应；其五，若本应该是电梯一号来给予响应的，但却因为电梯一号出现故障无法响应，那么在三十到六十秒内，将会向电梯二号提出启动命令；其六，在电梯一号正处于运行状态下，其他楼层出现较多召唤信号，且电梯二号不具备上述第二点和第四点要求时，在三十到六十秒后，会由时间继电器向电梯二号提出启动命令[1]。

数学建模电梯调度问题

数学建模电梯调度问题电梯调度是一项重要的技术，它涉及到人们日常生活中频繁使用的交通工具。

在大型建筑物中，如住宅楼、商业大厦、医院等，电梯的高效运行对于人们的出行体验至关重要。

因此，数学建模电梯调度问题成为了一个备受关注的课题。

1. 问题描述电梯调度问题主要解决的是如何高效地调度电梯的运行，以提高乘客的服务质量。

在一个大型建筑物中，一般会有多台电梯，每台电梯有多个楼层。

当有多位乘客在不同楼层需要搭乘电梯时，应该如何安排电梯的运行，以最大程度地减少乘客等待的时间，并保证电梯的平稳运行？2. 解决方法为了解决电梯调度问题，我们可以运用数学建模的方法。

我们可以将每个电梯的运行状态看作一个状态机，每个状态对应一个楼层。

当电梯处于等待状态时，它可以接受一个指令，该指令可以是上行或下行。

当电梯接收到指令后，它会进入运行状态，并根据指令的方向运行到指定楼层。

当电梯到达指定楼层后，乘客可以进出电梯，电梯进入停止状态。

在停止状态下，电梯可以接收新的指令，也可以继续等待。

为了合理调度电梯，我们可以根据乘客的上行或下行请求来决定电梯的运行方向。

当有乘客在某一楼层按下上行按钮时，电梯可以接受该请求，并向上运行。

同样地，当有乘客在某一楼层按下下行按钮时，电梯可以接受该请求，并向下运行。

当电梯接收到多个请求时，应该根据当前楼层与每个请求楼层之间的距离来决定电梯的运行顺序。

除了根据乘客的请求来调度电梯外，还有一些其他的因素需要考虑。

比如，电梯的容载量、楼层间的距离以及电梯的运行速度等因素都会对电梯的调度产生影响。

在实际应用中，我们可以通过设置优先级来处理这些因素，以达到最优的电梯调度效果。

3. 实际应用电梯调度问题在现实生活中有广泛应用。

在住宅楼中，电梯调度的目标是尽量减少乘客等待时间，并尽可能均衡地分配电梯的利用率。

在商业大厦中，电梯调度的目标是提供快速、高效的服务，以满足乘客的需求。

在医院中，电梯调度的目标是优先满足急诊患者的需求，保障其能够及时得到救治。

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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。

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) 电梯的运行规则：电梯卜电梯5五部电梯可以响应达到每一层。

(b) 容量：每部电梯的最夫乘员量均为K人(K值可以根据仿真情况在lO一20人z问确定)。

(d) 初始容量：初始所有电梯无人乘坐，为空梯。

(e) 运行速度：电梯运行速度为s秒／层(s值可以根据仿真情况在l—5之间确定)，每个人上下的时间为T秒(T值可以根据仿真隋况在2一10之间确定)。

(f) 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，除非是束被请求的空梯。

(g) 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是随机的，令其在台适的电梯处等待电梯的到来。

(b) 请求特征：每次发出的乘坐请求为随机楼层。

”(c) 行为特征：每个人乘坐的台适电梯到达指定楼层后，随机地停留10—120秒后，再随机地去往另一楼层，依次类推，当每个人乘坐过L次，L值可以根据仿真情况在3—10次之葡确定)电梯后，第L+1次为下至底层并结束乘梯行为。

到所有人结束乘梯行为时，本次仿真结束。

运行监控规则：（a）初始条件：仿真开始后，有N人在M分钟内随机地到达该办公楼的某一层，并且开始乘梯活动。

（b）结束条件：所有N个人结束乘梯行为。

2.1.3调度算法根据目前电梯的运行状态和乘客的呼叫请求，采用两级调度方法，其实施方法为：一级调度主要响应电梯外乘客呼叫请求，二级调度主要响应电梯内乘客的呼叫请求，同时必须满足先请求者的决定方向。

集体调度算法：（a)调度目标：电梯群控制系统是一种对多台电梯进行优化调度的系统，群控系统追求的目标是:根据不同的客流交通状况，选择合理的调度方案以协调各电梯的运行，使电梯群设备获得最大的乘客输送能力和尽可能短的乘客候梯时间，以及尽可能低的能耗。

为了使候梯者满意，需要的是等待时间尽量短；为了使乘客满意，应使电梯运行行程尽量短，且拥挤度不要太高；为体现节能，尽量减少起制动与开关门的次数。

（b ）评价指标：为保证电梯调度运行的安全性和稳定性，缩短候梯者和乘梯者时间，减低电梯运行能耗，提高电梯运行效率和服务质量等，在相关文献的基础上，本仿真系统模型的设计基于采用四个重要指标：乘客等待时间，电梯能量耗损，电梯有效运行效率，电梯拥挤度。

（c ）电梯派第原则：针对随机设定的交通客流和电梯的初始状态，根据上述评价指标构造总的评价目标，对于电梯i,其响应所有呼梯信号的综合评价目标函数可采用如下形式：)(En F *w *w *w i en 3i cr 2i aw t 1i ++=）（）（CR F AW T F F 本电梯群控仿真系统是在固定某一权重系数的情况下，依据上述原则计算各电梯的评价目标函数值，根据目标值最小原则，并且满足先请求者决定方向的原则，调度相应电梯运行，从而使乘客最快到达目标层的电梯。

2.2设计目标（1）各电梯相互独立，各自在自己的线路中运行，动态显示各电梯的载客和运行情况。

（2）动态显示各楼层的人员停留情况和要求乘梯情况。

（3）电梯上行过程中，如果电梯内外请求楼层与所在运行电梯一致且请求楼层在上，必须予以响应。

（4）电梯下行过程中，如果电梯内外请求楼层与所在运行电梯一致且请求楼层在下，必须予以响应。

（5）动态显示从仿真开始到目前的时间。

（6）显示时要求表示出每个乘客当前要求去往的楼层。

（7）统计各梯的运行与空闲时间；统计每个人发出乘梯要求后的等待时间。

（8）没部电梯的最大成员量K ，参与仿真人数N ，到齐时间M ，每人要乘坐L 次，电梯运行速度S ，每人上下时间T 可变动输入（主要用于自动控制方式）。

（9）界面友好易于理解。

2.3设计模型为了简化模型和方便处理程序，我们作如下假设:a)假设电梯到达某请求层之后，乘客按照先下后上的规则乘坐电梯。

b)假设必须先满足同方向上的乘客请求之后，才满足相反方向上的请求。

c)乘客发出请求方向的同时，发出其要到达的楼层。

d)乘客发出的请求为合法请求，即不发出和当前楼层的相同的请求楼层。

e)乘客所发出的请求为完整请求，即乘梯请求中包含目标楼层。

模型框图：图1 模型图3.设计思想与模型实现3.1设计思想该程序采用可视化的面向对象语言Xisual C++采用多线程技术实现并采用OpenGL可视化编程技术一方面模拟电梯群的运行情况，让人们对电梯的调度方式具有感性认识；另一方面，将电梯群服务质量和运行性能进行可视化输出，让人们对电梯群控系统的各项指标具有定量分析，从而获得较优运行的电梯群控制系统。

3.2模型实现1）重要对象的组织结构面向对象设计的基本思路是提出关于问题的面向对象的计算模型，将计算看做是一个系统的演变过程，系统由若干个对象组成，经历一连串的状态变化来完成计算任务，所以模型设计和实现的重点十多个对象的一种网状组织结构和多个对象之间协同计算，而不是层次化的过程调用。

根据以上设计思路，在仿真模型中，主要有五种对象在协同工作，分别是监控对象，乘客对象，电梯对象，消息和楼层对象。

a）监控对象在仿真模型中，只有一个监控对象，CMonitor的对象通过指针的方式包含了20个楼层对象，5个电梯对象和一个乘客链表对象，并对这些对象进行管理，如下所示：CFloor * m_pFloors[20];CElevator * m_pElevators[5];CPassengerList* m_pltPassengers;b)乘客对象具有多个乘客对象，具体由仿真参数界面进行设定，由CpassengerList进行管理。

Cpassenger的包括乘客ID号，当期所在楼层，目的所在楼层已经等待时间等等。

int m_iPID;int m_iFloor;int m_iObjFloor;int m_lWaitTimer;C)电梯对象CElevator对象包含了指向监控对象，楼层对象的指针，以及一个乘客链表和消息列队：CMonitor * m_pMonitor;CFloor * m_pFloor;CPassengerList * m_pltPassenger;CMsgList * m_ltMessages;CMsgList * m_ltWaitMsg;d)楼层对象CFloor对象包含了一个乘客链表，用来管理在楼层中的乘客。