Vol. 17 No. 8
Aug. 2005 李中华, 等
基于 Matlab 的多速度模式电梯群控系统模型仿真
1999
图 3 加速度曲线
在图 3 中 电梯的运行分为三个部分 加速部分(0BCD)
匀速部分(DE)和减速部分(EFGH) 在加速部分又可分成 3
个阶段
加速度上升(0B) 加速度恒定(BC)和加速度下降
(CD) 显然 根据对称原理 加速度上升时间和加速度下降
时间相同 加速阶段完成以后 电梯进入匀速运行阶段 匀
速运行时间需要由减速阶段的剩余距离来决定 原则上 电
梯减速初始的剩余距离等于加速阶段的行程 然后电梯转入
减速运行阶段 在减速阶段 也可分为减速度上升(EF) 减
速度恒定(FG)和减速度下降(GH)三段 然后电梯进入平层阶
段 在平层阶段 电梯校正相关数据 如位置 速度 加速
度等
电梯的运行过程需要遵循以下的规则
1) 在电梯加速运行
PREACC
之初
判断顺向最近
的停靠层站 查询其目标距离 并与各速度级的最短目标距
离作比较
确定电梯的初始速度级
2) 在电梯加速过程
PREACC 和 ACC
过程中
周
期性地检测是否有更近的目标停靠要求 调整电梯运行的速
度级 速度级的调整沿着由高到低的方向进行 如有 则比
较其目标距离和速度级的临界距离 等到新的低速度级 并
且如果电梯的当前速度也低于加速段的控制点速度 Vc 则
将当前的速度级调整为新的低速度级 否则 电梯的速度级
保持不变
3) 在 POSTACC 开始以后
不再做速度级的调整
4) 当 MOVE 开始以后
周期性的检测剩余目标距离
是否达到该速度级的减速目标距离
如果满足
则进入
PREDEC 状态开始减速
如果不满足
则继续 MOVE 态
5) 在减速阶段
按照图 3 给出的加速度曲线进行 直
到进入平层状态
1.2 层站召唤分配模块
层站召唤分配模块的实现需要三个步骤 (1)输入当前的
交通信息 (2)层站召唤分配算法 (3)做出派梯选择 其中
层站召唤分配算法是指业界常说的电梯群控算法 是本模块
的核心 决定着电梯系统的服务品质 单一的群控算法往往
是无法适应所有交通模式的 只能在一定范围内提供最优质
的策略 基于此 许多学者从不同角度出发 提出了不同的
群控算法
[5-9]
正常客流模式是大楼内最为频繁的交通状况 乘客对电
梯乘坐的要求不再满足于候梯时间最短 而且也追求乘梯的
舒适感 舒适感是生理舒适和心理舒适的综合体现 尽管现
代电梯通过精心设计电梯运行的速度曲线 在满足乘坐舒适
感方面取得了较好的效果 但是乘梯过程中过多的停靠也会
给乘客不舒服的感觉 甚至呕吐 为此 文献[5]提出了一种
基于乘客候梯时间和冲击次数的电梯群控策略 该策略采取
适当牺牲候梯时间的思想 有效降低了乘客的冲击次数 特
别是在客流较轻的情况下效果尤为明显
2 EGCS 的数字仿真方法
本研究采用面向对象的仿真方法 将电梯系统可以分成
几个独立的对象 如电梯 大楼 乘客等 根据各自的属性
实现各自的操作功能
简化了程序代码
易于维护修改
在离散事件系统中
仿真时间的表示方法主要有两种
周期扫描法和事件扫描法
[10]
周期扫描法采用一个预定的时
间间隔来调整仿真时钟 然后扫描系统在该时间间隔内是否
有事件发生 但是该方法容易出现 状态模糊 现象 间隔
时间较小的两个事件往往会表现出同时发生 需要认真考虑
仿真时间间隔 减少仿真时间间隔无疑会增加计算机的运行
时间 而事件扫描法 是按照下一个事件的发生时刻来触发
仿真操作的 按照事件所发生的时间推进仿真时钟 可以有
效的避免周期扫描法的不足 同时大大改善了计算机运行时
间的效率
尽管事件扫描法的时间推进速度较快 但是电梯群控系
统具有很强的并行性 仿真时间步长过大会影响电梯的并行
操作 违背电梯的运行特征 为了利用两种方法优点 电梯
系统的仿真采用周期扫描法与事件扫描法相结合的混合扫
描方式 在设置仿真周期的同时 也将乘客到达层站候梯并
按下召唤按钮作为触发事件 在仿真周期内 如有触发事件
则执行事件扫描 调用层站召唤分配模块 选择合适的电梯
应答该召唤
然后继续执行周期扫描对电梯运行进行仿真
在本仿真平台中
仿真时钟周期设置为 1s
基于上述的数字仿真技术 电梯系统的仿真程序流程图
如图 4 所示
3 EGCS 的数字仿真实例
电 梯 群 控 模 型 的 仿 真 参 数 设 置 为
电 梯 额 定 载 重
1000kg
额定载人数 15 人 额定速度 2.5m/s 最大加速度
0.8 m/s
2
最大加速度变化率 1.0 m/s
3
4 个速度级分别为
1.0m/s
2
1.5m/s
2
2.0m/s
2
2.5m/s
2
开门时间 0.8s 关门时
间 3s 开门等待时间 2.5~5s
上下落时间 1.2s/人 办公
大楼层数 21 层 电梯数量 4 台 楼层高度 1 楼层高 5m
其余楼层高 3m 交通流分布 1 楼到其它楼层 30% 其它
楼层到 1 楼 30% 其它楼层到其它楼层 40% 层站召唤分配
策略采用文献[5]提出的模糊控制方法 综合考虑乘客的候梯
时间和乘梯冲击数
仿真结果分别如图 5 和图 6 所示
图 5 是电梯服务性能 乘客的候梯时间 乘梯时间和总
服务时间 的统计图 横坐标表示时间 纵坐标表示在横坐
万方数据