電梯群控系統(tǒng)的研究

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1、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)由單臺電梯的獨立控制發(fā)展到多臺電梯的協(xié)調(diào)控制，進行合理的調(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、各時刻的交通流量、各樓層的乘客轎外呼梯信號等各種因素，對一棟樓宇里布置在一起的多臺電梯進行統(tǒng)一調(diào)度，每個樓層的召喚信號集中由群控主機來控制，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的優(yōu)化目標(biāo)和建筑物中的實際交通狀況，產(chǎn)生最優(yōu)派梯決策的控

2、制系統(tǒng)[1]。電梯群控系統(tǒng)能夠有效地改善客流調(diào)度及運輸效果，一直受到人們的高度重視。而我國在電梯群控方面的起步比較晚，現(xiàn)階段對于電梯群控的關(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)在實際中的應(yīng)用還比較少，且與國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真正的電梯出現(xiàn)在1889年12月，由美國Otis電梯公司研制，它是由電力驅(qū)動，齒輪直接傳動的。此時的電梯必須由司機操作運行，既浪費人力又浪費資源且得不到較好的經(jīng)濟效益。為了改善這一問題，人們逐漸發(fā)展出了以下幾種電梯控制方法[2]：1、簡易自動

3、控制方式這種方式是一種最簡單的自動控制方式。每層的呼叫按鈕只有一個，上行與下行通用。轎廂由層站呼叫按鈕和轎廂內(nèi)的選層按鈕來啟動運行，最后?？吭陔娞輧?nèi)選層或電梯外呼梯的那一層。在執(zhí)行某個呼梯指令時轎廂不再應(yīng)答其它呼梯信號。2、集選控制方式這是一種比簡易自動控制更高級的控制方式，在此方式中，中間層站設(shè)有上、下兩個方向的呼梯按鈕以供選擇，電梯能夠同時記住轎內(nèi)選層和層站呼梯信號。轎廂應(yīng)答啟動運行，在順向運動中，依次應(yīng)答順向的呼梯，在呼梯層站?？?。如果運行前方不再有呼梯，轎廂就自動反向運行，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電梯組成一組，采用分布式控制系

4、統(tǒng)，根據(jù)大樓交通的情況，對各臺電梯進行協(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)多部電梯同時服務(wù)時的運行效率、縮短電梯的響應(yīng)時間，并通過合理派梯策略來達到節(jié)能的目的。隨著計算機、通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能大廈得到了迅猛的發(fā)展，而作為垂直交通工具的電梯不僅僅是人們代步的工具，同時也是人類物質(zhì)文明的標(biāo)志，電梯技術(shù)的發(fā)展水平體現(xiàn)了社會科學(xué)進步的程度，因此有效地改善電梯的客流調(diào)度及運輸效果一直是國際電梯業(yè)所重視的課題之一。電梯群組的合理控制不但要對電梯當(dāng)前運行狀況做出分析評價，還要對電梯將來運行需求做出推理預(yù)測，更要對電梯如何調(diào)度、如何控制做出決策。但由于電梯每日每時的使用

5、狀態(tài)都是變化的，其使用流量無法用確切的數(shù)學(xué)模型描述，傳統(tǒng)電梯群控方法沒有考慮多部電梯轎內(nèi)和全部廳層召喚之問的相互作用關(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)電梯使用的發(fā)展需求，需要對電梯性能做出科學(xué)、合理的評價，需要研究電梯新的控制方式。本文針對電梯群控系統(tǒng)中控制策略的優(yōu)化方法、評價指標(biāo)等進行研究，將智能優(yōu)化算法應(yīng)用到電梯群控系統(tǒng)中，從而達到有效地協(xié)調(diào)多臺電梯的運行，提高電梯群組的運輸效率和服務(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)歷了三個階段

6、[3]：第一階段：繼電接觸控制方式[4]1941-1971年，電梯群控系統(tǒng)利用繼電器來實現(xiàn)系統(tǒng)的順序運行,稱之為自動方式選擇控制系統(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應(yīng)的運行方式。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?。該控制方式能實現(xiàn)電梯的無司機控制，從而節(jié)省了人力才力，但整個系統(tǒng)運行效率不高，并且維護起來也相對比較復(fù)雜。電梯群控

7、制的最簡單形式是方向預(yù)選控制，每部電梯都靠方向預(yù)選控制的方式來操作，工作時，主要是靠在上行高峰、下行高峰及平衡層間交通選擇運行命令來運行的，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單梯群進行分區(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行周期，與方向預(yù)選控制相比運行效率也得到了一定的提高。但由于這種控制方式里的動態(tài)分區(qū)算法比較復(fù)雜，因此主要以靜態(tài)分區(qū)法為主。第二階段：集選控制方式1971-1975年，集成電