摘

要

研究并设计了一种基于模糊控制的多目标优化群控算法。 首先对智能小区的四种交通模式进行了有效识别，然后对厅

呼信号控制进行了重点研究。 考虑到交通模式对三个评价指标（平均候梯时间、平均乘梯时间和能源消耗）权重的影响，本
文采用综合量化评价的方法设计控制算法。 通过控制相应的三个程度函数，达到乘客满意、系统节能的目的。

关键词：电梯群控，模糊控制，交通模式识别，评价函数，模糊派梯

Abstract

This paper develops a new Multi－objective optimization algorithm based on fuzzy control．This paper first introduce the

methord for identifying the four traffic mode of the elevator group control system,then emphasized the hall control signal．The
algorithm is indicated by considering the effect of the traffic model to three membership function Weight．By controlling the
three corresponding degree function,passengers are satisfied and system energy is saved．

Keywords:elevator group control,fuzzy control,traffic mode recogniz,estimate function,fuzzy appointing elevator

电梯群控系统是将三台或三台以上的电梯作为一个群体进

行系统管理的控制系统。 如何提高群控电梯的运输能力、服务质
量和工作效率，正越来越受到人们的普遍关注。

为进行群控算法设计，首先要根据群控电梯交通流（单位时

间内上行乘客数量与下行乘客数量） 进行交通流模式识别与模
式切换。 描述智能小区电梯群交通流的参数很多，主要有建筑物
客流总量、进入客流到达率、离开客流到达率 、层 间 交 通 客 流 到
达率和相对交通强度等。

1

群控系统算法分析与设计

1．1

模糊控制技术的可行性与必要性分析

电梯群控系统采用优化控制策略合理调度多台电梯， 即选

用最合适的电梯去响应厅呼信号，其目的是有效地运送乘客，提
高对乘客的服务质量。 控制策略是依据乘客交通量和系统管理
者的需要生成的，即在满足乘客候梯时间最小、乘梯时间最短的
前提下，将系统能耗降到最低。

由于电梯交通客流的随机性，电梯群控系统的不确定性、多

目标性、扰动性、非线性和信息的不完备性等 因 素 ，使 得 无 法 建
立被控对象的精确数学模型， 因而不能很好地采用传统控制方
法解决这些问题。 而模糊控制技术在解决非线性、不确定性等问
题上具有很大的优势。 它不需要建立所求解问题的精确数学模
型，而是根据已知相关知识进行分析 、推理和 计 算 ，最 后 得 出 事
情的最终结果。 所以，模糊控制技术可以很好地用于解决电梯群
控中所出现的问题， 本文即设计了一套基于模糊控制的电梯群
控算法。

1．2

模糊派梯算法设计

由于不同交通模式侧重的方面和因素是不同的， 因而我们

采用综合量化评价的方法来设计控制算法。 即根据不同的侧重
点，给出相应的重要程度标度，然后求其综合起来对所需要目标
的贡献，选取贡献最大的为厅层召唤服务。

（

1

）

构造评价函数

在电梯群控系统中， 不同的调度方法会产生不同的调度结

果，因此有必要对不同的方法进行优劣比较。 在本文设计的群控
算法中，我们将平均候梯时间（

AWT

）、

平均乘梯时间

ART

、

能源

消耗

RPC

三个主要指标作 为 评 价 群 控 电 梯 调 度 算 法 优 劣 的 依

据， 将此三个指标的加权平均函数作为新的最优评价函数即电

梯调度算法， 并根据不同交通模式下权系数的选择来体现不同
交通状况下人们对电梯群控系统的不同需求。

设电梯的评价函数如下：

S

i

＝w

1

S

AWT

i

＋w

2

S

ART

i

＋w

3

S

RPC

i

其中：

w

i

：

根据交通模式确定的权系数，

w

i

∈

（

0

，

1

），

且

3

i ＝ 1

Σ

w

i

＝1

；

S

i

：

评价函数值，表示第

i

台电梯响应某召唤信号的可信度；

S

AWT

i

：

平均候梯时间短的隶属度，其值越大说明候梯时间短

的可能性越大；

S

ART

i

：

平均乘梯时间短的隶属度，其值越大说明乘梯时间短

的可能性越大；

S

RPC

i

：

能源消耗低的隶属度，其值越大说明电梯能源消耗低

的可能性越大；

易知，若对某一个评价标准定义一个较大的权系数，则电梯

召唤的分配受该评价标准值的影响就较大， 电梯召唤也就主要
按照该指标进行分配。

（

2

）

评价函数权系数的选取

依据不同交通模式下对评价指标侧重的不同 （如上行高峰

交通模式下以减少乘客的平均乘梯时间为主要控制目标， 以减
少能源消耗为次要目标），并借助专家知 识 ，可 对 不 同 交 通 模 式
下各控制目标

AWT

、

ART

、

RPC

的 权 系 数 值

w

1

、

w

2

、

w

3

作 如 表

1

所示的合理选择。

（

3

）

输入量的选定

本文所设计算法中选取以下几个变量作为群控器的输入：

WT

（

厅层召唤候梯时间）：厅层召唤信号产生到被第

i

部电

梯响应时乘客的候梯时间。

CV

（

电 梯 剩 余 容

量）：响应某一厅呼信
号 后 ， 第

i

部 电 梯 的

剩余容量。

GD

（

集中度）：新

的厅呼信号产生位置
与 被 第

i

部 电 梯 响 应

的所有召唤信号产生

基于模糊控制的智能小区电梯群控系统算法研究

张士磊

张

雷

徐海刚

（河南机电高等专科学校，河南 新乡，

453002

）

Algorithm Research of Elevator Group Control System Based on Fuzzy Control

表 1 权系数的选择

基于模糊控制的智能小区电梯群控系统算法研究

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