1.介紹

電梯已被用于建筑物中運送人和貨物，在今天的多層建筑中是很常見的景象。這就允許了建筑的高度。技術的進步進一步提高了這一效果，但與更大的建筑需要更多的電梯空間來滿足不斷增長的人口上下樓需求。

為提高電梯群的容量，提出了不同的調度算法。這些策略的目的是提高電梯系統的容量，而不是增加對空間的需求。進一步的發展集中在尋找新的系統提高容量，同時需要比傳統電梯轎廂更少的空間。

2014年，就已經開發出一種新型電梯不依賴于繩子的電梯。這個電梯系統應該是基于磁懸浮技術不僅能使轎廂上上下移動，而且在不同的井道之間橫向移動。這就引入了一個新的因素——電梯轎廂的調度需要開發新的調度算法來控制它們。

1.1問題陳述

傳統的調度算法不能直接控制磁懸浮電梯系統，因此控制這類電梯系統的算法將是簡單的。將這些算法與傳統的一節電梯轎廂進行了比較，將使用標準平均等待時間和總旅行時間來看他們表現如何。為了限制研究，調度算法將被用來調度一個模擬電梯，一幢25層的辦公樓里的系統。此外，電梯轎廂內將被限制為只能容納10名乘客。

1.2假設

預期的結果是，磁懸浮電梯將有一個類似的平均等待和總旅行時間，作為一個傳統的系統與電梯轎廂數量相等。

1.3術語

高峰期到來的人群：進入大廳到上面的樓層；下行的人涌出高峰：離開上層去大堂；層間交通：建筑物不同樓層之間的交通；從上層到大廳的交通流量；從大廳到上層樓的交通流量；升降轎廂在豎井中上下移動的轎廂；等待時間：乘客進入電梯前的時間；乘客從到達：到達目的地樓層電梯所花費的總時間；傳統的電梯系統：每個電梯井只有一部電梯，不能改變井道。磁懸浮系統：一種電梯系統，多個電梯轎廂可以在一個電梯井內，他們可以改變井道。

2.背景

第一部分介紹了不同類型的電梯系統的背景，傳統的每個井道使用一輛以上的轎廂，接下來的部分將介紹一些用于電梯調度的算法，集團控制（群控），在最后一節中，介紹電梯交通的一些重要方面。

2.1電梯變體

下圖顯示了兩個不同的電梯系統。左邊是一個傳統的系統，右邊是一個多電梯轎廂的例子。在傳統的電梯轎廂總是與所在的豎井相連，但情況并非總是如此，適用于多電梯轎廂單井系統。下面幾節將介紹不同的方法

2.1.1每個井道一個轎廂

電動電梯自1889年就已存在，普遍的設計發現，到處都是一種類型的電梯轎廂。常見的系統是一個按鈕或一個向上和向下按鈕設計。在使用多個電梯井的系統中增加容量，不同的電梯井群，采用控制算法以提高效率。

2.1.2每個井道兩個轎廂

較大的建筑需要幾個電梯井，樓層越多，電梯空間越大，這使得建造巨大的建筑是不可行的，因為不成比例的數量電梯空間需求?，F在有很多變體，同一個電梯井里有兩個電梯轎廂。兩部電梯在同一個豎井里，引入一些問題，比如一部電梯不能到達每一層樓。為了解決這個

多個轎廂共用井道

雙梯電梯井與傳統的雙電梯系統配套使用。這個設計是用來增加現有豎井的容量。一個使用它的例子是一家在韓國的醫院，三個普通的電梯井被兩個電梯所取代，雙電梯和一個普通電梯。本系統使用一個基于目的地的系統，用于增加系統的容量。

2.1.3超過兩個以上多轎廂

該系統的早期設計允許每個電梯井有兩個以上的電梯轎廂。這個系統通過允許電梯轎廂離開用來抬它們的平臺。通過讓轎廂這樣移動，轎廂能夠轉換軸和使用專用的裝載站。這就導致了大多數電梯在同一時間在一個豎井里，但總的來說，系統可以有多個電梯在電梯井里。

現在，每個電梯井可以安裝兩部以上的電梯的想法越來越多，Thyssenkrupp正在開發一種名為Multi的新型電梯。將使用磁懸浮，允許單井道多個電梯轎廂。電梯之間的運動在不同的井道，以及橫向軸將是可能的。

2.2電梯調度策略

已經制定了一些策略來解決這個問題，哪個轎廂應該響應哪項請求。其中一些策略非常簡單——集體控制，而其他的更復雜，涉及進化的算法或更多詳細的信息，如乘客進入機場前知道目的地電梯。以下各節將介紹其中的一些戰略。

2.2.1集體控制

集體控制是一種比較簡單的調度算法，適用于電梯系統只有一個呼叫按鈕，在每層樓和在系統有一個方向指定按鈕。在單鍵系統中，第一個通過樓層的電梯，將停止信號響應，而在一個雙按鈕系統中，與乘客響應呼叫的方向相同。如果有乘客想下去的話，最近的轎廂正在下降，目前是在地板以上的乘客被選中，只要一個轎廂在地板上停下，就會發出呼叫信號重新設置，使其他轎廂不要停在地板上，直到它有乘客前往或另一個呼梯需求。

該策略可以修改，使空轎廂停在指定的樓層時，根據交通類型的不同，人們有望進入建筑并均勻地分布，當人們被要求離開大樓時，就在上面幾層，這將減少等待時間。

2.2.2目的地的基礎策略

調度電梯有更先進的算法，如基于目的地的系統。該系統是基于用戶選擇他想去的樓層之前進入電梯，而不是在進入電梯后做正確的方向。這允許安排電梯的時間，讓它們停得更少、更近，這樣就增加了系統的容量。使用基于目的地的系統也可以用于雙電梯的系統，Thyssenkrupp電梯的工作原理是讓用戶不能誤選電梯。

2.3五分鐘峰值

在辦公樓里，電梯系統承受最大壓力的時間被稱為五分鐘高峰，這是大多數人開始工作和所有人都需要的時間，從大廳前往他們各自的樓層，在此期間，下行流量為大約占總流量的10%。上升的峰值比下降的峰值要大，在下午，由于下班時間通常更分散，因為人們更愿意擠在電梯里而增加工資。根據五分鐘的高峰，規劃電梯系統的容量。

3.方法

在這個項目中，一個電梯模擬器已經實現，在一座25層的辦公樓里，收集等待和乘客們的旅行時間的數據。數據已經收集好了，通過對兩種不同類型電梯系統——傳統電梯系統和傳統電梯系統的仿真，每個系統都使用自己的調度算法進行仿真服務。為了對傳統系統進行調度，選擇了集體控制算法，因為它易于實現，并且通常用于較小的系統中。這也是該算法作為調度的基礎，被認為是一種較好的比較算法。

3.1模擬器

該模擬器由乘客生成程序、調度程序、電梯控制器組成，共25個樓層和一些豎井和電梯轎廂。模擬是在系統上運行的，包含4、6、8個電梯轎廂。對傳統系統進行了仿真，每部電梯轎廂的豎井和磁懸浮系統與所有的電梯轎廂平展成兩部分梯井里。模擬器是用Java編寫的，因為它是一種雙方都熟悉的語言

3.1.1模擬蜱蟲

在仿真中，時間用刻度表示。蜱蟲是一個離散的時間單位，并與之對應大約3秒。在每一次滴答中會發生三個事件。第一個事件是新乘客出現在地板上的機會。如果有新乘客出現，他或她就會出現，通過按地板上兩個按鈕中的一個來實現所需的向上或向下呼叫。

第二個事件是調度程序處理來自不同電梯的所有調用，并將其分配給系統中的電梯轎廂。調用的賦值是重新計算每個標記，并將每個調用分配給調度程序，視為根據其戰略選擇最佳方案。

最后，所有電梯轎廂都執行當前動作。如果動作完成在滴答期間，一個新的滴答將在下一個滴答中執行。

3.1.2電梯轎廂

電梯轎廂可以移動到不同的樓層或豎井，開啟或關閉門、接送乘客、空轉。正如上節所提到的，每節電梯轎廂在每一節期間執行一個動作，如果完成一個新的動作被分配給下一個滴答。電梯轎廂的下一步動作取決于先前的動作完成動作和電梯轎廂狀態。這使得它不可能例如

在開門之前讓乘客下去。

每個電梯轎廂有兩個呼叫隊列。第一個隊列包含乘客的呼叫，在電梯轎廂內，并在進入電梯轎廂時進行更新。第二個隊列包含調度程序分配給電梯轎廂的所有調用。當電梯轎廂應答時，它會在兩個隊列中找到同一方向的最近呼叫，并移動一層，電梯轎廂繼續這樣做，直到它到達目標層或直到當前方向沒有目的地。如果當前方向沒有目的地在另一個方向上，電梯轎廂會改變方向，否則它會一直空轉直到它被給出處理響應。

當電梯轎廂到達當前目的地樓層時，它會打開門，電梯轎廂內的乘客可以提前下去，任何新乘客都可以進入，將移動限制在一個方向上，每次最多三名乘客。電梯轎廂只要保持靜止，乘客移動或直到客滿。然后它關上門，試圖回答最近的信號響應