基于多目标规划算法的智能电梯群控系统的研究

论文摘要

随着高层智能化建筑的不断出现,作为垂直交通运输工具的电梯显得越来越重要,人们对电梯系统的性能要求也越来越高。单靠电梯数量的增加不仅不能满足要求,还会带来诸如环境污染、能源损耗、运行效率低下等问题。本文以提高电梯群的运行效率和服务质量为出发点,进行了基于多目标规划调度算法的电梯群控系统的设计,主要研究内容如下:1.电梯的客流交通模式决定了电梯群控系统的调度策略。本文首先对电梯交通模式的类别、特点进行分析,运用模糊逻辑对客流交通模式进行实时识别,为多目标规划算法的实现奠定基础。2.在分析和研究了电梯群控系统特点、常用群控调度原则和多目标规划问题的基础上,提出用多目标规划算法对电梯群控系统进行数学建模,综合考虑乘客的平均候梯时间、平均乘梯时间、轿厢的拥挤度和系统的能耗四个主要因素,建立多目标评价函数,实现了不同交通模式下的多目标规划算法的设计。3.针对RS485总线的优缺点,提出用以太网和CAN总线共同构建电梯群控网络,完成了电梯群控系统的硬件设计;并采用模块化程序设计思想,运用C语言编程,完成电梯群控系统软件的设计与调试。4.采用Visual Basic语言编制电梯群控系统的仿真软件,建立仿真环境,同时嵌入最小等待时间算法和多目标规划算法,进行仿真比较分析。最后,搭建实验平台,进行群控系统的调度实验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 电梯群控的发展历史
• 1.3 电梯群控的研究现状
• 1.4 电梯群控的研究意义
• 1.5 本文主要研究内容和章节安排
• 第二章 电梯群控系统的相关研究
• 2.1 电梯群控系统的结构
• 2.2 电梯群控系统的特性
• 2.2.1 不确定性
• 2.2.2 非线性
• 2.2.3 扰动性
• 2.2.4 不完备性
• 2.2.5 多目标性
• 2.3 乘客对群控系统的要求
• 2.3.1 生理上的要求
• 2.3.2 心理上的要求
• 2.4 群控系统常用的调度原理
• 2.4.1 最短距离调度原则
• 2.4.2 分区调度原则
• 2.4.3 最小等待时间调度原则
• 第三章 电梯交通模式的识别
• 3.1 大楼的交通模式
• 3.2 运用模糊逻辑识别交通模式
• 3.2.1 模糊理论
• 3.2.2 模糊推理
• 3.2.3 输入量—客流信息的获取
• 3.2.4 交通模式的模糊识别
• 第四章 多目标规划智能调度算法
• 4.1 多目标规划算法概述
• 4.1.1 多目标规划数学模型
• 4.1.2 多目标规划的解集
• 4.1.3 多目标规划问题的一般解法
• 4.2 电梯群控系统多目标规划建模
• 4.2.1 综合评价指标的建立
• 4.2.2 模型假设
• 4.2.3 模型建立
• 4.3 多目标规划算法的实现
• 4.3.1 群控调度规则
• 4.3.2 几种主要交通模式下多目标规划算法的实现
• 第五章 电梯群控系统的实现
• 5.1 电梯群控系统的性能要求
• 5.1.1 电梯群控系统的整体性能要求
• 5.1.2 电梯群控系统的硬件设计要求
• 5.1.3 电梯群控系统的软件设计要求
• 5.2 数据通讯方式的选择
• 5.2.1 以太网通讯
• 5.2.2 CAN总线通讯
• 5.3 电梯群控系统的硬件设计
• 5.3.1 电梯主控制器
• 5.3.2 电梯群控器
• 5.3.3 通讯转换器
• 5.3.4 厅外召唤器
• 5.4 电梯群控系统的软件设计
• 5.4.1 dsPIC30F6012A软件开发环境及其实现语言
• 5.4.2 ATmega16软件开发环境及其实现语言
• 5.4.3 软件的总体结构设计
• 第六章 系统仿真与实验分析
• 6.1 仿真界面的设计
• 6.2 动态仿真系统的参数设置
• 6.3 群控调度算法仿真结果比较分析
• 6.4 电梯群控系统调度实验
• 6.4.1 实验参数设定
• 6.4.2 单次运行测试
• 6.4.3 多次运行情况比较
• 第七章 结论与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 附图