電梯交通流分析與電梯群控策略.研究

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1、上海交通人學(xué)博士學(xué)位論文KEYWORDS：elevatorgroupcontrolsystem，passengerO-Dmatrix，trafficflowprediction，trafficpatternrecognition，reinforcementlearning，groupcontrolstrategy，elevatorgroupcontrolsystemtestbed．V．上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的

2、復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密口，在一年解密后適用本授權(quán)書(shū)。本學(xué)位論文屬于不保密口。(請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名：楊產(chǎn)金指導(dǎo)教師簽名：聿夠貿(mào)日期：即鑼年歲月珥日日期：參。多年D，月≥年日上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)

3、表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：不勿廠／全日期：矽諺年歲月群日上海交通大學(xué)博：t學(xué)位論文1．1研究背景和意義第一章緒論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和人口城市化，高層及超高層建筑在城市中不斷崛起，使得垂直交通問(wèn)題變得越來(lái)越突出。為了有效解決在高層和超高層建筑中存在的復(fù)雜交通問(wèn)題，除了對(duì)高速和超高速電梯的需求外，高效的電梯群管理系統(tǒng)不可或缺。例如位于上海浦東的金茂大廈，共有88層，建筑面積22萬(wàn)平方米，其中就有60多

4、臺(tái)垂直電梯分布在不同的樓層之間提供運(yùn)輸服務(wù)【¨。目前，已經(jīng)投入使用的臺(tái)北金融大廈具有101層，高508米，為當(dāng)前世界最高樓，共安裝了63臺(tái)電梯和50臺(tái)扶梯，其中包括兩臺(tái)速度達(dá)到1010米／fff鐘(16．8米渺)的東芝超高速電梯【21。至2008年，高達(dá)492米的上海環(huán)球金融大廈將在上海浦東峻工。這些超高層建筑極大地依賴(lài)于龐大的電梯系統(tǒng)，電梯用戶除了對(duì)安全性和舒適性的要求外，對(duì)電梯的運(yùn)行效率、各種服務(wù)質(zhì)量(如候梯時(shí)間、乘梯時(shí)間等)、以及電梯的綠色節(jié)能問(wèn)題也提出了更高的要求，如何提高這些服務(wù)性能已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

5、。要解決這一問(wèn)題，通常采用電梯群控系統(tǒng)協(xié)調(diào)各部電梯的運(yùn)行以滿足服務(wù)要求。1853年，美國(guó)人伊萊沙·格雷夫斯·奧的斯研究出電梯的安全裝置，發(fā)明了“安全"升降梯。“安全”這一概念不僅開(kāi)創(chuàng)了升降梯工業(yè)，而且為想建造更高層建筑物以增加更多可利用空間的設(shè)計(jì)者們打開(kāi)了通途。隨著第一個(gè)半自動(dòng)化電梯控制器在20世紀(jì)20年代的使用，原始的服務(wù)員操作方式已減少為一個(gè)開(kāi)關(guān)門(mén)的操作。直到1950年，由電力機(jī)械繼電器系統(tǒng)組成的全自動(dòng)電梯控制器的應(yīng)用取消了服務(wù)員操作。到了20世紀(jì)70年代，隨著電子科學(xué)和信息技術(shù)的發(fā)展，特別是微處理器的出現(xiàn)，使得

6、復(fù)雜控制成為可能。電梯群控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已有30多年，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了人工智能技術(shù)在電梯群控系統(tǒng)中的應(yīng)用。群控系統(tǒng)的功能愈加復(fù)雜，需要研究的內(nèi)容也不斷擴(kuò)大。什么是電梯群控系統(tǒng)(EGCS：ElevatorGroupControlSystem)?在研究分析當(dāng)前群控技術(shù)研究與應(yīng)用的基礎(chǔ)上，作者對(duì)現(xiàn)代電梯群控系統(tǒng)的定義如下：根據(jù)建筑物內(nèi)的交通流狀況，合理配置多部電梯組成梯群，由微機(jī)控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理梯群的召喚信號(hào)，對(duì)當(dāng)前的交通狀況進(jìn)行智能化識(shí)別，并根據(jù)交通模式識(shí)別結(jié)果結(jié)合不同的優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)生系統(tǒng)控制策略，針對(duì)不同

7、的控制策略應(yīng)用相應(yīng)的優(yōu)化派梯算法，從而得出最優(yōu)派梯決策。實(shí)現(xiàn)這一功能的整套控制系統(tǒng)稱(chēng)為電梯群控系統(tǒng)。第一章緒論圖1-1表示了電梯群控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它主要由底層的電梯控制器和上層的群控控制器組成。電梯控制器完成電梯的基本動(dòng)作和運(yùn)行規(guī)則，如轎內(nèi)指令的登記和取消、轎廂內(nèi)稱(chēng)重信號(hào)的測(cè)量等，其被安裝在轎廂內(nèi)部。而群梯控制器是系統(tǒng)的核心部分，主要功能是進(jìn)行派梯運(yùn)籌優(yōu)化，決定由哪部電梯響應(yīng)外呼信號(hào)。圖1．1中一個(gè)群控控制器作為正常的派梯決策，另一相同的群控控制器作為系統(tǒng)的備用結(jié)構(gòu)。電梯群控系統(tǒng)采用微處理器技術(shù)和總線技術(shù)，電梯智能組件之

8、間通過(guò)總線方式進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸。部分現(xiàn)代電梯控制系統(tǒng)中提供內(nèi)建的電梯監(jiān)控設(shè)備，并帶有電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，隨時(shí)監(jiān)控電梯交通系統(tǒng)的狀況。電梯監(jiān)控系統(tǒng)■翻bU外呼信號(hào)群控控制器●群控li制器：蟈電梯EC控-制1器I電梯目控-2制器l?電梯目控-n制器l留lI稱(chēng)重信號(hào)JI內(nèi)指令I(lǐng)J稱(chēng)重信號(hào)iI內(nèi)指令I(lǐng)f稱(chēng)重信號(hào)

9、

10、內(nèi)指令I(lǐng)圖1-1電梯群控系統(tǒng)的一種典型結(jié)