電梯群控系統(tǒng)的研究本科論文.doc

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1、清華大學(xué)2012屆畢業(yè)論文1緒論1.1課題研究背景電梯作為高層智能大廈的主要垂直交通工具，電梯系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率的提高對(duì)建筑物的有效利用和性能發(fā)揮將產(chǎn)生極為重要的影響。為提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)效率，電梯的控制技術(shù)由單臺(tái)電梯的獨(dú)立控制發(fā)展到多臺(tái)電梯的協(xié)調(diào)控制，進(jìn)行合理的調(diào)度和管理，即電梯群控。所謂電梯群控系統(tǒng)EGCS(ElevatorGroupControlSystem)是指：綜合考慮大樓的交通模式、各時(shí)刻的交通流量、各樓層的乘客轎外呼梯信號(hào)等各種因素，對(duì)一棟樓宇里布置在一起的多臺(tái)電梯進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，每個(gè)樓層的召喚信

2、號(hào)集中由群控主機(jī)來(lái)控制，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的優(yōu)化目標(biāo)和建筑物中的實(shí)際交通狀況，產(chǎn)生最優(yōu)派梯決策的控制系統(tǒng)[1]。電梯群控系統(tǒng)能夠有效地改善客流調(diào)度及運(yùn)輸效果，一直受到人們的高度重視。而我國(guó)在電梯群控方面的起步比較晚，現(xiàn)階段對(duì)于電梯群控的關(guān)鍵技術(shù)尚未能完全掌握，擁有自主版權(quán)的群控方法和技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用還比較少，且與國(guó)外相比還有較大的差距。因此，很有必要在電梯群控方面展開研究。1.2電梯群控系統(tǒng)的概述1.2.1電梯群控系統(tǒng)的起源歷史上第一臺(tái)真正的電梯出現(xiàn)在1889年12月，由美國(guó)Otis電梯公司研制，它是由電力驅(qū)動(dòng)，齒輪直

3、接傳動(dòng)的。此時(shí)的電梯必須由司機(jī)操作運(yùn)行，既浪費(fèi)人力又浪費(fèi)資源且得不到較好的經(jīng)濟(jì)效益。為了改善這一問(wèn)題，人們逐漸發(fā)展出了以下幾種電梯控制方法[2]：1、簡(jiǎn)易自動(dòng)控制方式這種方式是一種最簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制方式。每層的呼叫按鈕只有一個(gè)，上行與下行通用。轎廂由層站呼叫按鈕和轎廂內(nèi)的選層按鈕來(lái)啟動(dòng)運(yùn)行，最后?？吭陔娞輧?nèi)選層或電梯外呼梯的那一層。在執(zhí)行某個(gè)呼梯指令時(shí)轎廂不再應(yīng)答其它呼梯信號(hào)。2、集選控制方式第42頁(yè)共42頁(yè)清華大學(xué)2012屆畢業(yè)論文這是一種比簡(jiǎn)易自動(dòng)控制更高級(jí)的控制方式，在此方式中，中間層站設(shè)有上、下兩個(gè)方向的呼梯

4、按鈕以供選擇，電梯能夠同時(shí)記住轎內(nèi)選層和層站呼梯信號(hào)。轎廂應(yīng)答啟動(dòng)運(yùn)行，在順向運(yùn)動(dòng)中，依次應(yīng)答順向的呼梯，在呼梯層站?？俊Ｈ绻\(yùn)行前方不再有呼梯，轎廂就自動(dòng)反向運(yùn)行，依次回答反向呼梯，最后回到基站。3、電梯群控方式電梯群控方式就是將多臺(tái)電梯組成一組，采用分布式控制系統(tǒng)，根據(jù)大樓交通的情況，對(duì)各臺(tái)電梯進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，采用最優(yōu)的輸送方式。這種控制方式能夠提高建筑物內(nèi)多部電梯同時(shí)服務(wù)時(shí)的運(yùn)行效率、縮短電梯的響應(yīng)時(shí)間，并通過(guò)合理派梯策略來(lái)達(dá)到節(jié)能的目的。隨著計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能大廈得到了迅猛的發(fā)展，而作為垂直交通

5、工具的電梯不僅僅是人們代步的工具，同時(shí)也是人類物質(zhì)文明的標(biāo)志，電梯技術(shù)的發(fā)展水平體現(xiàn)了社會(huì)科學(xué)進(jìn)步的程度，因此有效地改善電梯的客流調(diào)度及運(yùn)輸效果一直是國(guó)際電梯業(yè)所重視的課題之一。電梯群組的合理控制不但要對(duì)電梯當(dāng)前運(yùn)行狀況做出分析評(píng)價(jià)，還要對(duì)電梯將來(lái)運(yùn)行需求做出推理預(yù)測(cè)，更要對(duì)電梯如何調(diào)度、如何控制做出決策。但由于電梯每日每時(shí)的使用狀態(tài)都是變化的，其使用流量無(wú)法用確切的數(shù)學(xué)模型描述，傳統(tǒng)電梯群控方法沒(méi)有考慮多部電梯轎內(nèi)和全部廳層召喚之問(wèn)的相互作用關(guān)系，不能得到最優(yōu)解，不能滿足電梯群組高性能的控制要求，為了更好地適應(yīng)電

6、梯使用的發(fā)展需求，需要對(duì)電梯性能做出科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)，需要研究電梯新的控制方式。本文針對(duì)電梯群控系統(tǒng)中控制策略的優(yōu)化方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)等進(jìn)行研究，將智能優(yōu)化算法應(yīng)用到電梯群控系統(tǒng)中，從而達(dá)到有效地協(xié)調(diào)多臺(tái)電梯的運(yùn)行，提高電梯群組的運(yùn)輸效率和服務(wù)質(zhì)量。1.2.2電梯群控系統(tǒng)的發(fā)展電梯群控系統(tǒng)自二十世紀(jì)四十年代起，從最初使用繼電器，到集成電路的應(yīng)用，乃至今日人工智能的應(yīng)用，電梯群控系統(tǒng)大致經(jīng)歷了三個(gè)階段[3]：第一階段：繼電接觸控制方式[4]1941-1971第42頁(yè)共42頁(yè)清華大學(xué)2012屆畢業(yè)論文年，電梯群控系統(tǒng)利用繼

7、電器來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的順序運(yùn)行,稱之為自動(dòng)方式選擇控制系統(tǒng)。這種方式的控制系統(tǒng)能根據(jù)不同的交通模式選擇與之相對(duì)應(yīng)的運(yùn)行方式。交通模式由上行高峰模式、下行高峰模式及非高峰期模式等組成，采用時(shí)間間隔的控制方式。該群控系統(tǒng)的廳層召喚系統(tǒng)比較單一，在每個(gè)廳層內(nèi)分別設(shè)置一上行按鈕和下行按鈕。為了有效地控制每部電梯，給乘客提供合理的服務(wù)，控制系統(tǒng)把建筑物內(nèi)的電梯分開，并要求在指定的?？繉又辽僖？恳徊侩娞?。該控制方式能實(shí)現(xiàn)電梯的無(wú)司機(jī)控制，從而節(jié)省了人力才力，但整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效率不高，并且維護(hù)起來(lái)也相對(duì)比較復(fù)雜。電梯群控制的最簡(jiǎn)單形式

8、是方向預(yù)選控制，每部電梯都靠方向預(yù)選控制的方式來(lái)操作，工作時(shí)，主要是靠在上行高峰、下行高峰及平衡層間交通選擇運(yùn)行命令來(lái)運(yùn)行的，兩部或三部電梯組成的梯群比較適合用這種控制方式。繼后，又出現(xiàn)了將幾部電梯組成的簡(jiǎn)單梯群進(jìn)行分區(qū)控制的控制方法，使它們分別服務(wù)于交替的樓層。分區(qū)控制法雖然縮短了單部電梯的運(yùn)行周期，與方向預(yù)選控制相比運(yùn)行效率也得到了一定的提高。但由于這種